Железобетонные и каменные конструкции Лектор – доцент

Железобетонные и каменные конструкции Лектор – доцент кафедры Строительных конструкций, к. т. н. Козлов Александр Вячеславович

Введение Л Сущность железобетона е Бетон – искусственный камень, у которого прочность на сжатие в порядок (примерно раз в 10) превосходит прочность на растяжение. Поэтому он мало пригоден для конструкций, подверженных растяжению или изгибу – он к разрушится от разрыва растянутой зоны при очень небольших нагрузках, задолго до исчерпания прочности сжатой зоны. ц и я 1

Введение Л Сущность железобетона Если в растянутую зону ввести стальную арматуру (стержни, канаты и т. п. ) и е обеспечить ее надежное сцепление с бетоном, то после образования трещин она возьмет на себя все растягивающие усилия, оставив бетону только сжимающие. А прочность арматуры на растяжение в сотни раз выше чем у бетона. к ц и Бетон – материал более долговечный, чем арматурная сталь, он (бетон) менее подвержен я коррозии. Кроме того, по сравнению со сталью, бетон обладает более высокой огнестойкостью, т. е. дольше сохраняет несущую способность при действии высокой температуры, что особенно 1 важно для эвакуации при пожаре. Поэтому арматура, уложенная внутрь бетонного тела, хорошо защищена слоем бетона от коррозии и высокой температуры. У бетона и арматуры практически одинаковые коэффициенты температурного расширения.

Введение Л Сущность железобетона Железобетон – это композиционный материал, представляющий собой е рациональное сочетание бетона и стальной арматуры. Единственным и достаточным условием существования железобетона как материала к является совместность работы бетона и арматуры. Совместность работы бетона и арматуры обеспечивается: 1. Сцеплением арматуры с бетоном. ц 2. Анкеровкой арматуры в бетоне. Сцепление арматуры с бетоном достигается с помощью: 1. Механического зацепления. и 2. Склеивания (адгезии, прилипания). 3. Трения. Так как для гладкой арматуры фактор зацепления практически отсутствует или я крайне мал, то основным условием непродергивания арматуры в бетоне является трение и склеивание. 1 Учитывая незначительность трения и склеивания арматуре придают периодический профиль.

Физико–механические свойства бетона Л Прочностные характеристики бетона Кубиковая прочность бетона на сжатие R. е Для определения прочности бетона на сжатие принят стандартный куб со стороной 150 мм (его прочность к соответствует 1). Если из того же бетона изготовить куб со стороной 200 мм, то он ц покажет прочность 0, 93. А со стороной 100 мм – прочность 1, 1. Существует специальная таблица переводных и коэффициентов результатов испытаний нестандартных образцов в результаты стандартных. я 1

Физико–механические свойства бетона Л Прочностные характеристики бетона Кубиковая прочность бетона на сжатие R. е При осевом сжатии кубы разрушаются в поперечном направлении. Наклон трещин разрыва обусловлен силами к трения между подушками пресса и гранями куба. Направленные внутрь, они ц препятствуют свободным поперечным деформациям куба и создают эффект обоймы. Удерживающее влияние сил трения и по мере удаления от торцевых граней куба уменьшается, поэтому после разрушения куб принимает вид двух усеченных пирамид, я сложенных малыми основаниями. Если влияние сил трения устранить путем 1 смазки контактных поверхностей, поперечные деформации проявляются свободно, трещины разрыва становятся вертикальными, параллельными действию

Физико–механические свойства бетона Л Прочностные характеристики бетона Призменная прочность бетона на сжатие Rb. е Наиболее точно соответствует реальной прочности бетона в конструкциях, ее определяют испытанием стандартных призм размерами 150 х600 мм. к Этот размер выбран, поскольку с увеличением отношения h/a>4 влияние сил трения на торцах ц уменьшается, в то же время влияние гибкости при этом не сказывается до h/a=8. и Но изготовление призмы требует вчетверо больше бетона, чем изготовление куба, а их испытание – довольно трудоемкое дело и требующее я дополнительных приборов. Поэтому в строительной практике призмы заменены кубами размерами 150 х150 мм, хотя 1 их прочность R примерно на 35 % выше, чем Rb. Это, главным образом, вызвано влиянием сил трения между плитами пресса и опорными гранями

