1. Сущность жб, его + и – свойства.

Жб – комплексный строит мат-л сост из Б. стальных стержней, кот соединены в строит констр. Для совместной раб. Идея создания жб использ работу бетона на сжатие и А-на растяжение (сжатие). Б. на сжатие раб лучше в 10-15р, чем на растяжение.

П рочность бетонной балки будет опр сопротивлением бетона на растяжение. Прочности жб балки будет опр сопротивлением Арм. На растяжение.

Совместная работа А. и бетона: когда Б набирает прочность, образуется усадка, обжатие бетоном арматуры – сцепление, клей.

И бет и арм. При температуре до +100 деформируются одинаково. Бетон защищает арм. От коррозии и огня. Защитный слой от 2мм.

Свойства

+.1. долговечность, 2. Высокие пок-ли прочности как в статике, так и в динамике, 3. Для изготовления бетона можно применять местные мат-лы. (крупные и мелкие заполнители есть практически на всей территории России). 4. При эксплуатации небольшие расходы (раз в 5 лет побелить известью или др раствором.

-. 1. Тяжелый материал: по массе и изучению

2. низкая трещиностойкость (для повышения применяют технологические приемы – преднапряж конструкции. Обажатие бетона в 3-5р выше чем у обычного.

3. повышенная звуко и теплопроводность

2. Виды бетона, его строение и усадка

1. По структуре:

А) плотные – у кот пространство между зернами заполнителя полностью занято затвердевшим вяжущим, б) крупнопористые малопесчаные и беспесчаные, в) поризованные,- с заполнителями и искуственной пористостью затвердевшего вяжущего, г) ячеистые - с искуственно созданными замкнутыми порами.

2. по объемной массе:

А) особотяжелые γ>2,5т/м3. Б) тяжелые γ=2,2т/м3, в) облегчённые γ=0,8-1,8т/м3.

Г) легкие γ=0,5-0,8т/м3

3. по виду вяжущего.

А) цементные, б) силикатные, в) смешанные, г)гипсовые, д)особые

4. по виды заполнителя

А) на плотных заполнителях

Б) на пористых, в) на спец заполнителях

5. по зерновому составу заполнителя:

А) крупнозернистый, б) мелкозернистый.

6. по усл твердения.

А) естественного, б) с тепловой обработкой, в) автоклавного твердения при высоком давлении.

Тяжелый бетон- Б плотной структуры, тяжелый по объемной массе, на плотных заполнителях, крупнозернистый, на цементном вяжущем, при любых условиях твердения.

Строение.Состав: цемент, песок, щебень, вода 1:2:3:0,5. При затворении водой смеси из заполнителей и цемента начинается хим реакиция, соединения минералов цемента с водой, врезультате которой образуется гель – студенообразная пористая масса со взвешанными в воде, еще не вступившими в хим реакцию частицами цемента. В процессе перемешивания бетонной смеси гель обвалакивает отдельные зерна заполнители и постепенно твердеет. Твердеющий гель превращается в цементный камень, скрепляющий зерна крупных и мелких заполнителей в монолитный твердый материал – бетон.

С хим точки зрения бетон – пространственная решетка, в узалх – цементный камень, внутри песок, щебень. Вода, которая не пошла на реакции и воздух.

С физ точки зрения. – капилярно пористое тело, сост из 3 фаз: твер, жид, газообразное.

Большое влияние на прочность оказ. Цементный гель (камень) и заполнитель (прочный, шероховатый, гладкий).

Усадка бетона.;

Это умен в объеме бетона при твердении в обычной воздушной среде.

Усадка Б – испарение свободной воды, кот не пошла на реакцию гидратации. При твердении появл усадочные трещины, цементный камень на пов-ти растягивается. При усадке происходит обжатие. В расчетах влияние усадки не учитывается. Во всех конструкциях должны быть усадочные швы (через 60с в жб). Подбирается оптимальное состав бетона, чтоб было меньше пор.

3. Факторы, влияющие на прочность бетона; прочность бетона при сжатии, растяжении, срезе, скалывании, при длительной и многократной нагрузки.

1. от зернового состава (меньше пустот, оптимальн состав составляющих)

2. прочности заполнителя (шероховатая поверхность заполнителя)

3. марка цемента, его расход на 1м2.

4. водоцементное соотношение (чем больше, тем меньше прочность, на пактике 0,5-0,6)

5. технология изготовления и уплотнения (вибрирование)

6. возраст бетона (Б. набирает прочность, если благоприятные усл в теч 3-5лет)

7 вида напряженного состояния (лучшая –на сжатие)

8. усл твердения (естествен, тепловое, автоклавное).

Прочность бетона при сжатии.

Прочность- способность сопротивляться внеш нагр не разрушаясь при этом.

Б. элемент в центре пора. Сжатие. Возникают растягивающие и сжимающие напряж.

