Начального загружения

Если испытываемый образец загрузить по этапам и замерять деформации на каждой ступени дважды (сразу после приложения нагрузки и через некоторое время), то получится ступенчатая линия. Деформации, измеренные сразу, являются упругими. При достаточно большом числе ступеней загружения зависимость становится плавной кривой (рис.2.14).

Рис. 2.14. Диаграмма в сжатом бетоне

при различных этапах загружения

1 – прямая упругих деформаций;

2 – кривая полных деформаций

Релаксация – это уменьшение с течением времени напряжений при постоянной деформации (рис.2.15).

Рис. 2.15. Снижение напряжений с течением времени

Многократное повторение циклов загрузки - разгрузки приводит к постепенному накапливанию пластических деформаций (рис. 2.16). После достаточно большого числа циклов неупругие деформации, соответствующие данному уровню напряжений, выбираются, ползучесть достигает своего предельного значения, бетон начинает деформироваться упруго ().

Рис. 2.16. Диаграмма при многократном повторном

Загружении бетонного образца

1 – первичная кривая деформаций;

2 – конечная кривая деформаций

При больших напряжениях неупругие деформации неограниченно растут, напряжения достигают предела выносливости и бетон разрушается.

2.10 Предельные деформации бетона

Предельные деформации бетона при сжатии (растяжении) – это относительные средние укорочения (удлинения) в момент разрушения центрально сжатых (центрально растянутых) образцов, испытанных по ГОСТу.

Предельная сжимаемость бетона при длительном действии нагрузки , предельная растяжимость. При кратковременном действии нагрузки.

C увеличением класса бетона предельные деформации падают, с увеличением длительности приложения нагрузки – возрастают.

3. Арматура как материал железобетонных конструкций

3.1 Общие сведения

3.2. Виды и классы

3.3. Стыкование ненапрягаемой арматуры

3. 4. Арматурные изделия

3.5. Деформативность.

3.6. Реологические свойства арматуры

3.7. Нормативные и расчётные сопротивления

Лит-ра:

1. Байков Сигалов

2. Бондаренко Суворов

3. 52 – 101 – 2003 Железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры (Пособие)

4. 52 – 102 – 2004 Предварительно напряженные железобетонные конструкции (Пособие)

5. Бондаренко Римшин

3.1. Общие сведения

Под арматурой понимают гибкие или жёсткие стержни, преимущественно из стали, размещённые в массе бетона в соответствии с эпюрами изгибающих моментов, поперечными и продольными силами, действующими на конструкцию на протяжении всего периода существования конструкции.

Назначение арматуры - воспринимать растягивающие усилия, а так же усадочные и температурные напряжения в элементах конструкций.

Реже арматуру используют для усиления бетона сжатой зоны изгибаемых элементов, однако она эффективна для армирования колонн. Являясь важной составной частью железобетона, арматура должна отвечать специальным требованиям:

­надёжно работать совместно с бетоном на всех стадиях эксплуатации конструкции;

-использоваться до физического или условного предела текучести при исчерпании несущей способности;

-обеспечивать удобство арматурных работ и возможность их механизации.

По функциональному назначению различают рабочую и монтажную арматуру.

Под рабочей понимают арматуру, площадь сечения А_s которой определяют расчётом на действие внешних нагрузок. Продольная рабочая арматура воспринимает продольные усилия. Располагают её параллельно нагруженным граням элементов. Поперечная арматура направлена перпендикулярно продольной. Она воспринимает поперечные усилия. Поперечная арматура включает в себя хомуты и отгибы. Арматура устанавливается на растянутых волокнах конструкции. При этом расчёт необходимо выполнять на всех стадиях - изготовления, транспортировки, хранения, монтажа и эксплуатации. Содержание рабочей продольной арматуры в элементах железобетонных конструкций определяют отношением общей площади сечения A_s рабочих стержней к сечению А_b бетона.

–коэффициент армирования (%).

Под монтажной (поперечной и продольной) понимают арматуру, устанавливаемую без расчёта (по конструктивным и технологическим соображениям). Она предназначена для более равномерного распределения усилий между отдельными стержнями рабочей продольной арматуры и для сохранения проектного положения рабочей продольной и поперечной арматуры в конструкции при бетонировании.

Монтажную арматуру устанавливают так же для частичного восприятия не учитываемых расчётом усилий от усадки и ползучести бетона.

В зависимости от вида поперечного сечения различают стальную арматуру: гибкую – из стержней круглого сечения (или периодического профиля) и жесткую – из фасонного проката (двутавров, швеллеров, уголков). Последний вид арматуры применяется редко.

В железобетонных конструкциях при наличии агрессивной среды имеется большая опасность коррозии стальной арматуры. Для таких конструкций возможно применение неметаллической арматуры (стеклопластики).

Рис.3.1.Армирование плиты

1 – рабочая арматура; 2 – конструктивная арматура

Гибкая арматура - обладает пластичностью, хорошей свариваемостью, высокими прочностью и пределом выносливости, достаточным порогом хладноломкости.

Свариваемость – равнопрочное соединение стальных арматурных стержней.

Прочность характеризуется пределом текучести – это предел, при котором растут пластические деформации стали без увеличения внешней нагрузки.

Условный предел текучести – это напряжение, соответствующее остаточным деформациям 0,2%.

Условный предел упругости – это напряжение, соответствующее остаточным деформациям 0,02%. При действии многократно повторяющейся нагрузки уменьшается, а разрушение становится хрупким. За предел выносливости принимают прочность, когда нет хрупкого разрушения при числе цикловn=1*10⁵.

Временное сопротивление – предельное сопротивление, когда происходит сужение образца (образование шейки) и разрыв.

Если в стальном стержне создать растягивающие напряжения , попадающие на диаграммеза площадкой текучести в область упрочнения материала, а затем стержень разгрузить, то диаграмма разгрузки получает вид прямой линии и стержень получает остаточные пластические деформации. При повторном загружении, поскольку пластические деформации стали уже выбраны, новая линия диаграммы сольется с линией разгрузки, оставаясь параллельной участку, характеризующему упругую работу материала. Однако перегиб линии диаграммы – начало новой площадки текучести – наступит уже при более высоком напряжении . Такие стали называют холоднодеформированными.

Рис. 3.2. Диаграммы при растяжении арматурной стали

а – с площадкой текучести («мягкая» сталь);

б – с условным пределом текучести («твердая» сталь)

Предел выносливости – это способность арматуры воспринимать длительное время знакопеременные напряжения.

Хладноломкость – это хрупкое разрушение при температуре ниже -30˚. При высоких температурах (~350º) снижается прочность.

Наибольшее внимание уделяется стержневой гибкой арматуре, что обусловлено её относительно высокими пластическими свойствами, обеспечивающих снижение в расчётных сечениях элементов опасной концентрации напряжений, вследствие их перераспределения. Малоуглеродистая стержневая арматура хорошо сваривается контактной стыковой или ручной дуговой сваркой, экономична, обладает наименьшей трудоёмкостью при армировании железобетонных конструкций