12.Силовые деформация бетона: при кратковременном, длительном и многократно-повторном нагружении.

Зависимость между деформациями и напряжениями, определяе­мая при испытаниях, изображается диаграммой _b — _b, имеющей нелинейный характер, что указывает на наличие неупругих дефор­маций.

Рис. 3.1. Диаграмма — при сжатии бетона

Наибольшая прочность бетона всегда получается при быст­ром нагружении, а предельная относительная деформация колеб­лется от 230*10^-5 до 300*10^-5. Сжимаемость бетона при медлен­ном загружении может быть принята 450*10^-5. Долговременная сжимаемость бетона при длительном загружении к моменту раз­рушения составляет 600*10^-5.

Исследованиями установлено, что при медленном загруже­нии бетона относительную деформацию 250*10^-5 нужно рассма­тривать как критическую для определения долговременной прочности бетона.

Относительные деформации, при которых начинается разруше­ние бетона, называются предельными. Предельная сжимаемость _b^пр и предельная растяжимость _bt^пр зависят от класса бетона, его состава и длительности действия нагрузки.

13. Назначение и виды арматуры.

Железобетон - строительный материал, в котором объединены вместе бетон и стальная арматура. Арматуру располагают в растянутой зоне конструкции для восприятия растягивающих напряжений. Сжимающие напряжения передаются на бетон. Соединение бетона и стальной арматуры обеспечивает высокую прочность железобетонной конструкции при сжатии, растяжении и изгибе. В отдельных случаях арматуру применяют для усиления бетона против сжимающих усилий, для восприятия усадочных, температурных, транспортных и других временных и постоянных нагрузок.

По назначению арматура железобетонных конструкций делится на рабочую, которая воспринимает главным образом растягивающие усилия, возникающие в процессе эксплуатации конструкции, распределительную - для распределения усилий между рабочей арматурой, закрепления стержней в каркасе и обеспечения их совместной работы, монтажную - для обеспечения проектного положения отдельных стержней при сборке плоских и пространственных каркасов и хомуты - для восприятия поперечных усилий и предотвращения косых трещин в бетоне.

По условиям работы арматуру подразделяют на ненапрягаемую и напрягаемую. Ненапрягаемую арматуру применяют в обычных железобетонных конструкциях, а также в предварительно напряженных, где она является нерабочей. В качестве напрягаемой рабочей целесообразно применять арматуру из высокопрочной стали, которая может воспринимать максимальные растягивающие усилия.

В зависимости от способа изготовления арматуру подразделяют на стержневую, изготовляемую горячей прокаткой стали, и проволочную, получаемую волочением в холодном состоянии. Как стержневую, так и проволочную арматуру выпускают гладкой и периодического профиля. Профильная арматурная сталь лучше сцепляется с бетоном.

14. Классификация арматурных сталей. Их характеристика.

Стальная арматура, применяемая в различных областях строительства, в зависимости от технологии изготовления подразделяется на горячекатаную стержневую арматуру и на холоднотянутую проволочную арматуру. В свою очередь стержневая арматура может быть горячекатаной, которая не подвергается после проката упрочняющей обработке, термически упрочненной и не упрочненной вытяжкой.

Холоднотянутая проволочная арматура подразделяется на арматурную проволоку и арматурные проволочные изделия (пряди, канаты, тросы). В зависимости от профиля стержневая и проволочная арматура бывает гладкой и периодического профиля.

Арматурная сталь периодического профиля представляет собой стержни с часто расположенными выступами, обеспечивающими хорошее сцепление арматуры с бетоном. Холоднотянутая арматурная проволока периодического профиля представляет собой круглые стержни с часто расположенными вмятинами, очерченными по цилиндрической поверхности. Профили арматурной стали показаны на рис.1.

Рис. 1. Профили арматуры с механически обработанной поверхностью

а — из стали класса А-II-; б — из низколегированной стали класса А-III; в — стержни, сплющенные в двух плоскостях; г — стержни, сплющенные в одной плоскости; д — проволока сплющенная высокопрочная; е — стержни крученые; ж — стержни витые

Стержневая арматура в зависимости от механических характеристик подразделяется на классы — A-I, A-II, A-III и A-IV. При обозначении класса термически упрочненной арматурной стали к букве «А» добавляют букву «т», а для упрочненной вытяжной арматурной стали соответственно добавляют букву «в».

Арматурная холоднотянутая проволока подразделяется на низкоуглеродистую — обыкновенную гладкую проволоку класса B-I и периодического профиля класса Вр-I; высокопрочную гладкую проволоку класса B-II и периодического профиля класса Вр-II.

Характеристики прочности и деформаций арматурных сталей устанавливают по диаграмме σ—ε, получаемой из испытания образцов на растяжение. Горячекатаная арматурная сталь с площадкой текучести на диаграмме (мягкая сталь) обладает значительным удлинением после разрыва-до 25% ( 1.18,а). Напряжение при котором деформации развиваются без заметного увеличения нагрузки, называется физическим пределом текучести арматурной стали, а напряжение, непосредственно предшествующее разрыву, носит название временного сопротивления арматурной стали аи.

Повышение прочности горячекатаной арматурной стали и уменьшение удлинения при разрыве достигаются введением в ее состав углерода и различных легирующих добавок: марганца, кремния, хрома и др. Содержание углерода свыше 0,3—0,5 % снижает пластичность и ухудшает свариваемость стали. Марганец повышает прочность стали без существенного снижения ее пластичности. Кремний, повышая прочность стали, ухудшает ее свариваемость. Содержание легирующих добавок небольшое и обычно составляет 0,6—2 %. Существенного повышения прочности горячекатаной арматурной стали (в несколько раз) достигают термическим упрочнением или холодным деформированием. При термическом упрочнении осуществляются закалка арматурной стали (нагревом до 800, 900 °С и быстрым охлаждением), затем частичный отпуск (нагревом до 300— 400°С и постепенные охлаждением).

Сущность упрочнения холодным деформированием арматурной стали состоит в следующем. При искусственной вытяжке в холодном состоянии до напряжения, превышающего предел текучести оь>оу, под влиянием структурных изменений кристаллической решетки (наклепа) арматурная сталь упрочняется. При повторной вытяжке, поскольку пластические деформации уже выбраны, напряжение Ok становится новым искусственно поднятым пределом текучести (см. 1.18, я).

Вытяжка в холодном состоянии позволяет получать высокую прочность стержней большого диаметра. Многократное волочение (через несколько последовательно уменьшающихся в диаметре отверстий) в холодном состоянии позволяет получать высокопрочную проволоку. При этом временное сопротивление значительно увеличивается, а удлинения при разрыве становятся малыми— 4—6%. Чтобы получить структуру проволоки, необходимую для такого холодного волочения, производится патентирование — предварительная термообработка, нагрев до температуры порядка 800 °С с последующим специальным охлаждением. По такой технологии изготовляют высокопрочную проволоку классов В-Н, Вр-Н.