1.5. Модуль деформации и модуль упругости
Модуль упругости или начальный модуль упругости бетона
при сжатии Еb соответствует только упругим деформациям,
возникающим при мгновенном загружении.
Связь между напряжениями и деформациями в этом случае устанавливается законом Гука b=Ebb, где Еb - начальный модуль упругости бетона; геометрически он определяется как тангенс угла наклона прямой упругих деформаций (Рис. 1.2.)
Eb = tg0
Модуль полных деформаций Еb является величиной переменной. Геометрически он может быть определён как тангенс угла наклона касательной к кривой b - b в точке с заданным напряжением
Eb
= tg
=
(1.6.)
Определение полных деформаций становится затруднительным в силу неопределённости Еb .
Для практических расчётов было предложено выражать напряжение через полные деформации с помощью упруго-пластического модуля Еb равного тангенсу угла наклона секущей, проходящей через начало координат и точку кривой с заданным напряжением
(1.7)
Выразив
одно и то же напряжение через упругие
и полные деформации, можно получить
связь между модулем упругости
и
модулем
упругопластичности Еb.
откуда
или
,
(1.8)
где
коэффициент
упругопластических деформаций бетона.
По данным опытов, коэффициент v меняется при кратковременном от 1 до 0,45 и до 0,15 при длительном загружении.
При растяжении
(1.9)
где
-
коэффициент,
характеризующий упругопластические
свойства бетона при растяжении,
.
Модуль сдвига бетона,
(1.10)
где
-
коэффициент
Пуассона. Для бетона
,
при этом
1.6. Арматура
Виды арматуры. По функциональному назначению арматура подразделяется на рабочую, конструктивную и монтажную.
Рабочая арматура, устанавливаемая по расчёту, предназначается для восприятия растягивающих, а иногда и сжимающих усилий.
Назначение конструктивной арматуры состоит в обеспечении цельности конструкции, например, конструктивная поперечная арматура, увеличивает сцепление бетона с продольной арматурой, предохраняет продольные сжатые стержни от выпучивания, распределяет действие сосредоточенных сил на большую площадь, принимает на себя температурные и усадочные напряжения.
Монтажная арматура обеспечивает проектное положение рабочей арматуры и служит для создания жёстких каркасов.
По способу изготовления различают арматуру стержневую (горячекатаную) и проволочную (холоднотянутую).
По форме поверхности арматуру выпускают гладкой и периодического профиля.
По способу применения арматуру делят на напрягаемую, т.е. подвергаемую предварительному напряжению, и ненапрягаемую.
1.6.1. Классификация арматуры
В зависимости от механических свойств арматура делится на следующие классы.
Стержневая арматура:
А) горячекатаная гладкая класса A-I; периодического профиля классов
А-П, А-Ш, A-IV, A-V, А-VI.
Б) термически и термомеханически упрочнённая периодического профиля классов Ат-Шс, Ат-IVc, At-IVk, At-V, At-VI.
Буква с указывает на возможность стыкования сваркой, буква к - на повышенную коррозийную стойкость.
В) упрочнённая вытяжкой, периодического профиля класса А-Шв.
Проволочная арматура:
г) арматурная холоднотянутая проволока обыкновенная гладкая класса B-I и периодического профиля класса Вр- I, а также высокопрочная гладкая проволока класса B-II и периодического профиля класса Вр-II.
д) арматурные канаты семипроволочные класса К-7 и
девятнадцатипроволочные класса К-19.
Основные прочностные и деформативные харарактеристики арматурных сталей приведены в табл. прилож. 5.
Класс арматурной стали выбирают в зависимости от типа конструкции, наличия предварительного напряжения и условий
эксплуатации.
В качестве ненапрягаемой арматуры железобетонных конструкций применяют горячекатаную арматурную сталь класса А-Ш,
Ат-Шс, арматурную проволоку класса Вр-I, а также классов A-I и А-II,
А-III в качестве продольной рабочей арматуры, когда использование других видов арматуры нецелесообразно. Арматуру класса А-1 можно применить в качестве монтажной, а также для хомутов вязаных каркасов и поперечных стержней сварных каркасов.
В качестве напрягаемой арматуры предварительно напряжённых элементов при длине до 12 м преимущественно применяют сталь классов
At-IV, Ат-V, At-VI. Допускается применять арматуру классов В-II и
Вр-II, арматуру классов A-IV, A-V, А-VI, арматурные канаты.
При длине преднапряжённых элементов свыше 12 м преимущественно применяют высокопрочную арматурную проволоку классов В-II, Вр-II, арматурные канаты и горячекатаную арматурную сталь класса A-V.