5. Деформативность бетона

Деформативность – это способность изменять форму под действием внешних сил и температурно-влажностных факторов.

Различают два вида деформации:

• объемные, развивающиеся во всех направлениях под влиянием усадки, изменения температуры и влажности;

• силовые, развивающиеся главным образом вдоль направления действия сил.

Бетон представляет собой упругопластический материал. Начиная с малых напряжений, в нем помимо упругих восстанавливающихся деформаций развиваются неупругие остаточные или пластические деформации. Поэтому силовые деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия подразделяют на три вида: при однократном загружении кратковременной нагрузкой, при длительном действии нагрузки в при многократно повторном действии нагрузки.

При однократном загружении бетонной призмы кратковременно приложенной нагрузкой деформация бетона она образуется из упругой и неупругой пластической деформаций.

Деформации при длительном действии нагрузки. При длительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются. Наибольшая интенсивность нарастания неупругих деформаций наблюдается первые 3—4 мес и может продолжаться несколько лет.

Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки, называют ползучестью бетона. Деформации ползучести могут в 3—4 раза превышать упругие деформации. При длительном действии постоянной нагрузки, если деформации ползучести нарастают свободно, напряжения в бетоне остаются постоянными. Если же связи в бетоне (например, стальная арматура) стесняют свободное развитие ползучести, то ползучесть будет стесненной, при которой напряжения в бетоне уже не будут оставаться постоянными.

Если бетонному образцу сообщить некоторое начальное напряжение σ⁰ и начальную деформацию ε⁰, а затем устранить возможность дальнейшего деформирования наложением связей, то с течением времени напряжения в бетоне начинают уменьшаться. Свойство бетона, характеризующееся уменьшением с течением времени напряжений при постоянной начальной деформации, называют релаксацией напряжений.

Ползучесть и релаксация имеют общую природу и сказывают существенное влияние на работу железобетонных конструкций под нагрузкой.

6. Модуль деформаций

Рис. 5 Диаграмма напряжения - деформации бетона

Среднее значение модуля упругости бетона при сжатии Е_сm представляет собой тангенс угла наклона секущей к кривой σ_с – ε_с в точке с заданным напряжением.

7. Арматура как материал для железобетона

Арматура в железобетонных конструкциях устанавливается преимущественно для восприятия растягивающих усилий и усиления бетона сжатых зон конструкций. Необходимое количество арматуры определяют расчетом элементов конструкций на нагрузки и воздействия. Арматура, устанавливаемая по расчету, носит название рабочей арматуры; устанавливаемая по конструктивным и технологическим соображениям, носит название монтажной арматуры. Монтажная арматура обеспечивает проектное положение рабочей арматуры в конструкции и более равномерно распределяет усилия между отдельными стержнями рабочей арматуры. Кроме того, монтажная арматура может воспринимать обычно не учитываемые расчетом усилия от усадки бетона, изменения температуры конструкции и т. п.

Рабочую и монтажную арматуру объединяют в арматурные изделия — сварные и вязаные сетки и каркасы, которые размещают в железобетонных элементах в соответствии с характером их работы под нагрузкой. Арматуру разделяют по четырем признакам:

1. В зависимости от технологии изготовления стальная арматура железобетонных конструкций подразделяется на горячекатаную стержневую и холоднотянутую проволочную.

2. В зависимости от способа последующего упрочнения горячекатаная арматура может быть термически упрочненной — подвергнутой термической обработке, или упрочненной в холодном состоянии — вытяжкой, волочением.

3. По форме поверхности арматура может быть периодического профиля и гладкой. Выступы в виде ребер на поверхности стержневой арматуры периодического профиля, рифы или вмятины на поверхности проволочной арматуры значительно улучшают сцепление с бетоном.

4. По способу применения при армировании железобетонных элементов различают напрягаемую арматуру, подвергаемую предварительному натяжению, и ненапрягаемую.

Физико-механические свойства стали. Арматурная сталь характеризуется: пластичностью, свариваемостью, холодноломкостью, усталостным разрушением, изменением структуры при нагревании.

Классификация арматурной стали.

ДСТУ 3760 2006 (ISO 6935-2 1991). Прокат арматурний для залізобетонних конструкцій

Арматурный прокат (А) подразделяют на классы в зависимости от показателя механических свойств (установленного стандартом нормируемого значения условного или физического предела текучести в Н/мм²) и служебных свойств.

В зависимости от служебных свойств прокат подразделяют на:

- свариваемый (индекс С);

- несвариваемый (без индекса С);

- прочный против коррозионного растрескивания под напряжением (индекс К);

- непрочный против коррозионного растрескивания (без индекса К);

- свариваемый и прочный против коррозионного растрескивания под напряжением (индекс СК).

Арматурный прокат изготовляют классов:

А240С (АІ) - с гладким профилем,

А300С (АІІ) – снята с производства, низкие характеристики,

А400С(АІІІ), А500С( - ), А600(АIV), А600С, А600К, А800(AV), А800К, А800СК и А1000(AVI) - с периодическим профилем.

Арматура маркируется на поверхности стержня через каждые 1,5 м отсутствием ребер или выпуклыми точками, например:

I – Криворіжсталь III ребра – А400

III – Днепр мет комбинат IV ребра – А600

VI – Макеев. мет.комбинат V ребра – А800

VI ребра – А1000

Арматура проволочная

Обозначение В. Два класса: В-I – обыкновенная, от 3 до 8 мм, холоднотянутая, для сварных сеток, Вр-I – с вмятинами вместо ребер; В-II или Bp-II – высокопрочная арматурная проволока применяется в основном в качестве напрягаемой арматуры, от 3 до 8 мм. Периодический профиль обозначается дополнительным индексом «р»: Вр-I, Bp-II.

При объединении высокопрочной проволоки в пучки мы получаем арматурные канаты – наиболее напрягаемая арматура: К-7, К-19.

Арматурные сварные изделия. К ним относятся сварные сетки, плоские сварные каркасы, пространственные каркасы. Сварные сетки изготавливаются из арматурной проволоки или А400С. Сварные сетки могут поступать на строительную площадку сварными плоскими элементами или в рулонах до ∅7. Рабочая арматура в сетках м.б. как в одном направлении, так и в двух направлениях. Плоские каркасы м.б. сварными и вязанными. Объединение нескольких каркасов поперечной или монтажной арматурой образуют пространственный каркас.

Лекція №4 Страница 1