Tipuri de deformări. Sub deformabilitatea betonului se înțelege schimbarea formei și dimensiunii sale sub influența diferitelor influențe (inclusiv ca urmare a interacțiunii betonului cu mediul extern).
Betonul este un material elastic-plastic, in care, in incepand de joasă tensiune, în plus față de tulpina elastică (ee), care apar, sunt inelastice și reziduală sau plastic (epl), adică Deformarea totală (eb) fără a lua în considerare contracția este egală cu:
În beton se disting două tipuri principale: volumetrice, care se dezvoltă în toate direcțiile sub influența contracției sau schimbărilor de temperatură și a forței, care se dezvoltă în principal în direcția acțiunii forțelor. Deformațiile longitudinale de rezistență corespund, de asemenea, unor deformări transversale ale betonului; coeficientul inițial de deformare transversală a betonului v este 0,2 (raport Poisson). În plus, v rămâne practic constant până la stres. În acest caz, deformarea longitudinală relativă va fi deformare apoporantă.
Forțele deformate, în funcție de natura aplicării sarcinii și de durata acțiunii acesteia, sunt împărțite în următoarele trei tipuri:
- cu o singură încărcare primară de încărcare pe termen scurt;
- cu o acțiune de încărcare prelungită;
- cu acțiunea repetată repetată a sarcinii.
Cel mai mare interes practic îl reprezintă deformarea longitudinală a betonului sub compresiune axială. Pentru a studia deformabilitatea betonului sub compresiune folosind prisme din beton h / a = 4, pentru a elimina influența asupra rezultatelor obținute forțelor de frecare care apar între fețele de rezemare ale eșantioanelor și apăsați plăcile. Pe marginile laterale ale prismei, în partea de mijloc a înălțimii lor, ele au instalat dispozitive pentru măsurarea deformațiilor (Figura 12, a) sau lipirea electrozotelor.
Încărcarea la prisma este aplicată treptat în etape sau pași (etapa este de obicei 1/10, 1/20 din sarcina de rupere preconizată). Dacă deformarea la fiecare măsură sarcină Apendice-zheniya etapă de două ori: mai întâi imediat după depozitele Ap de încărcare și din nou, după un anumit timp sub sarcină (de obicei, aproximativ 5 minute), apoi diagrama semi-cpm în trepte linia prezentată în fig. 12, b. Deformații măsurată imediat după aplicarea sarcinii, legea elastic și legate de stres liniar, și deformarea, în curs de dezvoltare un timp Xia sub sarcină, inelastic și în diagrama au forma de platforme orizontale. Cu un număr suficient de mare de etape de încărcare, relația dintre tensiuni și deformații poate fi reprezentată de o curbă netedă (figura 12, b).
Deformări concrete în timpul unei singure încărcări primare cu o sarcină pe termen scurt. Timpul de încărcare nu depășește, de obicei, 60 de minute. Schema pentru acest caz este prezentată în Fig. 13.
Gradul de curbură depinde de durata încărcării, nivelul de solicitare și clasa de beton, adică.
În acest sens, este oportun să se selecteze diagramele inițiale (de referință) obținute la rata standard de creștere tulpina de testare prisme de 2%, și apoi trece la armătură-rektirovke (transformare) diagrame. Această rată de schimbare a deformărilor permite atingerea în partea de sus a diagramei în aproximativ 1 oră.
Dacă, pe măsură ce rezistența betonului cade, sarcina poate fi redusă în aceeași măsură, atunci se poate obține o secțiune descendentă a diagramei. Aflați cum lucrările concrete din acest domeniu sunt importante pentru o serie de modele și tipuri de încărcare.
Rezistența totală relativă la o singură încărcare a unei prisme din beton pentru o sarcină aplicată pe o perioadă scurtă, fără a ține seama de contracția betonului, este egală cu. și anume constă dintr-o parte elastică, egală și inelastică. care, după îndepărtarea încărcăturii, practic nu dispare. Mai precis, o mică parte a deformărilor inelastice (aproximativ 10%) dispare pentru o perioadă de timp după descărcare. Această parte a deformării plastice se numește deformarea efectului elastic # 949; În plus, componenta elastică a deformării plastice dispare # 949; e1, care caracterizează aplatizarea reversibilă a golurilor pietrei de ciment. Astfel, după descărcarea betonului, rămâne în cele din urmă deformarea reziduală, care rezultă din prăbușirea ireversibilă a golurilor pietrei de ciment și a fracturii pereților lor # 949; pl1 (Figura 13). R2 este stresul la momentul care precede începerea distrugerii intense a betonului (valoare condiționată).
