Свойства железобетона, объясняющие его эффективность.

Свойства железобетона, объясняющие его эффективность.

Эффективность железобетона объясняется следующими его свойствами:

• благодаря хорошему сцеплению арматуры с бетоном, обеспечиваются совместные деформации до определенного уровня напряжений;

• близкие коэффициенты температурного линейного расширения (для стали, приблизительно a=1, 2× 10-5 град-1, а для бетона в пределах от a=0, 7× 10-5 град-1 до a=1, 0× 10-5 град-1 в зависимости от вида бетона);

• бетон надежно защищает арматуру от воздействия агрессивных сред, предохраняет от воз­действия огня при пожаре.

Виды железобетона по технологии изготовления.

Выделяют 3 основных метода изготовления. Из них агрегатно-поточный и конвейерный относят к категории производства в переносных формах, а стендовый – к изготовлению без переносных форм. Новая технология, предполагающая формование всего изделия целиком на прокатном стане, распространена еще недостаточно.

Преимущества и недостатки железобетона, в т.ч. и преднапряженного

К достоинствам железобетонных конструкций относятся:

• высокая прочность:

• большая долговечность;

• высокая степень огнестойкости;

• стойкость против атмосферных воздействий;

• малые эксплуатационные расходы на содержание;

• гигиеничность;

• экономичность ввиду повсеместной доступности сырья.

 

Недостатки железобетонных конструкций.

-За счет сцепления с арматурой бетон работает под нагрузкой совместно с арматурой. Предельная растяжимость бетона в тысячу раз меньше предельной растяжимости стальной арматуры, поэтому при совместном растяжении цельность бетона сохраняется только в начальный период эксплуатации. Напряжения в арматуре в период образования трещин всегда незначительны по сравнению с предельной прочностью арматуры.

-С увеличением внешней нагрузки в изгибаемых балках происходит развитие по высоте сечения балки трещин, резко уменьшается высота сжатой зоны, снижается жесткость балки, что приводит к возрастанию прогиба.

учетом вышеизложенного к недостаткам железобетонных конструкций без предварительного напряжения относятся:

• низкая трещиностойкость вследствие слабого включения в работу арматуры в период образования трещин, быстрое их раскрытие и быстрый рост прогибов;

• нерациональность использования в железобетонных конструкциях без предварительного напряжения высокопрочной арматуры;

• невыгодность использования бетонов повышенной и высокой прочности, поэтому железобетонные конструкции без предварительного напряжения обладают большой массой, что ограничивает величину перекрываемых пролетов;

• большая трудоемкость при изготовлении;

• большая звуко- и теплопроводность.

 

6. пути совершенствования железобетонных конструкций

приоритетные направления развития и применения железобетона на современном этапе:

– разработка высокопрочных, быстротвердеющих легких и коррозионностойких бетонов с применением химических добавок; особая роль здесь отводится напрягающим бетонам;

-разработка новых видов сборных, сборно-монолитных и монолитных железобетонных конструкций с высокой унификацией изделий и создание прогрессивных конструктивных систем зданий и сооружений на их основе;

– создание новых типов стальной и неметаллической арматуры;

- создание прогрессивных, высокомеханизированных и автоматизированных технологий бетонных и арматурных работ, внедрение безопалубочного формования массовых предварительно напряженных конструкций на длинных стендах с минимальным расходом энергоносителей и использованием высокопрочной арматурной стали и высокопрочных бетонов;

– совершенствование опалубок и технологии возведения монолитного железобетона;

повышение долговечности и надежности бетонных и железобетонных конструкций;

– совершенствование методов контроля качества бетона и арматуры, методов обследования и усиления конструкций зданий и сооружений;

- совершенствование на базе новых экспериментальных исследований теории расчета и конструирования железобетонных конструкций, в том числе с использовани­ем современного программного обеспечения расчетов на ЭВМ.

 

7. структура бетона. стадии диаграммы деформирования бетона (микротрещинообразования). формы образцов бетона для контроля его прочности при сжатии Как влияют размеры образцов на прочность бетона при сжатии?

Структура бетона

Структура бетона, как как композитного материала, состоит из трёх фаз: -твердой, -жидкой, -газообазной.

Твердую фазу или жесткий скелет структуры формируют зерна крупного и

мелкого заполнителя, непрогидратировавшие зерна цемента, объединенные

кристаллическим сростками, являющимися продуктами гидратации цемента.

Жесткий скелет заполнен коллоидальным раствором продуктов гидратации

цемента (жидкая фаза), а также воздухом (газообразная фаза), содержащимся в

структурных порах. Структурные поры формируются в процессе приготовления и

укладки бетонной смеси, а также в процессе формирования структуры продуктов

гидратации цемента.

стадии диаграммы деформирования бетона (микротрещинообразования).

гидратации цемента.

1 стадия) В бетонах, имеющих прочность при сжатии до 60 МПа, начальный участок зависимости можно считать практически линейными. На этой стадии наблюдается незначительное увеличение числа контактных микрстрещин на границе частиц заполнителя и матрицы. Опыты показывают, что при уровне сжимающих напряжений до 0, 4 fc прирост суммарной длины трещин (контактных, в матрице и комбинированных или объединительных) в выделенной единице объема структуры бетона не превышает 29 % от начальных, существующих до нагружения - в случае бетонов средней и низкой прочности и 13 % - при испытании высокопрочных

бетонов.

I стадия – практически полностью обратима

2 стадия) На второй стадии микротрещинообразования наблюдается более интенсивное увеличение длины, ширины раскрытия и числа контактных микротрещин, что приводит к появлению нелинейного участка. Эта стадия характеризуется незначительным количеством микротрещин в цементном камне. Формирование этих трещин, хотя и не нарушает стабильного состояния системы, приводит к скольжению зерен заполнителей относительно цементного камня обусловлено проявление ярко выраженных неупругих свойств бетона на участке II диаграммы деформирования. Для бетонов средней и низкой прочности вторая стадия завершается при уровне напряжений (0, 7..0, 75)fc, а для высокопрочных

- может достигать (0, 85..0, 9) fc.

 Последствия второй стадии условно-обратимы

 

3 стадия) В третьей стадии увеличивается число и суммарная длина комбинированных трещин, возрастает их ширина раскрытия. На этой стадии начинают формироваться ярко выраженные микротрещины цементном камне. Однако интенсивное развитие комбинированных микротрещин не ведет к незамедлительному исчерпанию прочности материала. Это связано с тем, что структура бетона, пронизанная микротрещинами, ведет себя подобно много раз статически неопределимой системе, в которой постоянно происходит перераспределение внутренних напряжений.

Форма образцов бетона для контроля: Куб, цилиндр

Нормативное и расчетное сопротивление бетона на сжатие и растяжение. Гарантированная кубиковая прочность. Какие параметрические точки диаграммы « » регламентируются нормами проектирования? Как влияют на форму диаграммы « » изменения прочности бетона и скорость нагружения?

ТРЕБОВАНИЕ К АРМАТУРЕ В ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОН

 максимально высокое нормативное сопротивление (физический или условный предел текучести

 хорошие упругие свойства (высокие значения характеристики предела упругости и пропорциональности);

 высокие пластические свойства (характеризующиеся значительными величинами относительного «предельной» точке диаграммы деформирования);

 способность к наилучшему сцеплению с обеспечения совместной работы.

ТВЕРДАЯ И МЯГКАЯ АРМ

 “Мягкая” арматура (классы S240, S400) на диаграмме упругие деформации (здесь действует закон Гука), (предел текучести) и упруго-пластические проектировании конструкций используют первый иной степени учитывают в расчетах нормальных неопределимых конструкций по методу предельного участок в расчетах не участвует – деформации там соответствуют уже разрушению конструкций.

 

 

 “Твердая”, или высокопрочная арматура (классы физического предела текучести, она деформируется далее диаграмма постепенно искривляется. В условный предел текучести  0, 2, при котором остаточные, 0, 2 %. У “твердых” сталей прочность выше, чем разрыве  , т.е. у них хуже пластические свойства, понятия, разумеется, условные и в официальныхобиходе,

Механические свойства арматурных сталей. Какие параметрические точки диаграммы « » при растяжении регламентируются нормами проектирования? Как изобразить диаграмму растяжения различных арматурных сталей? Что такое физический предел текучести и условный предел текучести стали? Что такое временное сопротивление. Модуль упругости арматурных стержней и канатов.

Диаграмма растяжения различных арматурных сталей:

Классификация инженерных конструкций. Требования к ним. Сущность метода расчета по предельным состояниям. Принципы расчета по первой и второй группам предельных состояний.

 

 

Нормативные и расчетные сопротивления материалов и конструкций. Классификация нагрузок и воздействий. Постоянные и временные нагрузки. Классификация временных нагрузок. Нормативные и расчетные нагрузки, коэффициенты надежности по нагрузке. Сочетания нагрузок при расчете различных конструкций. Коэффициент ответственности по назначению. Коэффициенты условий работы.

