Remkomplekty.ru

IT Новости из мира ПК
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ползучесть бетона в железобетонных конструкциях

Ползучесть бетона в железобетонных конструкциях

Бетон при твердении на воздухе подвержен усадке (см. § 2.3), т. е. укорочению во всех трех измерениях. В железобетонном элементе арматура вследствие ее сцепления с бетоном препятствует свободной усадке, что приводит к появлению в бетоне растягивающих, а в арматуре сжимающих напряжений.

Таким образом, при усадке железобетона растягивающие напряжения в бетоне зависят от свободной усадки бетона, коэффициента армирования и упругопластических свойств бетона. При большом содержании арматуры растягивающие напряжения могут возрастать настолько, что в бетоне образуются трещины.

В статически неопределимых железобетонных конструкциях (арках, рамах и т. п.) лишние связи препятствуют усадке железобетона, вызывая появление дополнительных внутренних усилий. Средняя деформация усадки равна 15 10″5, что равносильно понижению температуры на 15 °С (так как коэффициент линейной температурной деформации ai(=sl 10″5). Это позволяет заменить расчет на действие усадки расчетом на температурные воздействия. Отрицательное влияние усадки в этом случае может быть снижено путем устройства деформационных швов, которые часто совмещаются с температурными и называются температурно-усадочными.

В предварительно напряженных элементах усадка бетона также оказывает отрицательное влияние, приводя к уменьшению предварительного напряжения в арматуре.

Арматура в железобетонных конструкциях, являясь, как и при усадке, внутренней связью, препятствует свободной деформации ползучести. Вследствие сцепления арматуры с бетоном при про

должительном действии нагрузки ползучесть приводит к перераспределению напряжений между арматурой и бетоном.

Если нагрузить железобетонную колонну постоянной длительной нагрузкой N,, то в момент приложения нагрузки колонна укоротится на величину Ае, ( 2.20, а). Напряжения в бетоне будут аь, а в арматуре — as. Через определенный промежуток времени колонна под влиянием ползучести бетона укоротится на величину А,. На такую же величину укоротится и арматура, работающая совместно с бетоном. Арматура работает в упругой стадии, поэтому напряжения в ней возрастают и достигают величины ал ( 2.20, б). Но так как внешняя длительная нагрузка осталась постоянной, то для сохранения условий равновесия в сечении напряжения в бетоне должны уменьшиться до величины Оы- Это приведет к догружению арматуры во времени и к лучшему использованию арматурной стали.

В зависимости от вида железобетонных конструкций и напряженного состояния ползучесть может оказывать положительное и отрицательное влияние на их работу. В коротких центрально-сжатых элементах ползучесть оказывает положительное влияние, обеспечивая более, полное использование прочностных свойств арматуры. В гибких сжатых элементах ползучесть вызывает увеличение начальных эксцентриситетов и снижение несущей способности. В изгибаемых элементах под влиянием ползучести бетона сжатые волокна будут сокращаться во времени, а растянутые — удлиняться. Это приводит к увеличению прогиба до значения, превышающего начальный прогиб в 2. 3 раза. В предварительно напряженных конструкциях под влиянием ползучести бетона напрягаемая арматура будет укорачиваться, в результате чего, как и при развитии деформаций усадки, произойдет потеря части предварительного напряжения. В статически неопределимых системах ползучесть играет положительную роль, смягчая концентрацию напряжений и вызывая перераспределение усилий.

Физич. свойства бетона — усадка и ползучесть — имеют для железобетона большое значение. Арматура в результате сцепления с бетоном препятствует свободной усадке (укорочению) бетона, что приводит к возникновению начальных (собственных).

тодов прогноза величин деформациий ползучести и усадки бетона. Материалы совещания по ползучести и усадке бетона.
и ползучести аглопоритобетона. «Бетон и железобетон», 1966, №»2.

Большое значение для железобетона имеют усадка и ползучесть бетона.
Усадка и низкая предельная растяжимость бетона (0,15 мм на 1 м) приводят к неизбежному появлению трещин в растянутой зоне конструкций при эксплуатационных нагрузках.

Это вынужденное упрощение далее показало, что ползучесть и усадка — не независимые явления. При мгновенном снятии нагрузки деформации бетона мгновенно уменьшаются на величину, эквивалентную упругой деформации.

Глава 1. Основные физико-механические свойства бетона, стальной арматуры и железобетона.
Ползучесть и усадка бетона развиваются совместно. Поэтому полная деформация бетона представляет — собой сумму деформаций: упругой Еползучести ePi и усадки Esi.

