|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы  Рис. 2.4. Диаграммы напрюкения-деформации бетона при сжатии: 1 - упругие деформации; 2 - секущая; 3 - касательная; 4- полные деформации лывающие напряжения имеют на уровне нейтрального слоя. Сопротивление бетона скалыванию в 1,5-2 раза выше, чем осевому растяжению. Таким образом, механическая прочность бетона при различных силовых воздействиях имеет приблизительно следующие значения: при сжатии кубиков.........:.................................. R при сжатии призм..............................................(0,7-0,8)R при осевом растяжении....................................... (0,05-0,1)R на растяжении при изгибе.................................... (0,1-0,18)R при чистом срезе................................................ (0,15-0,3)R при скалывании................................................. (0,1-0,2)R 2.1.3. Деформации бетона под нагрузкой. Модуль упругости (деформаций) При однократном загружении бетонного образца сжимающей нагрузкой диаграмма напряжения-деформации имеет криволинейный характер, деформации в бетоне растут быстрее напряжений (рис. 2.4, а). В бетоне под действием нагрузки одновременно с упругими развиваются также неупругие деформации, обусловленные ползучестью бетона, т.е. его способностью деформироваться во времени даже при неизменной нагрузке. Опыты показали, что причиной отклонения диаграммы напряжения-деформации для бетона от прямолинейной зависимости Гука является фактор времени. При «мгновенном» загружении деформации бетона следуют закону Гука и зависимость становится линейной. Такая прямая касательна к действительной диаграмме о-е в начале координат, а тангенс угла наклона ее к оси абсцисс представляет собой модуль упругости бетона E,=tga,=. (2.1) Если образец загружают ступенями, причем после каждой ступени нагрузки образец выдерживают некоторое время при неизменном напряжении, то диаграмма сг-е примет ступенчатый характер (рис. 2.4, а, пунктир). Наклонные линии будут выражать развитие упругих (мгновенных) деформаций, пропорциональных напряжениям, а горизонтальные площадки - неупругие деформации, вызванные ползучестью бетона за время выдержки при постоянном напряжении, соответствующем данной ступени загружения. Таким образом, полная деформация бетона в любой момент времени представляет собой сумму упругих (проекции наклонных линий на ось абсцисс) и неупругих деформаций (горизонтальные участки диаграммы), т.е. = + (2.2) С уменьшением скорости загружения или увеличения времени выдержки бетона под нагрузкой деформации ползучести Epi возрастают и, следовательно, возрастают и суммарные деформации бетонае,. При этом кривые О/у-Еь все больше отклоняются от прямой, соответствующей мгновенному загружению (рис. 2.4, б). При разгружении образца криваяa,-eft будет обращена выпуклостью в противоположную сторону, причем касательная к этой кривой, проведенная в точке начала разгрузки (рис. 2.4, а), будет параллельна прямой упругих деформаций при загружении. После полной разгрузки в образце сохраняются (невосстанавливающиеся) деформации, которые, однако, с течением времени частично восстанавливаются. Эта незначительная часть остаточных деформаций (10-15%) называется деформацией упругого последствия (Вф). следовательно. Еь=Еь- (2.5) Отношение упругих деформаций бетона к полным называют коэффициентом упругости бетона: V =- а отношение пластических деформаций к полным - коэффициентом пластичности бетона: Очевидно, что С увеличением напряжений вследствие развития во времени деформаций ползучести угол наклона касательной к кривой Оь-гь будет уменьшаться. Если провести касательную к этой кривой, то тангенс угла наклона касательной к оси абсцисс, т.е. величина £, = tga = , (2.3) будет представлять собой модуль полных деформаций или, сокращенно, модуль деформаций бетона. В отличие от начального модуля упругости Ef,, характеризующего развитие упругих деформаций е.;, модуль деформаций £"j, отражает развитие полных деформаций £{,. Однако определение модуля деформаций затруднительно; поэтому для практических расчетов железобетонных конструкций используют введенный В.И. Мурашовым средний модуль упругопластичности бетона, представляющий собой тангенс угла наклона секущей к кривой полных деформаций при заданном напряжении: E:=tga,=. (2.4) Модуль упругопластичности бетона может быть выражен через модуль упругости следующим образом: из выражений (2.1) и (2.4) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 [ 17 ] 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 |