Физико–механические свойства бетона Л Прочностные характеристики бетона е к ц и я 1

Физико–механические свойства бетона Л Прочностные характеристики бетона Прочность бетона на срез Rsh. е В чистом виде срез – это разделение образца на части по сечению, параллельно которому приложена к перерезывающая сила. При этом значительное сопротивление срезу оказывают зерна крупных заполнителей, работающие, как шпонки, в ц плоскости среза. и я 1

Бетон Л Классы и марки бетона по прочности на сжатие е Марка М – это средняя кубиковая прочность бетона Rm в (кг/см 2). Например, марка бетона М 200 означает, что кубы, сделанные из этого бетона, при испытании на прессе должны выдержать в среднем 200 (кг/см 2). к Этот, довольно простой способ определения прочности не учитывает важного показателя – разброса результатов испытаний. ц и я Получается, что бетон с однородными показателями приравнивается к неоднородному бетону, если их средняя прочность одинакова. 1 Этот подход привел к тому, что конструкции, выполненные из бетона одной и той же марки, могут иметь разную надежность.

Бетон Л Классы и марки бетона по прочности на сжатие е Учет однородности материала, заложенный в современных Нормах, обеспечивается тем, что в качестве основной характеристики принята не марка бетона, а его класс, который представляет собой прочность стандартных кубов, к полученную с обеспеченностью 0, 95. Установить класс бетона по результатам испытаний кубов помогает теория вероятностей. ц Классом бетона по прочности на осевое сжатие В (МПа) и называется временное сопротивление сжатию бетонных кубов с размерами ребра 15 см, испытанных через 28 я суток хранения при температуре 200 С по ГОСТу с учетом статистической изменчивости прочности. 1

Бетон Л Классы и марки бетона по прочности на сжатие е Как и любой другой материал, бетон обладает неоднородной прочностью – от Rmin до Rmax. Считается, что распределение контрольных результатов испытаний при к достаточном количестве образцов подчиняется закону нормального распределения. ц и я 1

Бетон Л Классы и марки бетона по прочности на сжатие е к ц и я 1

Бетон Л Классы и марки бетона по прочности на сжатие е На оси абсцисс кривой распределения наименьшее контролируемое значение прочности для заданного класса – временное сопротивление В – расположено на расстоянии λσ влево от значения Rm. к ц и я 1

Бетон Л Классы и марки бетона по прочности на сжатие е То есть В=Rm-λσ или В=Rm(1 -λVm). В теории вероятностей при обеспеченности 0, 95 коэффициент λ=1. 64. Таким образом: B=Rm(1 -1. 64 x 0. 135)=0. 78 Rm к ц и я 1

Бетон Л Классы и марки бетона е В зависимости от назначения железобетонных конструкций и условий их эксплуатации, назначают следующие основные показатели качества бетона: к - Класс прочности на осевое сжатие В – в проекте указывают всегда как основную характеристику (B 3. 5…B 60); - Класс по прочности на осевое растяжение Вt – назначают при необходимости ц и при условии контроля на производстве (Вt 0. 8… Вt 3. 2); - Марка по морозостойкости F (F 50…F 500) – характеризуется количеством циклов замораживания и оттаивания в насыщенном водой состоянии без и потери прочности более 15%; - Марка по водонепроницаемости W (W 2…W 12) – характеризует предельное я давление воды в кг/см 2, при котором еще не наблюдается ее просачивание через испытываемый образец. - Марка по средней плотности D (D 800…D 2400) – характеризует среднюю 2 плотность (кг/см 3);

Бетон Л Физико – механические свойства е Структура бетона В результате взаимодействия цемента и воды в бетонной смеси происходит химическая реакция гидратации цемента, т. е. процесс образования химических к соединений минералов цемента с водой. Большая часть этих химических соединений представляет собой студнеобразную масс –гель. Некоторые же соединения термовлажностного режима происходит В условиях имеют кристаллическую структуру. ц твердение цементного теста: кристаллы пронизывают массу геля и срастаются между собой, а гель, приобретая более и густую консистенцию, постепенно твердеет с уменьшением своего объема. При перемешивании бетонной смеси цементное тесто я обволакивает зерна заполнителей и в результате твердения зерна заполнителей оказываются скрепленными в единый монолит. 2 Затвердевшее цементное тесто называют цементным камнем.

