ЛЕКЦИЯ 4 Физико-механические свойства железобетона Сцепление

ЛЕКЦИЯ № 4 Физико-механические свойства железобетона

Сцепление арматуры периодического профиля с бетоном

Распределение напряжений сцепления арматуры с бетоном Среднее напряжения сцепления арматуры с бетоном: m = N / (lan u) где N – усилие в арматурном стержне; lan – длина анкеровки (заделки) стержня; u – периметр сечения стержня.

Размещение арматуры в поперечном сечении балок: с1 – защитный слой бетона для продольной арматуры; – с2 – то же, для поперечной. –

Способы анкеровки ненапрягаемой арматуры выступами арматуры периодического профиля загибами в виде крюков и петель арматуры гладкого профиля стержнями поперечного направления в сетках и каркасах специальными анкерами на концах стержней

К определению длины зоны анкеровки ненапрягаемой растянутой и сжатой арматуры периодического профиля 1) Для арматуры классов А-II, A-III согласно СНи. П 2. 03. 01 -84*: где an, lan, min – согласно табл. 37 СНи. П 2. 03. 01 -84*; Rs – расчетное сопротивление арматуры; Rb – расчетное сопротивление бетона осевому сжатию; d – диаметр стержня;

К определению длины зоны анкеровки ненапрягаемой растянутой и сжатой арматуры периодического профиля 2) Для арматуры классов А-300, А-400, А-500 согласно ДСТУ 3760 -98: 1, 2 – согласно табл. 9*; где b – сжимающие напряжения в бетоне, действующие перпендикулярно анкерному стержню и определяемые как для упругого материала, МПа; lb – базисная длина анкеровки; As, reg – площадь арматуры, требуемая по расчету прочности; As, prov – фактически установленная площадь арматуры; lan, min – по формулам (8)*, (9)* * Рекомендации по применению арматурного проката по ДСТУ 3760 -98 при проектировании и изготовлении железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры. – К. : Госстрой Украины, 2002.

К определению длины зоны анкеровки ненапрягаемой растянутой и сжатой арматуры периодического профиля (продолжение) профиля где 4 – согласно табл. 12*; 5 – по формулам (5)*, (6)*; Rbb – расчетные касательные напряжения сцепления арматуры с бетоном, определяемые по табл. 13*; - при анкеровке растянутой арматуры в растянутом бетоне: lan, min max{0. 3 lb; 15 d; 100 мм} (8) - при анкеровке сжатой или растянутой арматуры в сжатом бетоне: lan, min max{0. 6 lb; 15 d; 100 мм} (9) * Рекомендации по применению арматурного проката по ДСТУ 3760 -98 при проектировании и изготовлении железобетонных конструкций без предварительного напряжения арматуры. – К. : Госстрой Украины, 2002.

Анкеровка арматуры периодического профиля на свободной опоре балки

К определению длины зоны анкеровки напрягаемой арматуры где p, p – коэффициенты согласно СНи. П 2. 03. 01 -84*; sp – предварительное напряжение в арматуре с учетом потерь; Rbр – передаточная прочность бетона (кубиковая прочность бетона к моменту обжатия); d – диаметр стержня.

Анкеровка напрягаемой арматуры а) б) в) г) д) а – цанговый захват для канатов и стержней; б – коротыши и шайбы, приваренные к стержням; в – гайка на нарезке накатом конца стержня; г – высаженная головка правильной формы; д – высаженная головка неправильной формы.

Усадка железобетона а) б) Схема деформирования армированного элемента от усадки железобетона: а, б – симметричное и несимметричное армирование; 1 – поперечная арматура; 2 – продольная (рабочая) арматура; 3 – эпюра напряжений сжатия b и растяжения bt в бетоне. sh – усадка железобетонного образца; sh, b – деформации свободной усадки бетонного образца; bt – деформации растяжения бетона в железобетонном образце от усадки бетона.

Усадка бетона и железобетона Усадка Кривые усадки и набухания бетонных неармированных (1) и армированных (2) образцов: а – набухание в воде; б – усадка на воздухе.

Ползучесть железобетона а) б) Деформации и напряженное состояние в конструкциях, вызываемые ползучестью бетона а – в железобетонной колонне; б – график перераспределения напряжений в бетоне и арматуре. 1 – напряжения в арматуре; 2 – напряжения в бетоне. el – деформации укорочения конструкции в момент приложения нагрузки F; t – деформации укорочения конструкции, вызванные ползучестью.

Коррозия бетона и железобетона Коррозия бетона может быть трех видов: 1) растворение составных частей цементного камня (гидрат окиси кальция Ca(OH)2 легко растворим в воде и постепенно вымывается); 2) коррозия бетона при взаимодействии цементного камня с водными растворами кислот; Ca(OH)2+CO 2=Ca. CO 3+H 2 O – увеличение в объеме; Ca. CO 3+H 2 O+CO 2=Ca(HCO 3)2 – бикарбонат кальция агрессивен для бетона и легко растворим в воде; Ca(OH)2+2 HCl=Ca. Cl 2+2 H 2 O – соляная кислота – одна из наиболее агрессивных, соли которой легкорастворимы в воде; 3) коррозия бетона вследствие образования и кристаллизации в порах труднорастворимых веществ (т. н. биокоррозия); При коррозии бетона обычно одновременно протекает несколько видов разрушений

Коррозия бетона и железобетона а) б) Коррозия железобетона: а – вымывание цементного камня и коррозия арматуры; б – карбонизация бетона со следами высолов на поверхности конструкций.

Коррозия железобетона 1) Вследствие коррозии бетона от воздействия фильтрующей воды (вымывание цементного камня):

Коррозия железобетона 2) Вследствие воздействия на бетон кислот и солей:

Коррозия железобетона 3) Вследствие коррозии арматуры:

Защита арматуры и бетона от коррозии Методы защиты бетона от коррозии: защита поверхности бетона обмазочными и оклеечными материалами; применение плотных бетонов; применение кислотостойких бетонов. Основные способы защиты арматуры в бетоне от коррозии: Назначение правильной толщины защитного слоя бетона; облагородить окружающую металл среду; дополнительная защита арматуры в бетоне от коррозии (пропитка бетонной поверхности специальными составами, пленки и т. п. ); улучшить характеристики самого металла.