Fig. 12. Pentru definirea deformărilor longitudinale ale betonului sub presiune:
a - un prototip (prisma) cu electrozi atașați la suprafețele laterale; b - diagrama atunci când sarcina este aplicată în pași; 1 - linia de deformări elastice, 2 - curba deformărilor complete
Fig. 13. Diagrama relației dintre tensiunile și deformările betonului în timpul compresiei și tensiunii: I - zona deformărilor elastice; II - zona deformărilor plastice; 1 - încărcare; 2 - descărcare; - limitarea compresibilității; - extensibilitate maximă; - compresibilitate maximă pentru ramura descendentă a diagramei
La tensiuni mici () predomină deformările elastice (), iar pentru beton poate fi considerat un material elastic. Pentru tensiunea axială, diagrama are același caracter ca în cazul compresiei.
Este necesar să se acorde atenție deformărilor limitate la care betonul se prăbușește (sau, mai degrabă, începe să se descompună). Indiferent de regimul de încărcare, valoarea limită a deformării concrete se consideră a fi valoarea corespunzătoare stresului maxim. Se consideră aproximativ că valorile medii ale deformărilor limită ale betonului greu din orice clasă sunt pentru o acțiune de încărcare pe termen scurt:
- sub presiune, ex = 0, 002 (2 mm pe 1 m);
- când se întinde e și bt = 0,00015 (0,15 mm pe 1 m).
Este necesară cunoașterea deformărilor finale ale betonului, deoarece gama de funcționare în comun a armăturii cu beton și eficiența utilizării sale depind de valorile lor.
Deformări concrete în timpul acțiunii de încărcare pe termen lung. Cu o acțiune prelungită a sarcinii (t> 60 minute), chiar și o constantă, deformările inelastice cresc semnificativ în timp. În condiții reale, în timpul construcției de clădiri și structuri are loc o încărcare graduală a elementelor din beton armat.
Creșterea deformațiilor inelastice cu o acțiune prelungită asupra încărcăturii se numește fluaj de beton. fluaj în primul rând de beton a fost găsit I. Samovich 1885 Warp târâtoare-constau din doua sti parti: plastic care curge aproape OD-simultaneitate cu elastic și vâscos, care este necesară pentru dezvoltarea unui anumit timp. Când betonul este încărcat continuu cu o sarcină constantă care este mai mică decât distructivă, diagrama de compresie arată așa cum se arată în Fig. 14, a. Secțiunea 0-1 din această diagramă corespunde deformării care apare la încărcare; Curbura acestei secțiuni depinde în principal de viteza de încărcare. Secțiunile 1 - 2 caracterizează creșterea deformațiilor inelastice la o valoare constantă a tensiunilor. Cea mai mare intensitate a creșterii tulpinilor de fluaj se observă în primele 3 luni de la încărcarea betonului (fig.14, b). Ei ajung la sfarsitul acestei perioade 40. 45% din eupl, un an mai tarziu ei sunt de aproximativ 65. 75% din eupl, iar doi ani mai tarziu 80. 90%. Apoi, creșterea acestor deformări se stinge treptat, pe măsură ce se mărește apropierea de valoarea limită pentru aceste condiții. Se remarcă faptul că creșterea tensiunilor de fluaj încetează simultan cu sfârșitul creșterii rezistenței betonului. Experimentele arată că indiferent cât de repede este atinsă tensiunea Deformările finale inelastice care corespund acestei solicitări vor fi întotdeauna aceleași (figura 14c).
Fig. 14. Deformarea inelastică a betonului în funcție de:
a, b - pe durata sarcinii; în - de la viteza de încărcare inițială
Creep deformările se dezvoltă în principal în direcția acțiunii forțelor și pot depăși elasticitatea cu un factor de 3,4, 4. Această circumstanță le obligă să fie luate în considerare în proiectarea structurilor din beton armat.
Simultan cu fluajul, se produc și deformări de contracție, adică
Natura fluajului de beton se explică prin structura sa, lungul proces de cristalizare și scăderea treptată a cantității de gel la întărirea pietrei de ciment. Sub sarcină, are loc o redistribuire treptată a solicitărilor cu fluxul vâscos al componentei structurale a gelului pe îmbinarea cristalină și granulele agregate. Dezvoltarea deformărilor de fluaj este, de asemenea, facilitată de fenomenele capilare asociate cu mișcarea excesului de apă sub sarcină în micropori și capilare. Odată cu trecerea timpului, procesul de redistribuire a stresurilor se descompune și deformarea încetează.