Бетон Л Физико – механические свойства е Количество воды, применяемое для приготовления бетонной смеси, в основном определяется требованиями удобоукладываемости. Из этого количества воды только малая часть - примерно 20% от веса цемента - вступает в химическое к соединение с цементом, а остальная часть является избыточной. Избыточная вода разбавляет гель и частично, вместе с воздухом, заполняет микропоры (капилляры) твердеющего бетона, постепенно испаряясь. ц Таким образом, по структуре бетон представляет собой грубо неоднородное тело, в котором бессистемно расположены и зерна заполнителя различной крупности и формы, скрепленные цементным камнем, и которое содержит поры и пустоты, заполненные водой и воздухом. Такая структура я бетона определяет его особые физико – механические свойства. Происходящие в процессе твердения бетона физико – химические явления (кристаллизация, уменьшение объема геля, испарение избыточной воды и др. ) 2 приводят к изменению свойств бетона с течением времени.

Бетон Л Физико – механические свойства е Усадка бетона При твердении на воздухе бетон уменьшается в объеме (усадка), а при твердении в воде – несколько увеличивается (набухание). По данным опытов к величина усадки в 2 -3 раза больше величины набухания. Усадка вызвана рядом причин. Основными из них являются уменьшение объема твердеющего геля и капиллярные движения и испарения воды в микропорах. ц Усадка бывает двух видов. Химическая усадка – связана с взаимодействием цемента и воды. Примерно и оценивается в 5%–от общейсусадки, когда конструкция находится в воздушной Основная усадка связана потерей влаги из среде. капилляров. Поверхностные слои, которые быстрее высыхают, испытывают растяжение, а я внутренние – сжатие. Это вызывает появление усадочных трещин в поверхностных слоях, а во внутренних слоях – сжимающих 2 напряжений.

Бетон Л Физико – механические свойства е Усадка бетона Также свободным деформациям усадки цементного камня по всему объему конструкции препятствуют заполнители, что приводит к возникновению к дополнительных внутренних начальных напряжений. Начальные напряжения, возникающие под ц влиянием усадки, непосредственно не фигурируют в расчете и прочности конструкций. Их учитывают расчетными я коэффициентам к Уменьшить начальные усадочные напряжения в бетоне можно характеристикам прочности. конструктивными мерами – армированием элементов и устройством усадочных 2 швов в конструкциях, а также технологическими мерами – подбором состава, увлажнением поверхности бетона и т. д.

Бетон Деформативные свойства Л Упруго-пластические свойства. е Бетон – материал упруго-пластический, вследствие чего закон Гука для него При действии внешней нагрузки деформации бетона состоят из неприменим. двух частей: упругой (εel) – обратимой и пластической (εpl) – к необратимой. ц и я εbu – предельная сжимаемость бетона (2%% или 2 0. 002); εb. max – максимальная сжимаемость на Rb – временное сопротивление бетона сжатию. ветви диаграммы; нисходящей εbtu – предельная растяжимость бетона; Rbt – временное сопротивление бетона

Бетон Деформативные свойства Л е к ц и я 3

Бетон Деформативные свойства Л Деформативность бетона также зависит от скорости его нагружения v: при е мгновенном загружении (например, ударе) пластические деформации ничтожно малы, при кратковременном – весьма заметны, при длительном – очень велики (в несколько раз больше чем упругие). Прочность же при длительном нагружении, к наоборот, уменьшается, что в расчетах учитывается коэффициентом условий работы γb 2. ц и я Пластические свойства бетона вызывают такое явление, как ползучесть: рост во времени деформаций (εп) при постоянном напряжении (σb). Чем выше 3 напряжения (σb) или чем ниже прочность бетона (Rb), тем больше деформации ползучести (εп). Наиболее интенсивно деформации ползучести (εп) проявляются в первое время после приложения нагрузки, затем они постепенно затухают в

