|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы "-- - "-" <") Модуль упругопластичности бетона на основании (2.5) и (2.6) можно представить как Ei=vE,={\-A)E,. (2.7) Теоретически коэффициент упругости бетона может изменяться в пределах от v=0 (для идеально пластических материалов) до v = 1 (для идеально упругих материалов). Однако, как показали опыты с бетонными призмами, при различных напряжениях и длительности действия нагрузки значения v практически изменяются от 0,3 до 0,9. С увеличением напряжений и продолжительности действия нагрузки коэффициент упругости V уменьшается. При осевом растяжении, так же как и при сжатии, диаграмма напряжений-деформаций криволинейна. Начальные модули упругости бетона при растяжении и сжатии отличаются незначительно и практически могут быть приняты одинаковыми (см. рис. 2.4, а). По аналогии вводятся понятия коэффициентов упругости и пластичности, а также модуля упругопластичности бетона при растяжении: e:,=v,E,={1-X„)E„. (2.8) Величина модуля упругости с увеличением прочности бетона возрастает. Для обычного бетона средней прочности модули упругости колеблются в пределах от 27000 до 39000 МПа, т.е. в 5-8 раз ниже модуля упругости стали. Коэффициент Пуассона для бетона, т.е. отношение поперечной деформации к продольной, с увеличением напряжений возрастает: начальное его значение v = 0,2. Модуль сдвига бетона G = ---, его значение равно 0,4Ef,. 2(1+ V) Деформативность бетона зависит, с одной стороны, от состава бетона, его прочности и плотности, упругопластических свойств составляющих (заполнителей, цементного камня), с другой - от вида напряженного состояния, величины и длительности действия нагрузки. Предельная сжимаемость бетона е{,„ при достижении напряжениями призменной прочностиизменяется в широких пределах от 1-10 до 3-10", в среднем принимают еи = 2-10". После достижения призменной прочности К/, на диаграмме а-Еь может образоваться нисходящая ветвь, характеризующаяся дальнейшим развитием деформаций при снижающихся напряжениях. Длина нисходящей ветви зависит как от свойств бетона, так и, особенно, от условий испытания. При наличии внешних или внутренних связей (арматуры или менее напряженных слоев бетона, что имеет место при неоднородном напряженном состоянии и т.п.), обеспечивающих перераспределение напряжений, длина нисходящей ветви особенно значительна. Максимальная деформация при разрушении бетонной призмы е, может быть существенно больше деформаций е,„. Краевые деформации в сжатой зоне изгибаемых железобетонных элементов вследствие развития нисходящей ветви деформирования в 1,5-2 раза больше, чем при осевом сжатии бетонных призм. При осевом растяжении бетона предельные деформации гщ в 10-20 раз меньше, чем при сжатии, в среднем их принимают равным 0,15-10. Нисходящая ветвь на диаграмме растяжения бетона выражена меньше, чем при сжатии. С увеличением прочности, а также при применении бетонов на пористых заполнителях предельные деформации как при сжатии, так и при растяжении увеличиваются. Если на бетон действуют лного/срашно повторяющиеся нагрузки, его прочностные и упругопластические свойства изменяются. После каждого цикла загружения и разгрузки в образце происходит постепенное накопление пластических (остаточных) деформаций. Поэтому при каждом последующем загружении деформации бетона под нагрузкой уменьшаются и представляют собой преимущественно упругие деформации. После определенного числа загружения и разгрузки пластические деформации при данном напряжении полностью снимаются, бетон ведет себя как упругий материал, зависимость а-гь в пределах заданного напряжения делается линейной, причем угол наклона прямой к оси абсцисс сначала становится равным углу наклона касательной к кривой в начале координат (рис. 2.5, а), однако после определенного количества циклов загружения модуль упругости и деформаций снижается. При увеличении напряжения выше того значения, до которого производились многократные загружения, в образце снова будут развиваться как упругие, так и пластические деформации. Кривая деформаций пос-
 Рис. 2.5. Деформации бетона при многократно повторном сжатии и разгрузке: а - при напряжениях невысокого уровня; б - при напряжениях различного уровня ле многократного загружения при увеличении напряжений совпадает с кривой первичных деформаций при однократном загружении. Некоторые железобетонные конструкции (подкрановые балки, мосты, фундаменты под машины и т.п.) за время эксплуатации подвергаются многократно повторяющейся нагрузке с числом циклов загружения, исчисляемым миллионами. Если напряжения, вызываемые многократно повторяющейся нагрузкой, не превышают, например, половины величины призменной прочности, то такая нагрузка не вызывает разрушение бетона при практически бесконечном числе циклов. Однако при загруже-ниях бетона до более высоких напряжений кривая деформаций, выпрямленная при первом этапе многократного загружения-разгружения, при дальнейшем загружении снова станет искривляться. Если кривая 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 |