Диаграмма деформирования бетона Учитывая всю сложность проблемы, при расчетах железобетонных конструкций в качестве базовых используют прочностные и деформационные характеристики бетона, получаемые в условиях осевого кратковременного сжатия и растяжения. Учет дополнительных факторов (других видов напряженно-деформированного состояния, длительности действия нагрузки и т.д.) выполняют путем трансформаций исходных зависимостей, полученных в условиях осевого кратковременного нагружения.
В соответствии с положениями норм по проектированию железобетонных конструкций диаграмму деформирования (состояния) бетона, устанавливающую связь между напряжениями и продольными относительными деформациями бетона при кратковременном действии однократно приложенной нагрузки вплоть до установленных ее предельных значений, отвечающих разрушению бетона при однородном напряженном состоянии, следует рассматривать в качестве обобщенной характеристики механических свойств бетона (рис. 3.1, 3.2).
![](https://konspekta.net/pdnrru/baza2/879771230.files/image043.gif)
1 – пластины испытательной машины; 2 – опытный образец;
3 – индикаторы часового типа; 4 – контрольно-измерительное устройство, фиксирующее перемещения пластин испытательной машины
Рис. 3.1. Методика получения полных диаграмм деформирования бетона
а) схема измерения деформаций; б) общий вид образца, оснащенного индикатором часового типа.
![](https://konspekta.net/pdnrru/baza2/879771230.files/image045.gif)
Рис. 3.2. Общий вид диаграммы деформирования бетона
при осевом кратковременном сжатии
Большую роль при проведении испытаний играет скорость нагружения образца (рис. 3.3). Скорость нагружения нормируется соответствующими стандартами.
![](https://konspekta.net/pdnrru/baza2/879771230.files/image046.gif)
1 – 1 ‰/0,6 сек.; 2 – 1 ‰/мин.; 3 – 1 ‰/100 мин.;
4 – 1 ‰/7 дней; 5 – 1 ‰/700 дней
Рис. 3.3. Влияние скорости нагружения образца на форму кривой и параметрических точек диаграммы деформирования бетона при сжатии
Экспериментальные исследования показывают, что форма кривой, представляющей зависимость «напряжения–деформации» существенно зависит от кратковременной прочности бетона (рис. 3.4). Как видно из графиков с возрастанием кратковременной прочности увеличивается упругая составляющая диаграммы. Вместе с тем, вслед за достижением пиковых напряжений в бетонах с высокой прочностью следует довольно крутая нисходящая ветвь, соответствующая хрупкому разрушению материала.
![](https://konspekta.net/pdnrru/baza2/879771230.files/image048.gif)
1 – =30МПа; 2 – =55МПа; 3 – =70МПа; 4 – =90МПа.
Рис. 3.4. Зависимость «sс–eс» для бетонов разной прочности
Для математического описания базовой диаграммы деформирования бетона при сжатии, принятой в нормах необходимо иметь обоснованные значения следующих нормируемых параметрических точек:
– напряжений в пиковой точке диаграммы деформирования, соответствующих пределу кратковременной прочности бетона при осевом сжатии;
– относительной продольной деформации eс1, соответствующей напряжениям в пиковой точке диаграммы;
– относительной продольной деформации ecu, принятой в качестве предельной деформации бетона при сжатии, соответствующую назначенному уровню напряжения;
– среднего модуля упругости бетона Ес.
Деформативность бетона
В бетоне принято различать деформации двух видов:
а) объемные, развивающиеся во всех направлениях под влиянием усадки, набухания, расширения (физико-химического или (и) температурного);
б)силовые, развивающиеся, главным образом, вдоль направления действующих усилий; силовым продольным деформациям соответствуют вполне определенные поперечные деформации, характеризуемые коэффициентом поперечной деформации (коэффициентом Пуассона).
Объемные деформации бетона
Усадка и набухание. Под усадкой в общем случае принято понимать объемное сокращение бетона (раствора, цементного камня) в результате физико-химических процессов, происходящих при взаимодействии цемента с водой, изменения влажности цементного камня и карбонизации бетона.
Усадку принято подразделять на две составляющие:
– химическую усадку, связанную с потерей воды при протекании процессов гидратации вяжущего;
– физическую усадку, обусловленную потерей части свободной влаги бетона при ее испарении из открытых пор и капилляров в атмосферу (при сухих условиях эксплуатации).
В общем случае величина усадочной деформации на макроскопическом уровне зависит от следующих основных факторов:
– количества, вида цемента и его активности;
– количества воды затворения или, другими словами, водоцементного отношения;
– температурно-влажностных условий окружающей среды;
– крупности заполнителя и его физико-механических свойств (как фактор, определяющий задерживающее влияние по отношению к свободным деформация усадки цементного камня);
– объемного содержания цементного камня в бетоне;
– межзерновой пустотности заполнителей бетона;
– присутствия добавок и ускорителей твердения, оказывающих влияния на условия формирования структуры бетона (процессы структурообразования).
|