Арматура Общие сведения Л Стальная арматура - это гибкие или жёсткие стержни из стали, в основном соединенные между собой различными способами, размещённые в массе бетона в е соответствии с эпюрами изгибающих моментов, поперечных и продольных сил, от нагрузок, действующих на конструкцию. Арматуру в железобетонных конструкциях устанавливают преимущественно для к восприятия растягивающих усилий (As), и, реже, для усиления бетона сжатых зон конструкций (As’). ц Арматура, площадь сечения (Аs или As’) которой определяют расчётом на действие нагрузок и воздействий, называется рабочей. По характеру воспринимаемых усилий (от изгибающего момента или от и перерезывающей силы) и, как следствие, пространственной ориентации, арматура может быть продольной и поперечной. Арматура, устанавливаемая по конструктивным и технологическим я соображениям (без расчета), называется монтажной (конструктивной). Она обеспечивает проектное положение рабочей арматуры в конструкции, более 3 равномерно распределяет усилия между отдельными ее стержнями, а также может воспринимать обычно не учитываемые расчетом от усадки бетона, температурных колебаний и т. п. Рабочую и монтажную арматуру объединяют в арматурные изделия – сварные и

Арматура Общие сведения Л е Устройство продольной рабочей арматуры для восприятия усилий от изгибающего момента к ц и я 3

Арматура Общие сведения Л Устройство продольной и поперечной рабочей арматуры для восприятия усилий е от изгибающего момента и перерезывающей силы к ц и я 3

Арматура Общие сведения Л Арматуру классифицируют по четырем основным признакам. е По технологии изготовления различают стержневую и проволочную арматуру. По способу последующего упрочнения горячекатанная арматура может быть термически упрочненной (подвергнутой термической обработке) или к упрочненной в холодном состоянии вытяжкой (волочением). По форме поверхности арматура бывает гладкой и периодического профиля. Профиль значительно улучшает сцепление с бетоном. ц По способу применения при армировании железобетонных элементов различают напрягаемую (подвергаемую предварительному натяжению) и ненапрягаемую и арматуру. я 3

Арматура Механические свойства арматурных сталей Л Характеристики прочности и деформаций арматурных сталей устанавливают по е диаграмме σ s – ε s , получаемой из испытаний образцов на растяжение. В зависимости от характера диаграммы, различают ” мягкие ” и ” твердые ” арматурные стали. ” Мягкая ” арматура ( А 240, А 300, А 400 ) на диаграмме к растяжения имеет три главных участка : упругие деформации (действует закон Гука) от 0 до σ pl ; площадку текучести при напряжениях σ pl (предел текучести) и ц упруго-пластические деформации (криволинейный Т екучесть расчетах учитывают 1 и 2 участки. участок). В стали в той или и иной степени учитывается расчетах. Третий участок в расчетах не я участвует – деформации там настолько велики, что в реальных условиях 3 соответствуют разрушению конструкции.

Арматура Механические свойства арматурных сталей Л ”Твердая” или высокопрочная арматура (классов А 500, А 600 и выше, В-II, Вр-II, К е -7, К-19) не имеет физического предела текучести, она упруго деформируется до предела пропорциональности, а затем диаграмма постепенно искривляется. В качестве границы безопасной работы принят условный к предел текучести σ 0. 2 , при котором остаточные, т. е. пластические удлинения составляют 0, 2%. У высокопрочных сталей прочность выше, чем у ” мягких ” , но зато меньше ц удлинение при разрыве δ , т. е. у них хуже пластические При малых более хрупкие. свойства, они δ может произойти и хрупкое (внезапное) обрушение конструкции даже при небольших перегрузках : арматура разорвется, я когда прогибы малы, а раскрытие трещин незначительно – т. е. когда конструкция не ”подает сигналов” 3 предупреждающих опасном арматура об своем Поэтому состоянии. любого класса должна иметь величину равномерного относительного удлинения при разрыве δ, как правило, не менее 2%.

Арматура Механические свойства арматурных сталей Л В обычных конструкциях (без предварительного напряжения) применение сталей с е R s >400 МПа (4000 кг / см 2 ) нецелесообразно, поскольку если напряжения в ней (стали) достигнут больших значений, то начнется раздробление сжатой зоны бетона вследствие превышения его (бетона) предельной сжимаемости ε bu = к 0. 2%=0. 002. Гука; σ=E∙ε – закон ε s = ε b – деформации бетона примерно соответствуют ц деформациям арматуры; и я Es=2 100 000 кг/см 2 εbu = 0. 2%=0. 002. σ=2 100 000 (кг / см 2 )∙ 0. 002=4200 3 (кг/см 2) В обычных (не предварительно напряженных) нормально армированных конструкциях разрушение происходит при одновременном достижении предельных значений прочности как в бетоне, так и в арматуре.

Арматура Механические свойства арматурных сталей Л Арматура класса А 240 имеет самые высокие пластические свойства. Именно е поэтому монтажные петли практически всегда делают из арматуры данного класса, позволяющей загибать стержни с малыми радиусами кривизны. Если аналогичные петли изготавливать из высокопрочной стали, то в них к образуются трещины, которые приведут к излому петель, если не в процессе изготовления, то в процессе подъема самой конструкции, что более опасно. ц и я 3

Железобетон Сцепление арматуры с бетоном Л е к ц и я 3

Железобетон Сцепление арматуры с бетоном Л Сцепление характеризуется длиной зоны е анкеровки l an , т. е. такой длиной заделки арматуры в бетоне, которая обеспечивает полное к использование прочности стали. Т. е. если стержень заделан на величину l x >l an , то выдернуть его из бетона невозможно, он разорвется или ц потечет в другом месте при усилии N s =R s ∙A s ; если на величину l x

Железобетон Сцепление арматуры с бетоном Л Зависимость lan от диаметра арматуры. При увеличении диаметра вдвое площадь сечения увеличивается вчетверо. е Вчетверо (при той же прочности) увеличивается и усилие в стержне. Чтобы удержать этот стержень в бетоне от выдергивания, нужно вчетверо больше сил к сцепления, в то время как периметр, а значит площадь контакта арматуры с бетоном возросли только вдвое. Следовательно, нужно еще вдвое увеличить площадь контакта, т. е. вдвое увеличить длину анкеровки. ц Зависимость lan от сопротивления арматуры Rs. С увеличением R s растет и выдергивающее усилие N s =R s ∙A s. Для удержани и арматуры требуется увеличить сумму сил T сц , а это возможно (при прочих равных условиях) только увеличив длину анкеровки арматуры в бетоне. Поэтому, чем выше Rs, тем больше требуемая величина lan. я Зависимость lan от прочности бетона Rb. 3 Чем выше прочность бетона ( R b ) тем выше его адгезия (силы склеивания) с металлом. Чем выше прочность бетона, тем лучше его выступы сопротивляются силам зацепления выступов арматуры. Поэтому чем выше Rb тем меньше величина lan.

Железобетон Сцепление арматуры с бетоном Л Если арматуру невозможно заделать на величину lan, то ее необходимо заанкерить е дополнительно. Например концы монтажных петель загибают в ”крюки”, концы рабочих стержней в узлах ферм загибают в ” лапы ” или привают к ним к ”коротыши”. ц и я 3

Железобетон Усадка железобетона Л В железобетонных конструкциях усадка протекает иначе, чем в бетонных, поскольку присутствует влияние арматуры. Усадка ж. б. меньше, чем бетона, так е как арматура препятствует его свободным деформациям. При этом от усадки в арматуре возникают сжимающие усилия, а в бетоне – растягивающие. к Под влиянием разности деформаций свободной усадки бетоны ε sl и ц стесненной усадки армированного элемента ε sl, s : ε bt = ε sl - ε sl, s возникают и средние напряжения растягивающие в бетоне : я σ bt = ε bt E bt. Следует отметить, что ε bt это условные псевдодеформаци, на самом 4 деле их нет. Они могли бы Однако фактическое отсутствие деформаций ε bt влечет появление напряжений в быть при бетоне и арматуре. арматуры. отсутствии