Нормативными нагрузками -Нагрузки от веса конструкций, а также установленные нормами величины полезной нагрузки, снеговой нагрузки, давления ветра и других внешних воздействий, которые могут иметь место при нормальной эксплуатации сооружения или оснований фундаментов.

Расчетные нагрузки представляют собой произведения нормативных нагрузок на коэфициенты перегрузки.

 

КОЭФФИЦИЕНТЫ УСЛОВИЙ РАБОТЫ

коэффициенты, учитывающие наиболее вероятные особенностидействительной работы материалов, конструкций и оснований при строительстве и эксплуатации сооруженийи вводимые сомножителем при определении расчётных сопротивлений элементов конструкции и ихсоединений

 

17. Сущность железобетона. Понятие о преднапряжении. Достоинства и недостатки обычных и предварительно напряженных конструкций. Совместная работа арматуры и бетона. Механические свойства бетона. Прочностные свойства бетона и факторы, влияющие на них. Классы бетона.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫЙ ЖЕЛЕЗОБЕТОН?

Это железобетон (элемент, конструкция), в котором до приложения

внешней нагрузки искусственно создают внутренние напряжения, чаще

всего, противоположные по знаку тем напряжениям, которые будут воз-

никать при действии внешней нагрузки.

 

Совместная работа бетона и арматуры в железобетонной конструкции становится возможной благодаря выполнению следующих условий:

– бетон и арматура имеют достаточно близкие значения коэффициента температурного расширения;

– силы сцепления, возникающие по границе контакта между бетоном и арматурой обеспечивают выполнение условия равенства деформаций арматуры и бетона ec = es при действии усилий от нагрузок.

– трение арматуры о бетон, появляющееся в результате усадки бетона;

– структурные и искусственно созданные неровности (шероховатость) на поверхности арматурного стержня, вызывающие механическое зацепление;

– адгезия (склеивание) или взаимное притяжение между частицами на стыке двух контактирующих материалов;

– химические взаимодействия между сталью и бетоном.

 

 

ПЛЮСЫ

• Является более экономичным материалом..

• Преднапряженный железобетон имеет прекрасную стойкость к трещинообразованию и

• Может использоваться для специальных строений, в которых нельзя или нежелательно применять типичные ЖБИ. В том числе благодаря тому, что уменьшается масса и объем, железобетон напряженный легче

• Расширяется сфера применения материала. Его можно использовать не только для сборных, но и для монолитно-сборных сооружений.

• С течением времени увеличивается сейсмостойкость напряженно-армированых конструкций. Объясняется это тем, что в процессе изготовления используются более легкие материалы для сечения.

МИНУСЫ

• з-за повышенной звуко- и теплопроводности необходимо дополнительно использовать изолирующие материалы для всей конструкции.

• Имеют более низкую огнестойкость, чем типичные ЖБИ. Хотя также отличается несгораемостью.

• Вес напряженных ЖБИ гораздо меньше массы обычных железобетонных изделий, но выше массы деревянных и металлических конструкций.

Классы бетона:

 

Деформационные свойства бетона. Силовые и несиловые деформации. Модуль начальной упругости и деформаций бетона. Ползучесть и факторы, влияющие на ее величину. Усадка и набухание бетона, температурные деформации.

Под деформативностью твердых изменять размер и форму под влиянием несиловых факторов.

В соответствии с этим деформации силовые и несиловые.

Арматура, ее назначение. Работа арматурной стали. Физико-механические характеристики арматуры. Физический и условный пределы текучести, временное сопротивление арматуры при растяжении. Деформации арматуры при растяжении. Классы арматурной стали. Модуль упругости.

Свойства железобетона, объясняющие его эффективность.

Эффективность железобетона объясняется следующими его свойствами:

• благодаря хорошему сцеплению арматуры с бетоном, обеспечиваются совместные деформации до определенного уровня напряжений;

• близкие коэффициенты температурного линейного расширения (для стали, приблизительно a=1, 2× 10-5 град-1, а для бетона в пределах от a=0, 7× 10-5 град-1 до a=1, 0× 10-5 град-1 в зависимости от вида бетона);

• бетон надежно защищает арматуру от воздействия агрессивных сред, предохраняет от воз­действия огня при пожаре.

12345Следующая ⇒

Поделиться: