Билеты ЖБК Часть 1. Экзамен жбк сущность железобетона. Краткая историческая справка развития жбк
 Скачать 1.23 Mb.
|
|
Конструкции: мосты, шпалы, ПБ, эстакады, станины прессов и др. Динамическая прочность бетона Динамическое наргужение –если скорость нагружения 0,001..0,1с. Конструкции, раб на дин. нагр.: мосты, шпалы, подкрановые балки, покрытия дорог и аэродромов. Нагрузки малой продолжительности: ударные, взрывные, порывы ветра, сейсмические , нагрузка в момент передачи предварительного напряжения с арматуры на бетон. При дин.нагр - повышение временного сопротивления – динамическая прочность  . Меньше время нагружения выше коэф динамич прочности. (Причина: энергопоглощающая способность бетона, работающего при краткой динамич нагр. только упруго вследствие запаздывания развития неупругих деформаций.
Марки и классы бетона(контролируемые показатели качества ) Класс бетона по прочности на осевое сжатие B (нормативная кубиковая прочность бетона  – наименьшее контролируемое значение временного сопротивления сжатию, Мпа, бетонных кубов размером 150x150мм, испытанных после 28 сут твердения при t=20+-2°С и относительной влажности воздуха более 90% с соблюдением всех требований стандарта, которое принимается с доверительной вероятностью 0,95. (Число – гарантированнная прочность с обеспеч-тью 95%)Для бетон. и ж/б конструкц – 15классов (В10, В15, В20, В25, В30, В35, В40, В45, В50, В55, В60, В70, В80, В90, В100) Рекомендуется для несущ конструкций – класс не ниже В15 Классы бетона по прочности на осевое растяжение - 9 классов (  устанавливаются для конструкций, работающих преимущественно на растяжение (стенки резервуаров, водонапорные трубы)Марки (марка- усредненное значение (для прочности в кг/см2) , отличие от класса-отсутствие гарантии обеспеченности)
характеризуются минимальным числом циклов переменного замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии, которые выдерживает бетон при снижении его прочности не более чем на 15%
числа 2…12 указывают max величину давления воды, кгс/см2, при котором ещё не наблюдается просачивание её через испытуемый стандартный образец толщиной 15 см.
Процесс твердения может длиться годами, носит затухающий характер, является экзотермическим (с выделением большого количества теплоты) в первые 28 сут твердения - наиболее интенсивный набор прочности бетоном на портландцем. Зависимость нарастания прочности во времени бетона (при ≈15 °С) и влажной среде:   Кубиковая прочность Определения прочности бетона на осевое сжатие - испытывают в прессе кубы с 150 мм Характер разрушения: разрыв бетона поперечном напрвлении; хар-тер (в том числе наклон трещин) обусловлен наличием или отсутствием сил трения, возникающих на контактных поверхностях между подушками пресса и гранями куба. 1. Несмазанный куб (рис. 2, а). Силы трения между подушками пресса и гранями куба, направленные внутрь, препятствуют свободным поперечным деформациям куба вблизи опорных поверхностей и соответственно упрочняют бетон сверху и снизу. По мере удаления от торцевых граней куба удерживающее влияние сил трения уменьшается, поэтому после разрушения куб приобретает форму 2-х пирамид сверху и снизу. 2. Смазанный куб (рис. 2, б). Если устранить силы трения смазкой контактных поверхностей (парафин, картонные прокладки), прочность бетонного куба будет меньше, поперечные деформации проявляются свободно, трещины разрыва становятся вертикальными, врем сопротив сжатию существ понижается. Прочность зависит от размера куба (меньше куб –больше проч) Временное сопротивление сжатию бетона для куба с ребром 150 мм (эталонный размер) равно R, с ребром 200 мм - 0,93 R, с ребром 100 мм – 1,1R. Это объясняется изменением эффекта обоймы с изменением размеров куба. Поправочные коэф-приводят к эталону. Станд.испытания- без смазки пов-тей.   Призменная прочность Так как реальные ж/б конструкции по форме отличаются от кубов, основной характеристикой прочности бетона сжатых элементов является призменная прочность Rb – временное сопротивление осевому сжатию бетонных призм 150x150x600 (h/a=4). Призменная прочность меньше кубиковой, и она уменьшается с увеличением отношения h/a. Меньше, т.к. влияние сил трения на среднюю часть призмы уменьшается с увеличением ее высоты. При h/a=4 значение Rb становится стабильным и равно приблизительно 0,75R.
Деформативность бетона- изменение формы и размеров под влиянием различных воздействий (в том числе в рез-те взаимодействия с внешн средой) Бетон- упругопластический материал( начиная с малых напряжений помимо упругих деформаций появл неупругие остаточные, те пластические ) Полная деформация бетона  где εе – упругая деформация, εpl – упругопластическая деформация. Виды деформаций бетона: 1. Объемные – во всех направлениях под влиянием усадки, изменения температуры и влажности. 2. Силовые – от действия внешних сил, главным образов в направлении действия сил Бетону свойственно нелинейное деформирование, поэтому силовые деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия делят на 3 вида:
Продольные деформации бетона при сжатии  - нагрузка ступенями - замеры деформации дважды- сразу после приложения нагрузки и через некоторое время после выдержки под нагрузкой (получаем ступенчатую линию) - деформации, измер сразу – упругие, связаны с напряжением линейным законом -развивающиеся за время выдержки – пластические (гориз. площадки) -При большом кол – ве ступеней – засим между напряж и деформ – кривая
I – область упругих деформаций; II – область пластических деформаций; 1 – загрузка; 2 – разгрузка; εbu – предельная сжимаемость; εbtu – предельная растяжимость; εер – доля неупругих деформаций, восстанавливающихся после разгрузки.