Железобетон Усадка железобетона Л Наибольшие значения этих напряжений находятся в зоне контакта с арматурой. Деформации ε sl, s являются для арматуры упругими, и в ней возникают е сжимающие напряжения εsl=εsl, s. Es. Уравнение равновесия внутренних усилий в ж. б. элементе в нашем случае имеет вид: σs. As=σbt. A где As – площадь сечения арматуры, A – площадь сечения элемента. к Отсюда σs= σbt(A/As)= σbtμ. Где μ =А /A s – коэффициент армирования (в большинстве случаев для нормально армированных конструкций μ ц примерно 3%). Усадка зависит от величины свободной усадки бетона (т. е. и класса бетона), процента армирования элемента и соотношения модулей упругости бетона и арматуры. С увеличением содержания арматуры растягивающие я напряжения в бетоне увеличиваются, и если они достигают предела прочности на растяжение R bt , образуются усадочные трещины. 4 Во избежание этого протяженные конструкции делят усадочными швами на блоки. Поскольку внутренним усилиям от усадки эквивалентны усилия от понижения 0

Железобетон Ползучесть железобетона Л После приложения нагрузки N бетон и арматура укорачиваются на величину, соответствующую относительной деформации ε sl, s ( благодаря сцеплению, они е работают совместно ). В бетоне устанавливается сжимающее усилие N b 1 , а в арматуре N sc 1. Затем, вследствие ползучести, деформации увеличиваются на величину ε pl. Поскольку арматура работает упруго, сжимающие напряжения в ней к с течением времени возрастают по закону Гука на величину Δσ sc =ε pl E s, а усилие – на величину ΔNsc=σsc. As , т. е. Nsc 2=Nsc 1+ΔNsc. Но если Nsc увеличивается, а внешняя ц сила N постоянна, то, в соответствии с условием равновесия (N=Nb 1+Nsc 1=Nb 2+Nsc 2 ), уменьшаются усилие и напряжения в бетоне. Происходит перераспределен и ие напряжений : бетон частично разгружается, а я арматура дополнительно 4 нагружается.

Железобетон Коррозия бетона и арматуры в железобетоне Л Коррозия бетона. е На основании опыта эксплуатации конструкций и экспериментальных исследований процессы, протекающие при коррозии бетона, разделены на 3 группы. В первую группу объединены все те процессы коррозии, которые возникают в к бетоне при действии мягких вод, когда составные части цементного камня растворяются и уносятся протекающей водой (особенно при фильтрации через бетон). ц Для повышения стойкости бетона к этой коррозии используют бетон повышенной плотности, естественную или искусственную карбонизацию поверхностного слоя и бетона, специальные цементы (в частности пуццолановые), гидроизоляцию поверхности бетона, облицовку или пропитку бетона. Ко второй группе относятся те процессы коррозии, которые развиваются в бетоне я при действии вод, содержащих химические вещества (кислые и магнезиальные соли), вступающие в реакцию с составляющими цементного камня. При этом продукты реакции либо легко растворяются и уносятся водой, либо в виде 4 аморфной массы, не обладающей вяжущими свойствами, остаются на месте реакции. Для защиты бетона от этой коррозии осуществляют выбор специального вяжущего

Железобетон Коррозия бетона и арматуры в железобетоне Л е В третью группу входят такие процессы коррозии, при развитии которых в порах и капиллярах бетона происходит накопление малорастворимых солей. При этом их кристаллизация вызывает возникновение значительных напряжений в стенках пор и к капилляров, что приводит к разрушению структурных связей бетона. Сюда же относятся процессы коррозии при действии сульфатов, когда разрушение бетона вызывается ростом кристаллов гидросульфоалюминатом кальция. ц Основные мероприятия по борьбе с этой коррозией сводятся к выбору цемента в зависимости от условий службы конструкции и степени агрессивности среды, и введение воздухововлекающих, пластифицирующих добавок, повышение плотности бетона различными способами, в том числе применением низких В/С. В естественных условиях наблюдается воздействие на бетон одновременно ряда я факторов, но, как правило, один из них является решающим. 4

