Гарантированная прочность бетона

Сущность железобетона

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал в виде рационально соединенных для совместной работы в конструкции бетона и стальных стержней.

Эффективностьжелезобетона объясняется следующими его свойствами:

• благодаря хорошему сцеплению арматуры с бетоном, обеспечиваются совместные деформации до определенного уровня напряжений;

• близкие коэффициенты температурного линейного расширения (для стали, приблизительно a=1,2×10^-5 град^-1, а для бетона в пределах от a=0,7×10^-5 град^-1до a=1,0×10^-5 град^-1в зависимости от вида бетона);

• бетон надежно защищает арматуру от воздействия агрессивных сред, предохраняет от воз­действия огня при пожаре.

Недостаткижелезобетонных конструкций:

• большой собственный вес

раннее образование трещин в растянутой зоне сечения

В момент образования трещин нагрузка на балку составляет всего 15..20 % от предельной. В сечениях с трещиной бетон выключается из работы, а растягивающие усилия воспринимает арматура.

Структура бетона

Бетон, являясь искусственным материалом, состоит одновременно из трех материальных фаз: твердой, жидкой и газообразной. Твердую фазу или жесткий скелет структуры формируют зерна крупного и мелкого заполнителя, зерна цемента, объединенные кристаллическим сростками, являющимися продуктами гидратации цемента. Жесткий скелет заполнен коллоидальным раствором продуктов гидратации цемента (жидкая фаза), а также воздухом (газообразная фаза), содержащимся в структурных порах. Таким образом, структура бетона содержит начальные дефекты и повреждения, определяющие его поведение под нагрузкой, а также при различных физических и химических воздействиях. При действии кратковременной сжимающей нагрузки зависимость, связывающую напряжения и деформации бетона (диаграмма деформирования), можно условно разделить на четыре характерных участка, соответствующих определенным стадиям процесса микротрещинообразования структуры

1 – контактныемикротрещины; 2 – комбинированныемикротрещины;

3 – микротрещиныврастворнойматрице; 4 – магистральнаятрещина

 

Гарантированная прочность бетона

Прочность на сжатие является важнейшим классификационнымпоказателем, характеризующим технические свойства бетона, как строительного материала.

- гарантированная прочность бетона, определяемая как прочность бетона на осевое сжатие, установленная с учетом статистической изменчивости в соответствии с требованиями действующих стандартов испытанием образцов - кубов с ребром 150 мм, в возрасте 28 суток, твердевших в нормальных условиях и обозначаемая ;

Защитный слой бетона в конструкциях, его назначение, определение толщины.

Требования по долговечности бетонных и железобетонных конструкций обеспечиваются выполнением расчетных условий предельных состояний, а также конструктивными требованиями, изложенными ниже, в зависимости от классов по условиям эксплуатации конструкции, приведенных в СНБ 5.03.01-02. Под условиями эксплуатации принято понимать физические и химические условия окружающей среды, в которой эксплуатируется как вся конструкция, так и ее отдельные элементы. Условия эксплуатации не включают эффектов от действия нагрузки.

Толщину защитного слоя бетона принимают из условий защиты арматуры от коррозии, воздействия огня и обеспечения ее совместной работы с бетоном. Минимальное расстояние между поверхностью стержней продольной арматуры и ближайшей поверхностью бетона элемента (защитный слой бетона) ограничивается величинами, указанными в СНБ 5.03.01-02 с учетом класса по условиям эксплуатации. Для сборных конструкций допускается снижать размер защитного слоя бетона на 5 мм по сравнению с указанными в нормах, но он не должен быть меньше 20 мм.

Толщина защитного слоя бетона не должна быть менее

– диаметра арматуры (если он не превышает 40 мм);

– максимального размера заполнителя (если он меньше 32 мм)

– максимального размера заполнителя плюс 5 мм (если он больше 32 мм).

Толщину защитного слоя бетона поперечной и распределительной арматуры конструкций, работающих в условиях нормальной и слабоагрессивной среды, соответствующих классам Х0, ХС1, ХА1 следует принимать не менее 20 мм. При увеличении степени агрессивности среды на каждую ступень размер защитного слоя бетона дополнительно следует увеличивать на 5 мм.

Прочность изгибаемых элементов таврового профиля. Требования к вводимой в расчет прочности ширины свесов сжатой полки элементов таврового профиля

При расчете внецентренно сжатых элементов следует различать два случая:

— случай большого эксцентриситета, когда x_eff /d £ x_lim

— случай малого эксцентриситета, когда x_eff /d > x_lim

Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном

к продольной оси внецентренно сжатого железобетонного элемента(случай большого эксцентриситета)

Расчет внецентренно сжатых железобетонных элементов по прочности сечений, нормальных к продольной оси, для случая большого эксцентриситета (при x_eff /d £ x_lim) следует производить как для изгибаемых элементов (см. рис. 8.4), принимая

 

а высоту сжатой зоны определять из условия равновесия

_.

Схема усилий и эпюра напряжений в сечении, нормальном к продольной оси внецентренно сжатого железобетонногоэлемента(случай малого эксцентриситета)

При x_eff > x_lim×d расчет допускается производить из того же условия (как для изгибаемых элементов), но при этом высота сжатой зоны для элементов из бетона классов по прочности С²⁵/₃₀ и ниже

должна определяться из условия ,где

Для элементов из бетона классов по прочности выше С²⁵/₃₀ при x_eff > x_lim×d расчет следует производить по деформационной расчётной модели.

В случае, когда расчетная продольная сила N_Sd не превышает 0,08 N_cd (где N_cd = f_cd×A_c), допускается производить расчет внецентренно сжатых элементов по прочности как изгибаемых элементов, без учета продольной силы.

Сущность железобетона

Железобетон представляет собой комплексный строительный материал в виде рационально соединенных для совместной работы в конструкции бетона и стальных стержней.

Эффективностьжелезобетона объясняется следующими его свойствами:

• благодаря хорошему сцеплению арматуры с бетоном, обеспечиваются совместные деформации до определенного уровня напряжений;

• близкие коэффициенты температурного линейного расширения (для стали, приблизительно a=1,2×10^-5 град^-1, а для бетона в пределах от a=0,7×10^-5 град^-1до a=1,0×10^-5 град^-1в зависимости от вида бетона);

• бетон надежно защищает арматуру от воздействия агрессивных сред, предохраняет от воз­действия огня при пожаре.

Недостаткижелезобетонных конструкций:

• большой собственный вес

раннее образование трещин в растянутой зоне сечения

В момент образования трещин нагрузка на балку составляет всего 15..20 % от предельной. В сечениях с трещиной бетон выключается из работы, а растягивающие усилия воспринимает арматура.

Структура бетона

Бетон, являясь искусственным материалом, состоит одновременно из трех материальных фаз: твердой, жидкой и газообразной. Твердую фазу или жесткий скелет структуры формируют зерна крупного и мелкого заполнителя, зерна цемента, объединенные кристаллическим сростками, являющимися продуктами гидратации цемента. Жесткий скелет заполнен коллоидальным раствором продуктов гидратации цемента (жидкая фаза), а также воздухом (газообразная фаза), содержащимся в структурных порах. Таким образом, структура бетона содержит начальные дефекты и повреждения, определяющие его поведение под нагрузкой, а также при различных физических и химических воздействиях. При действии кратковременной сжимающей нагрузки зависимость, связывающую напряжения и деформации бетона (диаграмма деформирования), можно условно разделить на четыре характерных участка, соответствующих определенным стадиям процесса микротрещинообразования структуры

1 – контактныемикротрещины; 2 – комбинированныемикротрещины;

3 – микротрещиныврастворнойматрице; 4 – магистральнаятрещина

 

Гарантированная прочность бетона

Прочность на сжатие является важнейшим классификационнымпоказателем, характеризующим технические свойства бетона, как строительного материала.

- гарантированная прочность бетона, определяемая как прочность бетона на осевое сжатие, установленная с учетом статистической изменчивости в соответствии с требованиями действующих стандартов испытанием образцов - кубов с ребром 150 мм, в возрасте 28 суток, твердевших в нормальных условиях и обозначаемая ;