На каждый день | Бетон
ПРОЧНОСТЬ
Прочность (так же, как деформации и другие свойства) в значительной степени зависит от соотношений и свойств входящих в состав бетона материалов, методов укладки и обработки смеси, возраста к моменту загружения, размеров бетонного элемента, температуры и влажности среды, в которой находится бетон, и др.
Прочность образцов бетона при сжатии зависит от абсолютных и относительных (отношение высоты образца h к его толщине d) размеров образца. Это объясняется действием возникающих при сжатии сил трения между поверхностями образца и плит пресса. Эти силы препятствуют поперечным деформациям и увеличивают разрушающую нагрузку. Влияние сил трения тем больше, чем меньше отношение h/d. Например, для образцов, имеющих одинаковые размеры в плане, но разную высоту, при h/d=0,5 разрушающая нагрузка составляет от 1,5Ркуб до 2,5 Ркуб, а при h/d = 4 - от 0,75 Ркуб до 0,95 Ркуб, где Ркуб - разрушающая нагрузка для куба (h/d =1). Влияние сил трения изменяется также с изменением абсолютных размеров образцов - кубов бетона.
Прочность бетона в конструкциях близка к прочности бетона, получаемой при испытании призмы, с отношением h/d=4÷8. Предел прочности при сжатии призмы сечением 20X20 см и высотой 80 см называется призменной прочностью Rпр. Она может быть вычислена, пользуясь формулами (а) и (б), с подстановкой в них вместо нормативных сопротивлений - пределов прочности бетона.
При сжатии бетона образуются микротрещины (разрывы), обнаруживаемые с помощью тензометрических, ультразвуковых и других методов испытания при сравнительно небольших напряжениях Rт, равных для очень слабых бетонов 0,3-0,4 Rпp, а для очень прочных 0,65-0,75 Rпр. Видимые трещины появляются при напряжениях, превышающих 0,7 Rпр.
Влияние длительности приложения нагрузки на прочность зависит главным образом от величины напряжений. Если напряжения в бетоне меньше Rт, то длительное приложение нагрузки не уменьшает (а по некоторым данным немного увеличивает) предел прочности бетона по сравнению с бетоном, не подвергавшимся длительному загружению и испытанным в том же возрасте. Если же напряжения превышают длительное сопротивление бетона Rдл=0,8Rпр, то длительное действие нагрузки вызывает его разрушение.
Повторное приложение нагрузки при большом количестве циклов загружения приводит к разрушению, если максимальное напряжение при этой нагрузке превышает Rт, т. е. для прочных и высокопрочных бетонов больше 0,5-0,75 Rпр.
Различные факторы по-разному влияют на прочность бетона при сжатии Rпр, растяжении Rp и срезе Rcр, поэтому соотношения между этими показателями прочности бетона изменяются в широких пределах. Отношение Rпр/ Rр находится для разных бетонов в пределах от 5 до 16, причем обычно (но не обязательно) увеличивается с повышением марки бетона.
Сопротивление бетона растяжению при изгибе при соизмеримых размерах образцов Rр.и=1,8÷2,2 Rр; при этом Rр.и вычисляется по условной (для упругопластических тел) формуле сопротивления материалов Rр.и=M:W. При изгибе бетон разрушается в растянутой зоне. Разрушение бетона в сжатой зоне возможно только в железобетонных балках.
Сопротивление бетона марок 100-300 срезу Rср=0,18÷0,27 Rпр при длине площадок среза порядка 15-20 см; в среднем Rcp=0,22 Rпр.
Проектные марки бетона по прочности па сжатие и по прочности на растяжение являются характеристиками прочности бетона, назначаемыми при проектировании. Нормами установлены следующие проектные марки бетона по прочности на сжатие : 15, 25, 35, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 800. Марки 15-75 относятся только к бетонам на пористых заполнителях, а марки 400-800 - только к тяжелым бетонам.
Соответствие фактической прочности бетона его проектной марке должно устанавливаться испытанием кубов бетона; при оценке результатов испытаний следует учитывать не только средние пределы прочности бетона, но и его коэффициенты изменчивости.
Нормативная кубиковая прочность бетона при сжатии Rн назначается с учетом изменчивости прочности бетона и принимается равной
где cу - нормативное значение коэффициента изменчивости, равное для тяжелого бетона и бетона на легких заполнителях =0,135, а для автоклавного ячеистого цементного бетона
=0,18. Нормативная призменная прочность бетона определяется по формулам:
для тяжелых бетонов и бетонов на пористых заполнителях:
|
|
(а) |
для ячеистых бетонов
|
|
(б) |
Расчетное сопротивление бетона определяется делением его нормативной призменной прочности на коэффициенты безопасности. Коэффициенты безопасности при сжатии Кб.с при расчете по 1-й группе предельных состояний принимаются равными для тяжелых бетонов и бетонов на пористых заполнителях Кб.с=1,20, а для ячеистых автоклавных цементных бетонов Кб.с=1,50.
Вернуться к списку
|
Распечатать
|
