Силовые деформации при однократном загружении (кратковременные).

При силовом деформировании в бетоне возникают и упругие, и пластические деформации.

Зависимость между s и e криволинейная.

Рис. 26.

e_b изм. s_b

(упругие + пластические).

1 – зона упругих деформаций.

2 – зона пластических деформаций.

Если из какой-то точки выполнить разгрузку, то она пойдет по кривой, близкой к прямой упругих деформаций. После разгрузки остаются пластические деформации.

С течением времени остаточные пластические деформации уменьшаются.

Это уменьшение называют эффектом упругого последствия.

Если выполнить нагружение частями (ступенями), то на каждом этапе можно выделить упругую и пластическую части деформации.

Рис. 27.

На зависимость s–e существенно влияет скорость нагружения.

Например

Рис. 28.: различная скорость испытаний. Получаются различные диаграммы.

Деформации при длительном действии нагрузки.

При длительном действии нагрузки деформации увеличиваются с течением времени.

Способность бетона увеличивать деформации при длительном действии нагружения называют ползучестью.

Рис. 29.

0-1 – кратковременное нагружение.

0-2 – длительное нагружение.

Рис. 30.

Время затухания деформаций зависит от величины s (t₁, t₂, t₃)

Чем выше s, тем больше время затухания.

Если s₁< 0, 5R_b, деформации ползучести носят линейный характер.

Если s₁> 0, 5R_b, то нелинейный.

Рис. 31.

Способность бетона уменьшать напряжения при l = const называется релаксацией.

Рис. 32.

Ползучесть и релаксация взаимно связаны, существенно влияют на распределение напряжений в железобетоне между бетоном и арматурой в железобетонных конструкциях.

Деформации при повторной нагрузке.

Деформации при повторном зависят от величины напряжений.

Если s_max £ R_r (предел выносливости), то с каждым циклом происходит накопление остаточных пластических деформаций, а затем материал деформируется как упругий.

Рис. 33.

Температурно-влажностные деформации.

Температурно-влажностные деформации – просходят при изменении температуры или влажности.

При изменении температуры, деформации рассчитываются по законам сопромата. a_t = 1× 10^–5 a_M =0, 7× 10^–5.

При изменении влажности происходит усадка или разбухание.

Усадка – способность бетона уменьшаться в объеме при твердении на воздухе. e_b_,_l = 1× 10^–4 (относительное уменьшение).

Способность бетона увеличиваться в объеме называется набуханием.

Деформация набухания в 2 – 5 раз < e_b_,_l.

Усадка носит неравномерный характер, она связана с потерей воды.

На открытых площадках усадка увеличивается, на закрытых уменьшается.

Рис. 34.

Неравномерность усадки приводит к образованию трещин.

Она зависит от количества воды, цемента, крупности заполнителя и приводит к возникновению внутренних напряжений явление нежелательное.

Для уменьшения усадки изделия в момент набора прочности закрывают; увлажняют, подбирают специальные бетоны, спеццементы, устраивают деформационные швы; применяют дополнительное армирование.

Наиболее эффективно армирование тонкими волокнами (фибробетона).

Модуль деформаций

Модуль упругости бетона соответствует упругим деформациям, которые возникают при мгновенном загружении и соответствуют тангенсу угла наклона прямой упругих деформаций.

Рис. 35.

МПДБ соответствует полным деформациям и п.с. тангенсу угла наклона касательной к кривой s–e в точке с заданным напряжением s_b.

Математическое представление функции связано с определенными трудностями, и с целью упрощения за принимают тангенс угла наклона секущей, проведенной из начала координат в точке с заданным напряжением кривой s–e.