Читать еще:  Приложения для ускорения пк

ГЛАВА 6. Упругость, усадка и ползучесть бетона. Действие ползучести.
В железобетонных колоннах ползучесть приводит к постепенному перераспределению нагрузки с бетона на арматуру.

4.4.3. Усадка и ползучесть.
Строительство с применением монолитного железобетона. Опалубочные материалы. Типы опалубочных систем.

Усадка бетона в железобетонных конструкциях;

Анкеровка арматуры в бетоне

Сцепление арматуры с бетоном

ЖЕЛЕЗОБЕТОН

Сцепление арматуры с бетоном является одним из фундаментальных свойств железобетона, которое обеспечивает его существование как строительного материала. Сцепление обеспечивается: склеиванием геля с арматурой; трением, вызванным давлением от усадки бетона; зацеплением за бетон выступов и неровностей на поверхности арматуры. Выявление влияния каждого из этих факторов затруднительно и не имеет практического значения, так как они действуют совместно. Однако наибольшую роль в обеспечении сцепления (70. 80 %) играет зацепление за бетон выступов и неровностей на поверхности арматуры.

Анкеровка — это закрепление концов арматуры внутри бетона или на его поверхности, способное воспринять определенное усилие. Анкеровка может осуществляться либо силами сцепления, либо специальными анкерными устройствами на концевых участках, либо теми и другими совместно.

Анкеровка арматуры периодического профиля обеспечивается силами сцепления. Анкерные устройства на концах такой арматуры применяют в редких случаях. Для гладкой круглой арматуры, наоборот, сцепление недостаточно, и устройство крюков на концах стержней или приварка поперечных стержней на концевых участках, как правило, обязательны.

Ненапрягаемую арматуру периодического профиля заводят за нормальное к продольной оси элемента сечение, в котором она учитывается с полным расчетным сопротивлением, на длину зоны анкеровки

где — коэффициент запаса; — коэффициент условий работы; в соответствии с нормами [1] =20. 25 см.

Стальная арматура вследствие сцепления ее с бетоном является внутренней связью, препятствующей свободной усадке бетона при твердении на воздухе и свободному набуханию бетона при твердении в воде.

Стесненная деформация усадки бетона в железобетонном элементе приводит к возникновению начальных напряжений: растягивающих в бетоне, сжимающих в арматуре. При достаточно высоком содержании арматуры в бетоне элемента могут возникнуть усадочные трещины.

Усадке бетона в статически неопределимых железобетонных конструкциях препятствуют лишние связи. В таких системах усадка рассматривается как внешнее воздействие (подобное температурному), вызывающее появление усилий в элементах (см. рис. 11.4). Средняя деформация усадки равна 15-10 -5 , что равносильно понижению температуры на 15 °С (так как коэффициент линейной температурной деформации 1*10 -5 ). Это позволяет заменить расчет на действие усадки расчетом на температурное воздействие. Отрицательное влияние усадки в этом случае может быть снижено путем устройства деформационных швов, которые обычно совмещают с температурными и называют температурно-усадочными.

В предварительно напряженных элементах усадка бетона также оказывает отрицательное влияние, приводя к уменьшению предварительного напряжения в арматуре.

3.4 Ползучесть бетона в железобетонных конструкци­ях.

Арматура в железобетонных конструкциях, являясь, как и при усадке, внутренней связью, препятствует свободной деформации ползучести в бетоне. Вследствие сцепления арматуры с бетоном при продолжительном действии нагрузки ползучесть приводит к перераспределению напряжений между арматурой и бетоном. С течением времени напряжения в бетоне уменьшаются, в арматуре элементов без предварительного напряжения возрастают. Этот процесс происходит непрерывно, пока деформации ползучести не достигнут своего предельного значения.

В зависимости от вида железобетонных конструкций и напряженного состояния ползучесть может оказывать положительное или отрицательное влияние на их работу. В коротких центрально сжатых элементах ползучесть оказывает положительное влияние, обеспечивая более полное использование прочностных свойств арматуры. В гибких сжатых элементах ползучесть вызывает увеличение начальных эксцентриситетов и снижение несущей способности. В изгибаемых элементах ползучесть приводит к увеличению прогибов, в предварительно напряженных железобетонных конструкциях — к потерям предварительного напряжения. В статически неопределимых системах ползучесть играет положительную роль, смягчая концентрацию напряжений и вызывая перераспределение усилий.

