Участки, где происходит скалывание бетона

Скалывающие напряжения по высоте сечения изменяются по квадратной параболе. Временное сопротивление бетона скалыванию можно определить по эмпирической зависимости (2.3):

R_скал ≈ (1,5÷2)×R_bt (2.3)

6. Классы и марки бетона

Класс – это ряд эталонных чисел на числовой оси, привязанных к прочности на сжатие и растяжение, задаваемых при проектировании с обеспеченностью 0,95 прочностных свойств.

Марка оценивает основные физические свойства бетона (обеспеченность 50%).

Существует класс бетона по прочности на сжатие B по прочности на растяжение B_{t .}

Значение класса бетона по прочности на сжатие – это значение, полученное при испытании кубов с размерами ребра 150 мм, испытанных в соответствии со стандартами в течение 28 суток при температуре 20 ± 2 ºC с учетом 95% обеспеченности прочностных свойств.

Для оценки изменчивости прочности и обеспечения гарантии для заданного значения используют кривую распределения теории вероятности.

Среднее значение временного сопротивления бетона сжатию, установленное при испытании партии стандартных образцов, определяют по зависимости (2.4):

(2.4)

где число случаев, в которых было установлено временное сопротивление соответственно ;

общее число испытаний в партии

Среднее квадратичное отклонение прочности бетона – это величина, характеризующая разброс прочности экспериментальных значений.

Среднее квадратичное отклонение прочности бетона определяют по зависимости (2.5):

(2.5)

Коэффициент вариации прочности бетона – это отношение среднего квадратичного отклонения прочности бетона к среднему значению временного сопротивления бетона сжатию.

Коэффициент вариации прочности бетона определяют по зависимости (2.6):

(2.6)

Чем совершеннее производство и технология приготовления бетонной смеси, тем меньше коэффициент вариации прочности и экономичнее производство.

Опытные исследования для тяжёлых, мелкозернистых и легких бетонов показали, что коэффициент вариации прочности бетона при сжатии . При показателе надежности , который характерен для обеспеченности 95% прочностных свойств (правило «двух сигм»), класс бетона по прочности на сжатии определяют по формуле (2.7):

или (2.7)

Таким образом, гарантированная прочность заданного нормами класса бетона на сжатие равна:

(2.7’)

Коэффициент вариации прочности бетона при растяжении , тогда гарантированная прочность заданного нормами класса бетона на растяжение равна:

(2.7”)

На рис. 2.10 показана кривая распределения прочности.

Рис. 2.10. Кривая распределения прочности

Марка бетона по морозостойкости F – число выдерживаемых циклов попеременного замораживания и оттаивания водонасыщенных образцов, испытанных в соответствие со стандартом, при котором прочность падает не более чем на 15% по сравнению с прочностью образца, не подвергающегося замораживанию.

Старые нормы СНиП 2.03.01 – 84* «Бетонные и железобетонные конструкции» устанавливали марки бетона по морозостойкости от F 15 до F 500. Новые нормы СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» устанавливают марки бетона по морозостойкости от F 15 до F 1000.

Для каждого конкретного случая марку бетона по морозостойкости принимают в зависимости от расчетной зимней температуры наружного воздуха, условий работы и класса зданий.

Марка бетона по водонепроницаемости W – это наибольшее давление воды (МПа), при котором не наблюдается её просачивания через стандартный образец, изготовленный по ГОСТу.

Эту марку принимают для конструкций, к которым предъявляют особые ограничения водопроницаемости (резервуары, напорные трубы, силосы).

Старые нормы СНиП 2.03.01 – 84* «Бетонные и железобетонные конструкции» устанавливали марки бетона по водонепроницаемости от W2 доW12. Новые нормы СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» устанавливают марки бетона водонепроницаемости от W2 доW20, где цифрами обозначают давление воды, при котором коэффициент фильтрации (м/с) не превышает нормативного значения.

Конкретную марку бетона по водонепроницаемости принимают в зависимости от класса зданий, условий эксплуатации конструкций или максимального градиента напора, представляющего отношение напора к толщине элемента.

Марка бетона по средней плотности D – это гарантированная собственная масса бетона (кг/м³), контролируемая на базовых образцах в установленные сроки согласно ГОСТу.

Марку по средней плотности принимают для конструкций, к которым предъявляют требования теплоизоляции.

Старые нормы СНиП 2.03.01 – 84* «Бетонные и железобетонные конструкции» устанавливали марки бетона по средней плотности от D 700 до D 2500. Новые нормы СНиП 52-01-2003 «Бетонные и железобетонные конструкции» устанавливают марки бетона по средней плотности от D 200 до D 5000, где цифры обозначают плотность бетона.

Для напрягающих бетонов устанавливают марку по самонапряжению.

Марка бетона по самонапряжению S_p – это гарантированное значение предварительного напряжения в бетоне (МПа), создаваемое в результате его расширения при наличии продольной арматуры в количестве 1% и контролируемое на базовых образцах в установленные сроки согласно ГОСТу.

Марку бетона по самонапряжению принимают в зависимости от предъявляемых к самонапрягающимся конструкциям требований по трещиностойкости и жесткости.

7. Модуль деформации бетона и мера ползучести

Начальный модуль упругости бетона при сжатии – это величина, соответствующая тангенсу угла наклона касательной к функции диаграммы , проходящей через начало координат (рис.2.11).

или (2.8)

Модуль касательных деформаций бетона при сжатии – это величина, соответствующая тангенсу угла наклона касательной к кривой деформаций в любой заданной точке (рис.2.11).

(2.9)

Для расчёта железобетонных конструкций используют модуль упругопластичности (секущий модуль) бетона при сжатии – это величина, соответствующая тангенсу угла наклона секущей, проходящей через начало координат и точку на диаграмме полных деформаций (рис.2.11).

(2.10)

Рис. 2.11. Схема для определения модулей деформаций в бетоне

Если выразить одно и то же напряжение через упругие деформации и полные деформации , то получим

(2.11)

Коэффициент пластичности бетона равен

(2.12)

Коэффициент упругопластической деформации бетона равен

(2.13)

Используя (2.11) и (2.12) получим зависимость между секущим и начальным модулями (2.14)

(2.14)

Коэффициент упругопластической деформации можно выразить через коэффициент пластичности:

(2.15)

Для идеально упругого материала пластические деформации малы, т.е. .

Для идеально пластического материала упругие деформации малы, т.е. .

Зависимость между напряжениями и деформациями ползучести выражаются мерой ползучести . Используя формулы (2.11), (2.12), (2.14), получим:

(2.16)

где .

Мера ползучести зависит от класса бетона и его начального модуля деформаций. Мера ползучести – это удельная деформация ползучести.

8. Реологические свойства бетона

Усадка – это уменьшение бетона в объеме при твердении в обычной (воздушной) среде (рис.2.12).

Рис. 2.12. Усадка бетона

1 – фрагмент бетонной балки; 2, 3 – продольные и поперечные усадочные трещины; 4 – наружний (высохший) слой; 5 – внутренний слой;

Дата добавления: 2014-01-05