Где слабые места, там появятся трещины продольн за счет поперечного разрыва бетона.

Сжатый бетонный элемент разрушается по направлению действия сжимаемой силы, вседствии обрыва бетона. Прочность бетона на сжатие опр маркой бетона:

М (кг/см2).

Маркой бетона по прочности на осевое сжатие наз средний предел прочности при сжатии бетонных кубиков с размерами ребра 15см в возрасте 28 суток хранения при т 20±2 и изготовл из бетонной смеси и испытанный согласно гост.

Минимум 3 образца.

R1=Рраз/А1, Rcр=ƩRi/n. М: 50,75,100,150, 200,250,300,350,400,500,600 (редко 700,800).

С 1975тперешли к классу бетона В. Это та же марка прочности, но с учетом статической изменчивости (с обеспеч надежности 0.95 коэфф запаса).

В=Rср (1 – χ*v ) = 0,778 Rср.

χ-кол-во стандартов.

v- коэфф вариации.

В: 7,5 10; 12,5; 15, 20.25. 30, 40, 45, 50.

До 1975 кубики были с гранями 20см.

Испытание образца.

Наклон трещин опр наличием силы трения.

Переводная формула при испытании не стандартных образцов: R15=Ri*α(альфа-поправоч.коэф-т).

Реальные конструкции отлич от испыт образцов.

Призма в основании квадрат. Ее берут за основу при расчетах на сжатые элементы. Прочность призмы меньше из за большого объема и след неоднородность материала.

Rbn=0,72В – нормативное сопротивление бетона на сжатие.

Прочность бетона при растяжении.

Прочность бетона на растяжение в 15…20 раз меньше, чем при сжатии.

Повышение прочности бетона на растяжение может быть достигнуто увеличением

расхода цемента, уменьшением В/Ц, применением щебня с шероховатой поверхностью. Временное сопротивление бетона осевому растяжению Rbt определяют испытаниями:

1) на разрыв – образцов в виде восьмерки

2) на раскалывание – образцов в виде цилиндров

3) на изгиб – бетонных балок.

Класса бетона Bt 0,8; 1,2; 1,6; 2,2.4, 2.8,3.2 Мпа. разрушают до образования трещин.

балка.

напряжений в бетоне растян.зоны сечения вследсвтии развития неупруг.деформ.

ц илиндр.

Rbt=Рраз/А

Восьмерка Rbt=Рраз/А

Приближенная формула ферре для определения по марке бетона:

Rbt-нормативное сопротивление на растяжение, Rbn-нормативное сопротивление на сжатие.

Срез ( опирание ригеля на консоль колонны)

Скалывание. Балка около опоры при появлении трещин.

Длительная нагрузка. Изменение структуры бетона, прочность снижается на 15% по сравнению с такой же нагрузкой кратковременной.

Много повторная нагрузка знакопеременная – элемент жб мостов, подкрановая балка, прочности снижается на 50%.

Rвын=0,5Rb.

4. Деформативность бетона при однократном загружении кратковременной нагрузкой, при длительном загружении, при действии многоповторной нагрузки. Деформативность бетона при однократном загружении кратковременной нагрузкой

Бетонная призма загружается сжимающей нагрузкой до разрушения.

деформации при кот возникают разрушения – предельная сжимаемость ξв пр и предельная растяжимость ξbt пр.

ξупр- упругие деформации – деформ, кот восстанавливаются. Ξпл – платические деформ – остаточные, останутся после снятия нагр.

Если мгновенно загружение то бетон будет работать упруго. Если постоянное загружение то по кривой.

ξbt=ξупр t+ ξ пл t.-растяжение.

Д еформативность бетона при длительном загружении.

зависимость делится на 2 участка.

Участок 0-1 храктеризует деформации, возникающие при загружении. Если мгновенно, то прямая. Участок 1-2 характеризует нарастание неупругих деформаций при постоянном значении напряжений. Пластические деформации. Горизонт прямая характеризует ползучесть бетона.

Свойство бетона, характеризующееся нарастанием пластических деформаций с течением времени при длительном загружении называют ползучестью бетона.

У садка и ползучесть сильно влияют на ползучесть бетона. Ползучесть бетона увел с ростом напряжений (нагрузки), при загружении в раннем возрасте, в сухой среде, с увел водовоздушного отношения, с увел расхода цемента. С умен прочности крупного заполнителя.

Деформативность бетона при действии многоповторной нагрузки.

Многократное повторение действия нагрузки приводит к накапливанию неупругих деформаций. После большого количества циклов эти деформа

ции постепенно выбираются, ползучесть достигает предельного значения, бетон начинает работать упруго. После достаточно большого числа циклов (несколько миллионов) неупругие деформации выбираются и бетон начинает работать упруго, такой характер работы имеет место при напряжениях, не превышающих предела выносливости. При больших напряжениях неупругие деформации возрастают, вызывая разрушение образца.