Усадка и ползучесть бетона в ЖБК

В ж.б.к. стальная арматура вследствие ее сцепления с бетоном становится внутренней связью, препятствующей свободной осадке бетона. Согласно опытным данным усадку и набухание ж.б.к. почти в 2 раза меньше, чем в бетоне.

Читать еще:  Закон ускорения ритма истории

Деформации стесненной усадки бетона в ж.б. элементах приводят к возникновению начальных напряжений, растягивающих в бетоне, сжимающих в арматуре. При достаточно высоком содержании арматуры в бетоне элемента могут возникнуть усадочные трещины.

Усадка бетона в статически неопределимых ж.б.к. рассматривается как внешнее воздействие, вызывающее появление дополнительных усилий в элементах. Средняя деформация усадки равна (приравнивается к коэффициенту линейного расширения).

Это позволяет заменить расчет на действие усадки расчетом на температурное воздействие. Отрицательное влияние усадки в этом случае может быть снижено путем устройства деформационных швов, которые обычно совмещают с температурными, и называют температурно-усадочными швами.

В предварительно напряженных элементах влияние усадки также учитывается путем снижения напряжения в напрягаемых арматурных стержнях. Напряжения, возникающие в бетоне этих конструкций то усадки, являются растягивающими и зависят от класса бетона, коэффициента армирования и, прежде всего, от деформаций свободной усадки бетона.

В ж.б.к под действием внешних сил происходят деформации ползучести, при которых арматура также является внутренней связью, препятствующей этой свободной деформации. В арматуре и бетоне возникают дополнительные напряжения от деформации ползучести, и при длительном действии нагрузки ползучесть приводит к перераспределению напряжений между арматурой и бетоном, т.к. эти 2 материала связаны между собой силами сцепления.

С течением времени напряжения в бетоне уменьшаются, а в арматурном элементе без преднапряжения возрастают. Этот процесс происходит непрерывно, пока деформации ползучести не достигнут своего предела.

В зависимости от вида ж.б.к и их напряженного состояния ползучесть может оказывать положительные или отрицательные влияния на их работу:

1. в коротких сжатых элементах полностью используются прочность арматуры и бетона.(+)

2.в изгибающих элементах увеличивают прогиб.(-)

3.в гибких сжатых элементах увеличивают начальный эксцентриситет и снижает несущую способность.(-)

4. в преднапряженных конструкциях приводит к потере предварительного напряжения.(-)

5.в статически неопределенных системах ползучесть помогает перераспределению усилий, смягчает концентрацию напряжений.(+)

Усадка и ползучесть железобетона

В железобетонных конструкциях арматура препятствует развитию усадки.

Усадка приводит к появлению в бетоне растягивающих напряжений, а в арматуре сжимающих.

Величина растягивающих деформаций равна:

Где εSL деформация усадки свободного бетона; εSL,S стесненная усадка армированного элемента.

Растягивающие напряжения в бетоне

Напряжения в бетоне могут превышать сопротивление бетона растяжению. В этом случае образуются усадочные трещины.

Растягивающие напряжения в бетоне зависят от деформации свободной усадки, коэффициента армирования 1S/A,класса бетона.

Усадка способствует только раннему образованию силовых трещин.

Чем больше размеры железобетонных элементов, тем больше влияние усадки.

Для исключения этого устраивают усадочные швы.

Изменение деформаций усадки и набухания с течением времени

Ползучесть железобетона является следствием ползучести бетона. Стесненная ползучесть в железобетонном элементе приводит к перераспределению усилий между арматурой и бетоном.

В железобетонном сжатом элементе продольные деформации равны

Напряжения в арматуре

тогда напряжения в бетоне

Коэффициент упруго-пластических деформаций

Влияние ползучести:

-в коротких сжатых элементах – позволяет полностью использовать прочностные свойства арматуры и бетона;

-в длинных сжатых и в изгибаемых элементах – увеличивает эксцентриситет и прогиб соответственно;

-в предварительно-напряженных конструкциях – к потере предварительного напряжения.

Релаксация напряжений в бетоне – снижение напряжений при постоянных продольных деформациях.

Защитный слой бетона

Это расстояние от поверхности арматуры до грани бетона.

Защитный слой бетона должен обеспечивать:

— совместную работу арматуры с бетоном;

— анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;

— сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий):

Толщину защитного слоя бетона следует принимать с учетом роли арматуры в конструкциях (рабочая или конструктивная), типа конструкций (колонны, плиты, балки, элементы фундаментов, стены и т.п.), диаметра и вида арматуры.

Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры (в том числе арматуры, расположенной у внутренних граней полых элементов кольцевого или коробчатого сечения) следует принимать по табл..1.

Читать еще:  Нормальная составляющая ускорения

Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в табл..1, уменьшают на 5 мм.

Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.

Ползучесть бетона в железобетонных конструкциях и ее влияние на — файл 1.doc

Доступные файлы (1):

    Смотрите также:
  • Железобетонные конструкции БНТУ[ лекция ]
  • Алексеев С.Н., Ратинов В.Б. и др. Ингибиторы коррозии стали в железобетонных конструкциях[ документ ]
  • Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)[ документ ]
  • Руководство по проектированию железобетонных конструкций с жесткой арматурой[ стандарт ]
  • Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона без предварительного напряжения арматуры (к СП 52-101-2003)[ документ ]
  • по дисциплине Железобетонные и каменные конструкции для студентов заочной формы обучения специальности П Г С[ лекция ]
  • Руководство по конструированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона (без предварительного напряжения)[ стандарт ]
  • Бетон и железобетон 1972[ документ ]
  • НПАОП 26.6-1.02-00 Правила охраны труда для работников бетонных и железобетонных заводов[ документ ]
  • Баженов Ю.М. Технология бетона[ документ ]
  • Таблица класса и марки бетона[ справочник ]
  • Зимнее бетонирование[ документ ]

  1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ВОПРОС

Ползучесть бетона в железобетонных конструкциях

и ее влияние на деформативность
Бетон – материал, состоящий из трех фаз – жидкой, твердой и газообразной,количественное соотношение которых изменяется с возрастом бетона. Это является причиной изменения его технических свойств во времени.

Ползучестью бетона называется его способность испытывать неуп­ругие деформации во времени при длительном действии нагрузки или напряжений (включая температурные, усадочные и т.п.). Придлительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются. Наибольшая интенсивность нарастания неупругих деформаций наблю­дается первые 3—4 мес и может продолжаться несколь­ко лег. На диаграмме участок 0–1 характеризует деформации, возникающие при загружении, кривизна этого участка зависит от скорости загружения; участок 1–2 характеризует нарастание неупругих деформаций – при постоянном значении напряжений (рис. 1.11).

Рис. 1.1. Диаграмма при многократном повторном загружении бетонного образца
Деформации ползучести при длительном выдерживании могут в несколько раз пре­вышать деформации, развивающиеся при кратковременном загружении.

Ползучесть бетона имеет весьма важное практическое значение и учи­тывается при расчете и проектировании конструкций.

Различают линейную и нелинейную ползучесть бетона.

При линейной ползучести зависимость между напряжениями и де­формациями ползучести можно считать линейной. Такая зависимость наблюдается лишь при сравнительно невысоких напряжениях – поряд­ка . При более высоких напряжениях в бетоне развиваются де­формации нелинейной ползучести; такие деформации растут быстрее напряжений.

Развитие линейной ползучести бетона во времени, так же как и усад­ка, протекает по затухающему закону, асимптотически приближаясь к пределу (рис. 1.2.). Затухающий во времени характер ползучести бетона обусловлен тем, что гелевая структурная составляющая цемента, в ос­новном подверженная ползучести, уменьшается в объеме, теряет часть пленочной воды, становится более вязкой. Кроме того, по мере дефор­мирования кристаллического сростка происходит перераспределение напряжений: гелевая структурная составляющая разгружается, переда­вая напряжения кристаллическому сростку. Одновременно напряжения в цементном камне уменьшаются в результате большего нагружения заполнителей бетона.

Рис. 1.2. Развитие деформации во времени:

а – при разных напряжениях; б – при загружении в различном возрасте
При более высоких напряжениях (нелинейная ползучесть) наряду с указанными выше явлениями в бетоне возникают и развиваются микро­трещины. Такие нарушения структуры материала носят необратимый характер и ведут к ускоренному нарастанию деформаций.

На величину и характер развития ползучести оказывают влияние те же факторы, что и на усадку бетона.

Опыты с бетонными призмами показывают, что независимо от того, с какой скоростью загружения v было получено напряжение , конечные деформации ползу­чести, соответствующие этому напряжению, будут оди­наковыми (рис. 1.3, а). С ростом напряжений ползу­честь бетона увеличивается; зависимость деформации – время при напряжениях 2 перекрытия и сводим его в таблицу 1.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector