15.Яким чином впливають підвищені і високі температури на механічні властивості бетону і арматури і на їх розрахункові характеристики?

З/б конструкції в умовах підвищених температур (до 200 С) в Україні почали експлуатувати на початку 30-х років, головним чином на підприємствах чорної металургії. На будівництві гарячих цехів (ливарних, електроплавильних) із залізобетону виконували колони, підкранові балки, покриття, майданчики ливарних дворів, тощо.

В зв’язку з інтенсивним розвитком металургійної , скляної, хімічної галузей промисловості, розвитком теплоенергетики і широким застосуванням збірного залізобетону примінення з/б конструкцій значно розширилося.

Дослідження показали, що температура несучих конструкцій залежить від характеру виробництва і коливається в широких межах від 50 до 300 і вище.

Досвід застосування з/б конструкцій у таких умовах показував, що вони часто виявлялись недостатньо довговічними і не відповідали вимогам експлуатації.

Проектування таких конструкцій, що експлуатуються в умовах підвищених і високих технологічних температур повинно вестись з урахуванням вимог ДБН.

Для конструкцій , які систематично працюють під дією технологічних температур не вище 30 С, застосовують звичайний бетон на портландцементі або шлакопортландцементі. При температурі понад 300 С застосовують жаростійкий бетон класів С15/20…С30/35.

У розрахунку бетонних і з/б конструкцій слід враховувати зміни фізико-механічних та пружнопластичних властивостей бетону та арматури залежно від температури впливу.

При нагріванні до 300 зниження міцності бетону на стиск може досягати 30%-40%. Значення розрахункових і нормативних опорів бетону і арматури множать на коефіцієнти

Значення цих коефіцієнтів залежить від температури нагрівання, його тривалості і змінюється в межах: при короткочасному нагріванні від 1 при 50 до 0,65 при 300 ; при довготривалому - від 1 до 0,5; аналогічно при короткочасному від 1 до 0,4 і при довготривалому - від 1 до 0,2. Для арматури: дротової Вр-І, В-ІІ, Вр-ІІ, К-7,а також для А-240, А300 - змінюється від 1 до 0,75 при короткочасній дії температури і при тривалій – від 1 до 0,65, а для арматури А-400, А-600, А800, -1000, -600 – від 1 до 0,95 при короткочасній і від 1 до 0,75 при тривалій.

16. Як визначаються деформації і зусилля в конструкціях, що виникають від температурного нагрівання?

Деформативність бетону при систематичному нагрівання збільшується під впливом зниження модуля пружності бетону:

(1),

де коефіцієнт, що залежить від температури нагрівання, значення якого від 1 при 50 до 0,7 при 200 . Температурна усадка бетону виникає при першому нагріванні і являється незворотною деформацією, яка збільшується з підвищенням температури нагрівання:

(2),

де коефіцієнт температурної усадки при нагріванні, при 100 при 200 .

Температурне розширення бетону являється зворотньою деформацією і пропорційне температурі нагрівання:

(3),

де коефіцієнт температурного розширення при нагріванні при 100 .

Сумарна температурна деформація бетону при нагріванні:

(4)

коефіцієнт сумарної температурної деформації при 100

Діаграма температурних деформацій бетону має вид

1. температурне розширення;

2. сумарна температурна деформація при першому нагріві;

3. деформація при повторних нагріваннях і охолодженнях;

4. деформація при охолодженні після першого нагрівання;

5. температурна усадка.

Армування з/б конструкцій, що працюють в умовах систематичної дії технологічних температур до 200 , здійснюють арматурною сталлю, як для звичайних конструкцій, але з врахуванням додаткових вимог. Так для дротової арматури Вр-І, В-ІІ, Вр-ІІ, К-7 максимальна температура нагрівання не повинна перевищувати 150 . Міцність стержнів і дротової арматури пр. нагріванні зменшується на 5…15%. Розрахункові і нормативні опори арматури множать на коефіцієнти при короткочасному і тривалому нагріванні.

Модуль пружності арматури при нагріванні знижується лише на 4%, його приймають:

(5),

де

Температурний коефіцієнт лінійного розширення арматури в залежності від виду арматури і температури нагрівання.

Для класів А-240, А-300, Вр-І, Вр-ІІ, В-ІІ, К-7 - . Для арматури класів А400,А500 .

В з/б конструкціях з тріщинами приймають середнє значення температурного розширення арматури в бетоні:

де коефіцієнт, який залежить від % (відцотка армування)

.

При температурні нагрівання до 100 арматуру рекомендується приймати а до 200 .

Анкерування робочої арматури при нагріванні до температури 100 збільшують на 5 діаметрів анкетованих стержнів. Товщина захисного шару бетону для робочої арматури пр. нагріванні 100-200 збільшують на 5мм і приймають не менше1,5d.

Міцність щеплення арматури з бетоном при нагріванні до 200 і наступному охолодженні практично не знижується.