- упругие деформации бетона соответствуют лишь мгновенной скорости загружения образца, а неупругие развиваются во времени. -с увеличением скорости загружения V при одном и том же напряжении σb неупругие деформации уменьшаются (рис. 9). Диаграмма σb – εbв сжатом бетоне при различной скорости загружения. Ср. значения предельных деформаций (при кот бетон начинает разрушаться ) тяж бет любого класса( при кратковр. дейст ) -при осевом сжатии - εb0=0,002 (2мм на 1 м) -при осевом растяжении - εbt0=0,0001 (0.1мм на 1 м)
Участок 0-1 деформации, возникающие при загружении. Участок 1-2 нарастание неупругих деформаций
При длительном действии постоянной нагрузки, если деформации ползучести нарастают свободно, напряжения в бетоне остаются постоянными. Когда связи в бетоне (например, арматура) ограничивают свободное развитие ползучести, то напряжения в бетоне уменьшаются. То есть происходит перераспределение внутренних напряжений между бетоном и арматурой. Свойство бетона, характеризующееся уменьшением с течением времени напряжений при постоянной начальной деформации  , называют релаксацией напряжений.
Объемные – во всех направлениях под влиянием усадки, изменения температуры и влажности. усадка бетона свойство уменьшаться в объеме при твердении в обычной воздушной среде
Связана с:
Полная деформация усадки бетона= собственная усадка +влажностная усадка Собственная – уменьшение истинного объема системы цемент-вода при гидратации. Влажностная усадка –уменьшение влагосодержания бетона ( испарение свободной воды в цементном камне), частично обратима. Влажн. усадка в 10-20 больше собственной основная причина усадочных деформаций - изменение влогосодержания Величина усадки зависит от: • количество и вид цемента (минералогич состав) —чем выше расход цемента тем больше усадка (бетоны на высокоактивных и глиноземистых цементах- большая усадка; на портландцементе – наименьшая) • количество воды — выше W/C, выше усадка; • крупность заполнителей и их вид —мелкозернистых пески и пористый щебень - усадка больше; разная крупность зерен заполнителей и меньший объем пустот – меньше усадка; • влажность окружающей среды — ниже влажность, больше усадка; • гидравлические добавки и ускорители твердения (например, хлористый кальций) как правило, увеличивают усадку; • пропаривание бетона —после пропаривания усадка уменьшается примерно в 1,5 раза; • использование заполнителей с глинистыми и пылевидными загрязнениями — усадка может увеличиться в несколько раз. Усадке бетона препятствуют заполнители, которые становятся внутренними связями, вызывающими в цементном камне начальные растягивающие напряжения. Положительный эффект усадки: повышает сцепление бетона с арматурой, вызывая ее обжатие Отрицательный: Неравномерное высыхание бетона, снаружи больше, а внутри меньше, приводит к неравномерной усадке, что ведет к возникновению начальных усадочных напряжений. Открытые, быстро высыхающие слои бетона испытывают растяжение; внутренние более влажные оказываются сжатыми. В бетоне появляются усадочные трещины. Уменьшить начальные усадочные напряжения можно: • конструктивными мерами (армирование, противоусадочные сетки, устройство усадочных швов); • технологическими мерами (правильн. подбор состава бетона- за счет уменьш. объема пор , увлажнение среды при тепловой обработке бетона, увлажнение поверхности бетона). Не дают усадки: бетоны на спец цементах(расширяющемся, безусадочном), особо прочные бетоны >B100 Набухание – св-во увеличиваться в объеме при твердении в воде или очень влажной среде Влияние усадки эквивалентно понижению температуры на определенное число градусов . Позволяет заменить расчет на действие усадки расчетом на температурные воздействия
Арматура - отдельные стальные стержни или каркасы в ж/б конструкции. Работая совместно с бетоном, хорошо сопротивляются как растяжению, так и сжатию. Назначение:
Требования к арматуре: - под нагрузкой надежно работать совместно с бетоном (за счет сцепления) на всех стадиях службы конструкции - использоваться до предела текучести или предела прочности при исчерпании конструкцией несущей способности Виды арматуры: Сталь для арматуры - конструкционная с содержанием углерода не более 0,65% ( с более высоким содержанием плохо свариваются)
|
- после большого количества циклов деформации постепенно выбираются, бетон начинает работать упруго.
остаточные деформации после каждой разгрузки неограниченно растут при этом кривизна σb – εb меняет знак хрупкое разрушение Виброползучесть- ускоренное развитие полз-и при вибрац. нагрузках с большим числом повтор.