Прочностные свойства бетона. Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Прочность- это способность материала сопротивляться внешним воздействиям до разрушения.

Прочность бетона определяется сопротивлением, различным воздействием- сжатию, растяжению, срезу, изгибу и зависит:

-от времени и условий твердения материала

-от вида напряженного состояния

-от формы и размера образца

-от длительности нагружения

Прочностные свойства бетона явл. изменчивой характеристикой. Это связано с неоднородностью свойств этого материала.

Изменчивость прочностных свойств подчиняется закону Гаусса-Закон нормального распределения величин:

n- число образцов от 1до 100

R-прочностной показатель

σ -среднее квадратичное отклонение, характеризующее изменчивость прочности

v- коэффициент вариации. Показывает однородность показателей прочности партии образцов (V= σ /R= 0.05…0.20 - 5%...20% соответственно). 13.5%- коэффициент вариации в России.

Нормативное сопротивление Rn должно быть таким, чтобы обеспечить 95% вероятность прочностных свойств.

При расчетных используется ненормативное, а расчетное значение прочности, которое учитывает отклонение показателя прочности в меньшую сторону с помощью коэффициента надежности.

Основная формула: Rp=Rn/γ где γ -коэф-т надежности.

Нагрузки и их классификации.

В процессе проектирования и расчета следует учитывать все нагрузки, возникающие при эксплуатации, изготовлении, транспортировки и монтажа.

Нормативные нагрузки:

-это наибольшие по значениею нагрузки, которые могут действовать на конструкцию в период эксплуатации(испол. для второй группы предельных состояний)

Расчетные нагрузки:

-определяются с учетом возможного отклонения нормативных значений в неблагоприятные стороны(испол. для первой группы).

Расчетные нагрузки применяются для расчетов на прочность, местную и общую устойчивость.

Нормативные нагрузки испол. для расчетов на прогиб, деформации раскрытия трещин.

3.Деформационные свойства бетонам. Диаграмма «σ – ε» бетона.

Бетон является неоднородным материалом (упруго пластичным) - на каком-то этапе воздействия чего - либо проявляются упругие деформативные свойства. Как только проходит этот этап появляются пластические свойства.

Деформативность бетона- это изменение формы и размеров бетонного образца под влиянием различных воздействий.

Под деформативностью рассматривают деформации, вызванные силовым воздействием внешних сил. Как правило, эти деформации развиваются в направлении этих внешних воздействий.

Любые деформации характеризуются относительными деформациями, которые обознаются ε

ε в=ε е+ ε pl – относительные деформации

ε в= δ l/l- продольные и поперечные деформации δ l- абсолютные деформации

Объемные деформации.

О. д. вызваны температурно-влажностными изменениями или взаимодействием бетона с внешней средой, которое обязательно надо учитывать в расчетах.

Собственные деформации.

-небольшие деформации по численному значению.

К ним относятся: первоначальная усадка при испарении влаги с поверхности бетона. Усадка появляется, как правило, на поверхности бетона виде хаотично расположенных трещин.

Силовые деформации различают при однократном, длительном и многократном повторном нагружении.

Эту деформативность отражает бетон, который испытывает кратковременно нагружение: стандартная призма. Нагружение образца происходит поэтапно. Тензодатчики расположены по всем 4ом граням. При испытании призмы строят графическую зависимость «σ – ε

1ая зона- упругая зона, характеризующаяся модулем упругости

2ая зона- зона пластических деформаций

4.Ползучесть бетона и ж/б

Деформация ползучести проявляется только при действии длительной нагрузки.

Опред.: нарастание пластических деформаций при длительном действии постоянной нагрузки называется ползучестью бетона.

σ = const

ε - переменная величина

В теории ж/б разделяют 2 вида деформаций ползучести:

Если σ ≤ 0, 5R -здесь появляются линейные деформации ползучести, характеризующиеся выдавливанием воды из пор бетона. При линейной ползучести часть деформаций может восстанавливаться.

σ > 0, 5R- нелинейная ползучесть. Она в обязательном порядке учитывается в расчетах и в большей степени в преднапряженных конструкциях. Нелинейная ползучесть связана с микротрещинами.

Величина ползучести бетона оценивается мерой ползучести (обозначается Сt= Epl/ σ b)- основной фактор-время.

Мера ползучести- это относительные деформации ползучести бетона, накопившиеся к моменту времени Т при постоянном напряжении.

Связь между мерой ползучести и характеристикой пол-ти: Ct=φ t/Eb

На развитие ползучести бетона влияет:

- возраст

-размеры конструкции или образцов

-состав бетона, его влажность

-вид цемента

-плотность заполнителя

Влияние ползучести в ж/б элементах на напряжение в бетоне и арматуре:

Усилие и напряжение в бетоне при проявлении ползучести падают, а в арматуре идет увеличение. В результате перераспределяется напряжение при ползучести- бетон разрушается, а арматура нагружается.

5. Усадка бетона и железобетона. Меры борьбы с усадкой.

Усадка-изменение объема в сухой среде- Едеф= 15*10^-5 1/градус

либо Едеф усадки в расчетах учитывается температурой.

При усадки деформации в бетоне составляют 0, 5 мм на 1м длинны. В Ж/Б приблизительно 0, 1 мм на 1м длинны.

Усадка всегда проявляется в виде хаотично разбросанных трещин. Если трещины появились => появились растягивающие напряжения в бетоне и сжимающие в арматуре.

Снижение усадки:

-необходимо держать бетон во влажных условиях

-исключить попадание солнца

-уменьшить расход цемента, но не ниже 250 кг/м^3

-снижение В/Ц

- принимать противоусадочные мероприятия (безусадочные связующие - портландцемент, добавки, противоусадочные сетки)

6.Арматура и арматурные изделия для ж/б конструкций. Назначение и требования.

Под арматурой понимают отдельные стержни или целые каркасы, которые расположены в теле бетона, в соответствии со статической схемой работы конструкции.

Назначение:

Арматуру устанавливают в конструкциях для восприятия растягивающих напряжений и для усилия сжатой зоны бетона, а так же для восприятия температурных и усадочных напряжений.

Требование:

-арматура должна работать совместно с бетоном

-арматура используется до предела текучести или до предела прочности

Виды арматуры и их классификации:

Для изготовления ж/б конструкций используются стали с содержанием углерода не более 0, 65%

Классификация:

1.По функциональному назначению (рабочая арматура, которая принимается от 1 до 3% от площади поперечного сечения; конструктивная и монтажная устанавливаются по конструктивным и технологическим требованиям)

2.По способу изготовления (делится на: стержневую горячекатаную d в соответствии с сортаментом 6…40 мм; термомеханически упрочненную, 6…40 – все это стержневая арматура. Проволочная холоднодеформируемая, d 3..12- это проволочная арматура)

3.По форме наружной поверхности(периодического профиля, гладкая арматура)

4.По способу применения (ненапрягаемая арматура -как правило мягкая сталь - работает по диаграмме с физической площадкой текучести; напрягаемая арматура -твердая сталь- без площадки текучести)