Creepul de beton este împărțit convențional în liniar și neliniar. Se crede că fluajul liniar are loc la (- stresul corespunzător limitei inferioare a microdispozițiilor). În acest caz, tulpina de fluaj este determinată de formula:
unde c este măsurarea fluxului de beton sub presiune.
În calculele practice, măsura maximă a fluajului betonului, cf. legate de timpul t → ∞ (practic t = 3 4 ani). Valorile sale pentru diferite perioade de încărcare a betonului sunt date în tabelul SNiP 2.05.03-84 "Poduri și țevi". 3.
Noi denotăm prin v = B este coeficientul de elastoplastie a betonului și # 955; = # B49 este coeficientul de plasticitate al betonului, apoi raportul
va fi numit caracteristica de fluaj de beton # 966; care variază de la 0 la 4.
Relația dintre c și # 966; pot fi obținute din (1.14) și (1.15), luând în considerare că, atunci # 966; = cEb; # 966; și c sunt incluse în calculul evaluării cantitative a deformațiilor de fluaj liniar sub presiune.
Amplitudinea tulpinii de fluaj depinde de mulți factori.
Încărcat la o vârstă fragedă, betonul (cu alte condiții egale) are un creep mai mare decât betonul vechi. Creepul de beton într-un mediu uscat este mult mai mare decât într-unul umed. Techno factori logici afectează, de asemenea, fluajul betonului: a retras cheniem-W / C și fluxul de ciment pe unitatea de volum a amestecului de beton crește fluaj; cu creșterea rezistenței boabelor agregate, fluajul scade; Cu o creștere a clasei de beton, fluajul scade. Betoanele pe agregatele poroase au o scurgere mai mare decât betoanele grele. Fluajul depinde de tipul de ciment: betoanelor maxime de fluaj au, cu zgură pe gotovlennye sau ciment Portland. Eliminarea podelei este mai mică (cu alte condiții egale), cu atât dimensiunile secțiunii transversale ale elementului de beton sunt mai mari. Deformările maxime ale fluajului (cu alte lucruri egale) se realizează cu saturarea apei de beton în limitele a 20% 35%. Aburul betonului reduce scurgerea acestuia cu 10%, iar tratamentul în autoclavă cu 50,80%. beton Fluaj are o influență semnificativă asupra ra-bot structurilor din beton armat sub sarcină, care iau în considerare, de exemplu, la calcularea elementelor excentrică comprimat în evaluarea desenelor și deformabilitate la determinarea Wuxi interne-ly într-o structură static nedeterminată.
Deformări ale betonului cu acțiune repetată a sarcinii. Repetarea multiplă a ciclurilor de încărcare și descărcare a unui eșantion de beton conduce la o acumulare treptată a deformațiilor inelastice. Liniile de încărcare și descărcare formează o buclă de histereză, a cărei suprafață caracterizează energia consumată într-un singur ciclu pentru a depăși frecarea internă.
La tensiuni care nu depășesc limita de anduranță, după un număr suficient de mare de cicluri inelastic deformare infor concrete, corespunzătoare unui nivel dat de tensiune, este selectată treptat, iar betonul incepe elastic (fig. 15).
Fig. 15. Diagrama de încărcare repetată a unui eșantion de beton
La tensiuni mari după un anumit număr de cicluri, curba atinge o formă rectilinie și apoi începe să se îndoaie din nou, dar deja în direcția opusă, adică concavitatea spre axa de stres. Curbura începe în partea de sus a liniei drepte (adică, în apropierea celei mai înalte tensiuni) și apare un punct de inflexiune. Cu repetarea continuă a aplicației de încărcare, punctul de inflexiune scade până la curbă până când dispare. Apoi întreaga curbă este concavă față de axa de stres. În acest caz, deformările reziduale cresc nerestricționate după fiecare descărcare, iar curba se înclină tot mai mult către axa absciselor. Buclele de histerezis cresc din ce în ce mai mult și, în cele din urmă, imaginea este fractură fragilă.
Fenomenele fizice care apar în beton sub sarcină repetată sunt aproape de fenomenele care se produc sub acțiunea unor sarcini foarte lungi, adică Încărcarea pe termen lung poate fi considerată repetată c.
Când se încarcă la vibrații cu un număr mare de repetiții pe minut (200 și 600), există dezvoltarea accelerată a fluajul betonului numit vibrocreep sau fluajul dinamică a betonului.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: