Влияние изменчивости деформации бетона на обеспеченность несущей способности железобетонных конструкций

Деформации железобетонных конструкций при воздействии определенных нагрузок напрямую зависят от составляющих компонентов, а именно от свойств материалов из которых изготавливается бетон и вида напряженного состояния. Рассмотрим диаграмму сжатия бетона, которая имеет криволинейную форму, при этом кривизна будет увеличиваться с ростом напряжения. (рис. 1)

Рисунок 1. Диаграмма сжатия бетона

При увеличении прочности бетона будет уменьшатся деформация и кривизна диаграммы . Низкопрочные бетоны имеют даже нисходящую ветвь диаграммы сжатия. В этом случае сплошность материала нарушается и в нем происходит отслоение и появляются трещины. Арматура является связующим элементом отдельных частей бетона в конструкциях, поэтому для определенных случаев расчета необходимо учитывать нисходящую ветвь диаграммы сжатия.

Так же на величину деформаций и ее увеличение оказывают влияние скорость приложения нагрузки, габаритные размеры конструкции, температурно-влажностное состояние бетона и окружающей среды и другие факторы. Деформация бетона включает упругую, пластическуюи псевдопластическуючасти (рис. 1):

На их соотношение влияет состав бетона, применяемые материалы и другие факторы. При увеличении продолжительности нагрузки и водоцементного отношения, снижении прочности бетона, а также при использовании слабых заполнителей будет возрастать величина пластической и псевдопластической частей.

Деформативные свойства бетона характеризуются модулем деформации, чем выше его значение, тем менее деформативным будет являться материал.

На диаграмме сжатия бетона можно увидеть зависимость модуля деформации бетона от значений относительных напряжений  (рис. 2).

Рисунок 2. Изменение модуля деформации бетона при нагружении

На практике используют эмпирические зависимости модуля деформации от различных факторов. При расчете особое внимание уделяется зависимости модуля деформации, при которую рассчитывают по формуле:

,

где R– прочность бетона.

Однако значение модуля деформации при расчете может несколько отличаться от средних значений. В таблице 1 показаны значения модуля деформации при сжатии различных видов бетона, показывающие большое влияние на него технологических факторов.

Таблица 1.

Средние значение модуля деформации некотрых видов бетона (Мпа*10³).

Величина предельных деформаций имеет огромное значение при расчете конструкции, так как она показывает значения, при которых бетон начнет разрушаться. При проведении опытов было установлено, что предельная сжимаемость возрастает при увеличении прочности бетона, изменяясь в пределах от 0.0015 до 0,003.

Для того чтобы увеличить предельную сжимаемость бетона необходимо использовать более деформативные материалы при этом соблюдая надежное сцепление между ними.

Величина предельной растяжимости бетона колеблется в пределах от 0,0001 до 0,0015, что в 15-20 раз меньше предельной сжимаемости.

Для достижения наибольшей предельной растяжимости необходимо добавление в состав бетонной смеси пластифицирующих добавок, использовании белитовых цементов, уменьшении крупности заполнителей.