ЛЕКЦИЯ № 1 Сущность железобетона. Сущность предварительно напряженного железобетона. Физико-механические свойства бетона: структура бетона, усадка бетона.
Сопоставление поведения под нагрузкой бетонной (а) и железобетонной (б) балок: а) б) N>>F в 10 15 раз Rb>>Rbt в 10 15 раз b≤Rb, u Rs∙As F предельная нагрузка (несущая способность), которую воспримет бетонная балка; N то же, для железобетонной балки.
Достоинства и недостатки железобетона: Основные физико-механические факторы, обеспечивающие совместную работу бетона и стальной арматуры в железобетоне: - значительное сцепление между поверхностью стальной арматуры и бетоном при твердении; - близкие значения коэффициентов линейного расширения бетона ( b = 1 105 1, 5 10 -5 град С-1) и стали ( = 1, 2 10 -5 град С-1); st - защищенность стали от коррозии и непосредственного действия огня. Достоинства железобетона: - долговечность; - хорошая сопротивляемость статическим и динамическим нагрузкам, а также атмосферным воздействиям; весьма высокая сейсмостойкость; - огнестойкость; - низкие эксплуатационные расходы по содержанию сооружений и уходу за конструкциями; - относительная дешевизна и хорошие эксплуатационные качества. Недостатки железобетона: - относительно большой собственный вес; - сравнительно высокая тепло- и звукопроводность, требующая в некоторых случаях устройства специальной изоляции; - возможность появления трещин до приложения эксплуатационной нагрузки; - трудности усиления существующих железобетонных конструкций при реконструкции зданий, когда увеличиваются нагрузки на них.
а) Сущность предварительно напряженного железобетона bt≤Rbt, u sp Asp b≤Rb, u б) b≤Rb, u sp Asp bt≤Rbt, u а – конструкция в стадии обжатия бетона напрягаемой арматурой; б – в стадии эксплуатации (N – внешняя нагрузка на конструкцию; Р – усилие предварительного обжатия в арматуре).
Схема создания предварительного напряжения арматуры в железобетонных конструкциях: Натяжение арматуры на упоры
Схема создания предварительного напряжения арматуры в железобетонных конструкциях: Натяжение арматуры на бетон
Схема создания самонапряженной железобетонной конструкции 1) Арматура свободно (без натяжения) уложена в форму (опалубку) и конструкция забетонирована с использованием бетона на напрягающем цементе. 2) В процессе твердения бетона конструкция стремится увеличиться в объеме (состояние объема конструкции при возможности свободного его увеличения показано пунктиром). Здесь: + V приращение объема при твердении бетона. 3) Величина создаваемых в бетоне напряжения bp зависит от количества арматуры: чем больше арматуры, тем больше напряжения bp. Здесь: 1. bp - эпюра напряжения в бетоне от обжатия напрягаемой арматурой. 2. Пунктиром показано конструкцию до натяжения арматуры и выгиба. пунктиром показана конструкция до спуска арматуры с упоров; fо. в обратный выгиб конструкции под действием предва ри тельного обжатия напрягаемой арматурой. bt bp
Предварительно напряженная плита покрытия шириной 3 м
Подкрановая балка
Классификация бетонов по признакам 1. По структуре бетона: - плотная (все пространство между зернами заполнителями заполнено вяжущим); - крупнопористая (беспесчаные или малоячеистые бетоны); - поризованные (с искусственной или естественной пористостью заполнителя и цементного камня); - ячеистые (с искусственными порами). 2. По средней плотности: - особо тяжелые (ρ ≥ 2500 кг/м 3); - тяжелые (2200 ≤ ρ < 2500 кг/м 3); - мелкозернистые (1800 ≤ ρ < 2200 кг/м 3); - легкие (800 ≤ ρ < 1800 кг/м 3). 3. По зерновому составу: - крупнозернистые (содержащие зерна крупного и мелкого заполнителя); - мелкозернистые (содержащие зерна только мелкого заполнителя). 4. По виду заполнителя: - на плотных заполнителях; - на пористых заполнителях; - на специальных заполнителях. 5. По способу твердения: - естественного твердения; - искусственного (термовлажностная обработка при атмосферном давлении); - автоклавного (автоклавная обработка при высоком давлении).
Структура бетона: 1 – цементный камень; 2 – крупный заполнитель; 3 – мелкий заполнитель; 4 – поры.
Структура бетона а) б) Схема напряженного состояния бетонного образца при сжатии: а) концентрация напряжений у микропор и полостей; б) трещины разрыва бетона в поперечном направлении при осевом сжатии.
Усадка бетона Усадка Под усадкой бетона понимают его способность уменьшаться в объеме при твердении в обычной воздушной среде. Кривые усадки и набухания бетонных неармированных (1) и армированных (2) образцов: а – набухание в воде; б – усадка на воздухе.
Усадка бетона Усадка 1 – фрагмент бетонной балки; 2, 3 – продольные и поперечные усадочные трещины; 4 – наружный (высохший) слой; 5 – внутренний слой; 6 – растягивающие напряжения.
Скачать презентацию ЛЕКЦИЯ 1 Сущность железобетона Сущность предварительно напряженного
lecture 1.pptx