Деформативность бетона. Виды деформации. Деформативность при длительном действии нагрузки. Ползучесть бетона.

Виды деформаций бетона:

1. Объемные – во всех направлениях под влиянием усадки, изменения температуры и влажности.
2. Силовые – от действия внешних сил.

Бетону свойственно нелинейное деформирование, поэтому силовые деформации в зависимости от характера приложения нагрузки и длительности ее действия делят на 3 вида: деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой, деформации при длительном действии нагрузки и деформации при многократно повторяющемся действии нагрузки.

Деформации при длительном действии нагрузки. Придлительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются. Наибольшая интенсивность нарастания неупругих деформаций наблю­дается первые 3 – 4 мес и может продолжаться несколь­ко лет.

Свойство бетона, характеризующееся нарастанием не­упругих деформаций при длительном действии нагруз­ки, называют ползучестью бетона.

8. Деформации ползуче­сти могут в 3 – 4 раза превышать упругие деформации. При длительном действии постоянной нагрузки, если де­формации ползучести нарастают свободно, напряжения в бетоне остаются постоянными. Если же связи в бето­не (например, стальная арматура) стесняют свободное развитие ползучести, то ползучесть будет стесненной, при которой напряжения в бетоне уже не будут оста­ваться постоянными.

9. Свойство бето­на, характеризующееся уменьшением с течением време­ни напряжений при постоянной начальной деформации, называют релаксацией напряжений.

10. Ползучесть и релаксация имеют общую природу и оказывают существенное влияние на работу железобе­тонных конструкций под нагрузкой.

11. Природа ползучести бетона объясняется его структу­рой, длительным процессом кристаллизации и уменьше­нием количества геля при твердении цементного камня. Под нагрузкой происходит перераспределение напряже­ний с испытывающей вязкое течение гелевойструктур­ной составляющей на кристаллический сросток и зерна заполнителей. Одновременно развитию деформаций пол­зучести способствуют капиллярные явления, связанные с перемещением в микропорах и капиллярах избыточной воды под нагрузкой. С течением времени процесс пере­распределения напряжений затухает и деформирование прекращается.

12. Ползучесть разделяют на линейную, при которой за­висимость между напряжениями и деформациями при­близительно линейная, и нелинейную. При напряжениях, превышающих границу образования структурных микро­трещин R⁰_crc , начинается ускоренное развитие деформа­ций, или нелинейная ползучесть. Такое разделение пол­зучести условно, так как в некоторых опытах наблюда­ется нелинейная зависимость σ_b – ε_b даже при относи­тельно малых напряжениях. Отметим здесь существенно важное значение учета нелинейной ползучести для прак­тических расчетов предварительно напряженных изгиба­емых, внецентренно сжатых и некоторых других элемен­тов.

13. Ползучесть и усадка бетона развиваются совместно. Поэтому полная деформация бетона представляет со­бой сумму деформаций: упругойε_е, ползучести ε_pl и усадки ε_sl. Однако в то время как усадка носит харак­тер объемной деформации, ползучесть развивается глав­ным образом в направлении действия усилия.

14. Ползучесть бетона - это явление увеличения неупругих деформаций при длительном действии нагрузки

15. Абсолютные деформации ползучести зависят от возраста бетона, его прочности, уровня напряжений, гранулометрического состава и т.д. Различают линейную и нелинейную ползучесть. При линейной ползучести прирост неупругих деформаций за единицу времени пропорционален приложенным напряжениям, при нелинейной ползучести такая зависимость отсутствует.

16. Мера ползучести.

17. Под мерой ползучести С_b понимают относительную деформацию ползучести приσ_b ≤ 0,3R_bn, накопившуюся к моменту времениtпризагружении образцов вt₀ < tи приходящуюся на 1 МПа действующегопостоянного напряжения.

Начальный модуль упругости и модули деформаций бетона. Коэффициент упругопластических деформаций бетона.

К определению модуля деформации бетона

Начальный модуль упругости бетона – отношение напряжений в бетоне к деформациям, вызванным данными напряжениями при напряжениях близких к нулю или столь быстром загружении, что пластические деформации не успевают проявиться в заметной мере. Геометрически начальный модуль упругости бетона определяется по диаграмме как арктангенс угла наклона касательной к оси абсцисс в точке с координатами

Модуль упругопластичности бетона – отношение приращений напряжений в бетоне к приращению деформаций, вызванных данным изменением напряжений. Геометрически начальный модуль упругости бетона определяется по диаграмме как арктангенс угла наклона касательной к оси абсцисс в любой точке диаграммы. Примечательно, что в отличие от начального модуля упругости и модуля полных деформаций, данный модуль упругопластичности бетона может быть и отрицательной величиной (на ниспадающей ветви диаграммы).