Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Деформации бетона под нагрузкой. Модуль упругости
Характер деформаций бетона под нагрузкой определяется однократным нагружением бетонного образца при испытаниях на сжатие с одновременной фиксацией напряжений Ϭ и относительных деформаций ε. Диаграмма Ϭ – ε (см. рис. 3.2) имеет криволинейный характер, деформации в бетоне растут быстрее напряжений. В бетоне под нагрузкой одновременно с упругими растут так же неупругие деформации, обусловленные ползучестью бетона, т.е. его способностью деформироваться даже при неизменной нагрузке. Из диаграммы видно, что полные деформации бетона ε состоят
Рисунок 3.2 Диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями в бетоне при сжатии
из упругих ε и пластических ε : ε = ε + ε . С увеличением длительности нагружения t доля ε увеличивается. С увеличением сжимающих напряжений деформации в бетоне достигают значений предельной сжимаемости ε =0,002 (примерное значение), после чего сопротивление бетона сжатию постепенно снижается – ниспадающая ветвь на диаграмме. В конструкциях такой участок повышенного деформирования наблюдается у внешней грани сжатой зоны изгибаемых элементов. В расчетах железобетонных конструкций, как правило, учитываются упругие свойства бетона, оцениваемые с помощью начального модуля упругости бетона Е , определяемого испытаниями бетонных призм по показателям начальной части диаграммы Ϭ – ε: Напряжения в бетоне в упругой стадии его работы согласно закону Гука Ϭ = Е ε . (3.1) Здесь Е = Ϭ /ε - начальный модуль упругости бетона, полученный из опыта. Те же напряжения в бетоне, выраженные через его полные деформации ε = ε + ε ( см.рис.3.2): Ϭ = Е ε =Е (ε + ε ). (3.2) Из равенства левых и правых частей (3.1) и (3.2) следует: Е ε = Е (ε + ε ). Из этого соотношения выделяют модуль упругопластичности бетона Е = Е ε / (ε + ε ) = Е . (3.3) здесь = ε / (ε + ε ) = 1 - 0,2 – коэффициент упругости бетона отражает соотношение упругой части деформаций бетона и их полной величины. Обратная по отношению к величина λ = 1- - коэффициент пластичности бетона.
Арматура В железобетонных конструкциях применяют стальную стержневую, проволочную и канатную арматуру. Арматура в конструкциях предназначена для восприятия растягивающих и сжимающих усилий в изгибаемых элементах, растягивающих -в растянутых элементах, сжимающих - в сжатых элементах, сжимающих и растягивающих – во внецентренно сжатых элементах. При этом необходимое количество арматуры определяется расчетом и такая арматура называется рабочей. Для восприятия усилий в конструкциях, возникающих от монтажных нагрузок, усадки бетона, а так же для обеспечения проектного положения рабочей арматуры при изготовлении конструкции устанавливают монтажную арматуру. Оба вида арматуры объединяют в арматурные изделия: каркасы и сетки плоские и пространственные. Каркасы чаще применяются в балках и колоннах, сетки - в плитах, рис. 3.3. Для железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры в каркасах качестве рабочих поперечных стержней применяют горячекатаную гладкую стержневую арматуру класса А240, а так же стержневую арматуру периодического профиля классов А300, А400, и холоднодеформированную проволочную классов В500, Вр500. Для рабочей продольной арматуры в каркасах и сетках применяют горячекатаную стержневую арматуру периодического профиля классов А400, А500. Для предварительно напряженных железобетонных конструкций в качестве напрягаемой арматуры применяют: - горячекатаную термомеханически упрочненную стержневую арматуру классов А600, А800, А1000; - холоднодеформированную проволочную периодического профиля классов Вр1200, Вр1300, Вр1400, Вр1500, Вр1600; - канатную проволочную арматуру классов К1400, К1500, К1600, К1700. Ненапрягаемая арматура в предварительно напряженных железобетонных конструкциях поименована выше.
Рисунок 3.3 Арматурные изделия: каркасы и сетки
Нормируемые механические характеристики для арматурных сталей определены по экспериментальным зависимостям Ϭ – ε, полученным при испытаниях образцов арматуры на растяжение с построением соответствующих диаграмм (рис.3.4,3.5).
Рисунок 3.4 Диаграмма напряжения-деформации мягких сталей
Рисунок 3.5 Диаграмма напряжения-деформации твердых сталей
Для горячекатаных низкопрочных (мягких) сталей, рис.3.4, на диаграмме присутствует характерная площадка текучести с физическим пределом текучести Ϭ - напряжением, при котором растягиваемый образец деформируется без увеличения нагрузки. Напряжение, непосредственно предшествующее разрыву образца называется временным сопротивлением арматурной стали Ϭ . Для легированных (содержащих химические добавки) и термомеханически упрочненных (твердых) арматурных сталей характерно хрупкое разрушение, а при испытаниях на растяжение наблюдается плавный, постепенный переход в пластическую область деформирования без ярко выраженной площадки текучести, рис.3.5. Для таких сталей установлен условный предел текучести Ϭ - напряжение, при котором остаточные деформации ε составляют 0,02% от полных остаточных деформаций. Временное сопротивление Ϭ (при разрушении) для таких сталей достигает значительно более высоких значений. Для назначения нормативных сопротивлений сталей R в нормах проектирования использованы значения напряжений Ϭ и Ϭ с учетом статистической обработки многочисленных результатов испытаний с обеспеченностью значений нормативных сопротивлений 0,95. Упругие свойства арматурных сталей в нормах проектирования учтены величиной модуля упругости Е , полученного из закона Гука Ϭ =Е ε , экспериментально в упругой стадии работы материала.
4 СУЩНОСТЬ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА. ВИДЫ ЖБК. НАПРЯЖЕНИЯ Сущность железобетона Железобетон состоит из бетона и расположенных в нем стальных арматурных стержней, работающих с ним совместно. Бетон и арматура в железобетоне составляют одно монолитное целое. Способность бетона сопротивляться напряжениям сжатия в 10-15 раз выше его же способности сопротивляться напряжениям растяжения. Сталь, как более однородный материал, обладает одинаковой прочностью как при работе на сжатие, так и при работе на растяжение. Эти свойства бетона и стальной арматуры и явились основой создания железобетонных конструкций, в которых сжимающие напряжения воспринимались бы бетоном, а растягивающие – арматурой. В изгибаемых элементах (балках, плитах и др.) арматурные стержни располагаются вблизи крайних сжатых и растянутых волокон по высоте сечений (рис.4.1а), в сжатых и растянутых элементах – симметрично, по контуру сечений (рис.4.1б). Кроме обычных железобетонных конструкций (без предварительно создаваемых в материалах напряжений) существуют предварительно напряженные железобетонные конструкции. ПН ЖБК обладают повышенной трещиностойкостью, низкой деформативностью. В них возможно использование высокопрочных бетонов и сталей. В предварительно наряженных железобетонных конструкциях на стадии их изготовления бетон подвергается предварительному обжатию, а арматура – растяжению. Предварительные напряжения в арматуре создаются натяжением арматуры на упоры (рис.4.2а, когда бетон в форме отсутствует) или натяжением арматуры на бетон (рис. 4.2б). Предварительные напряжения сжатия в бетоне, созданные искусственно при передаче напряжений от арматуры бетону, препятствуют росту растягивающих напряжений в нем при эксплуатации конструкции. В результате образование трещин в бетоне происходит на самых поздних стадиях работы конструкции, близких к ее предельному состоянию. Этим обусловлена повышенная трещиностойкость предварительно напряженных ЖБК.
Рисунок 4.1 Расположение арматуры: а) – в изгибаемых элементах; б) – в растянутых и внецентренно сжатых элементах
Рисунок 4.2 Способы изготовления предварительно напряженных ЖБК: а) –натяжением на упоры; б) – натяжением на бетон
Основные физико-механические факторы, обеспечивающие совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетонных конструкциях: - значительное сцепление арматуры с бетоном; -близкие свойства температурных деформаций бетона и арматуры; - защищенность стальной арматуры, заключенной в плотный бетон, от атмосферной коррозии и температурных воздействий.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2020-11-23; просмотров: 208; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.224.39.74 (0.024 с.) |