Железобетон Коррозия бетона и арматуры в железобетоне Л Коррозия арматуры. В подавляющем большинстве случаев коррозия арматуры происходит при е содействии кислорода, входящего в состав воздуха и воды. Коррозия, продуктом которой является ржавчина, вызывается также химическими электрохимическими реакциями, в которых участвует кислород. Продукты или к ржавчины накапливаются на арматуре, давят на бетон, вызывают в нем появление трещин, а затем и отслоение защитного слоя. Коррозия всегда начинается с поверхности металлического изделия и постепенно распространяется вглубь. ц В железобетоне арматура покрыта тонкой эластичной пленкой затвердевшего цементного теста, которая защищает ее от доступа воздуха и воды. В зависимости от и вида конструкции толщина защитного слоя бетона колеблется от 10… 20 мм и более. Однако если в защитном слое образуются трещины, то создаются благоприятные условия для развития коррозии. Особенно подвержена коррозии арматура в бетоне я сооружений, находящихся в районах, загрязненных примесями окиси азота, сернистого газа и т. д. Эти газы растворяются в капельках влаги и, попадая на поверхность металла, сильно ускоряют процесс коррозии. Наиболее вредным 4 является сернистый газ. Растворяясь в воде, этот газ образует серную кислоту. Защитить арматуру от такой активной коррозии могут специальные антикоррозионные покрытия, а для предупреждения коррозии необходимо

железобетона Три стадии НДС железобетонных изгибаемых элементов Л Эксперименты с изгибаемыми железобетонными элементами показали, что при постепенном увеличении внешней нагрузки можно выделить три основные стадии е НДС. Стадия 1. Начальная нагрузка на элемент. Продолжается до появления трещин в бетоне растянутой зоны, когда напряжения в бетоне меньше временного сопротивления к растяжению и растягивающие усилия воспринимаются арматурой и бетоном совместно. нагрузках на При малых ц элемент напряжения в бетоне невелики, и арматуре деформации и носят в основном упругий характер. Зависимость я между напряжениями и деформациями – линейная, эпюры 4 нормальных напряжений в бетоне сжатой и растянутой зон сечения – треугольные.

железобетона Три стадии НДС железобетонных изгибаемых элементов Л Стадия 1 а. С увеличением нагрузки на элемент в бетоне растянутой зоны развиваются е неупругие деформации, эпюра напряжений становится криволинейной, напряжения приближаются к пределу прочности при растяжении. Этим характеризуется конец стадии 1. В расчетах для упрощения эпюру растянутого к бетона принимают прямоугольной. По этой стадии производят расчет на образование трещин. ц и я 4

железобетона Три стадии НДС железобетонных изгибаемых элементов Л Стадия 2. Начинается после появления трещин в бетоне растянутой зоны, когда е растягивающие усилия в местах, где образовались трещины, воспринимаются арматурой и участком бетона над трещиной, а на участках между трещинами – бетоном и арматурой совместно. С дальнейшим увеличением нагрузки на к элемент в бетоне сжатой зоны развиваются неупругие деформации, эпюра нормальных напряжений искривляется. Конец стадии 2 характеризуется началом ц заметных пластических деформаций в арматуре. Стадия 2 – стадия эксплуатации, по ней производят расчеты прогибов и ширины раскрытия трещин. и я 4

железобетона Три стадии НДС железобетонных изгибаемых элементов Л Стадия 3. Стадия разрушения. При дальнейшем увеличении нагрузки напряжения в е стержневой арматуре достигают своего предела текучести. Напряжения в бетоне сжатой зоны под влиянием нарастающего прогиба элемента и сокращения высоты сжатой зоны также достигают временного сопротивления сжатию. к Разрушение начинается с арматуры растянутой зоны и заканчивается раздроблением бетона сжатой зоны. Такое разрушение называется пластическим. ц В элементах с избыточным содержанием арматуры (переармированных) разрушение происходит по бетону сжатой зоны. Стадия 2 переходит в стадию 3 внезапно. Разрушение и переармированных элементов происходит я при неполном использовании растянутой арматуры и 4 называется хрупким.