Деформативные характеристики бетона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Иркутский государственный технический университет

Деформативные характеристики бетона

УДК 691.328

Григоренко Ксения Сергеевна студентка 5 курса ИАиС, e-mail: xenrus@mail.ru

664074, Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Аннотации

Проанализированы диаграммы сжатия бетона по Охарактеризована модель деформирования бетона по существующим нормам. Приведены результаты механических испытаний сжатия бетона на машине «Instron® 5989». Полученные данные были сопоставлены с данными, прописанными в . Были приняты полные диаграммы деформирования бетона, включая начальный участок и нисходящую ветвь

Ил. 3. Библиогр. 3 назв.

Ключевые слова: бетон; деформационная модель; «Instron® 5989; анализ прочности.

NONRIGID CHARACTERISTICS OF CONCRETE

Grigorenko Kseniya, a fifth-year student of Architecture and Construction Institute, ,e-mail: xenrus@mail.ru.

Irkutsk State Technical University

83 Lermontov Str., Irkutsk 664074

The author analyses the charts of concrete compression according to SP 52.101.2003; describes the model of concrete deformation under existing regulations; presents the results of mechanical tests of concrete compression using the machine «Instron ® 5989." The data obtained were compared with those prescribed in code specification 52.101.2003. The complete diagrams of concrete compression were obtained including the initial portion and descending branch.

Illustrations: 3 figs. Sources: 3 refs.

Keywords: concrete; deformation model; «Instron ® 5989»; strength analysis.

Обзор и анализ экспериментально-теоретических исследований в области морозостойкости железобетонных конструкций показывает, что для оценки получаемых в испытаниях опытных данных, используются отдельные характеристики конструктивных свойств бетона . Их изменения при температурно-влажностных воздействиях являются факторами, определяющими прочность, жесткость и деформативность конструкции. При этом не учитывается то обстоятельство, что реализация прочностных и деформативных свойств бетонов зависит от конструктивных решений железобетонного элемента (высоты, ширины и процента армирования) и условий его деформирования (свободного, стесненного или ограниченного).

Для установления всех параметров деформирования бетонов и их изменений, вызванных структурными модификациями в условиях внешних воздействий (в том числе температурно-влажностных), необходимо провести экспериментальные исследования, позволяющие получить полные диаграммы деформирования бетона, включая начальный участок и нисходящую ветвь.

Поэтому, основная задача экспериментальных исследований состояла в выборе методики, позволявшей произвести анализ прочности и деформативности бетонов по реальным диаграммам состояния сжатого бетона.

Нормами рекомендовано при расчете прочностных и деформационных характеристик железобетонных элементов использовать двухлинейную и трехлинейную диаграммы состояния бетона (рис. 1).

Рис. 1. Диаграммы состояния сжатого бетона: а - двухлинейная модель; б - трехлинейная модель

При трехлинейной диаграмме (см. рис. 1, б) сжимающие напряжения бетона в зависимости от относительных деформаций укорочения бетона определяют по формулам:

при

при

при.

Значения напряжений принимают как

,

а значения относительных деформаций :

,

Значение относительных деформаций принимают:

-при непродолжительном действии нагрузки

-при продолжительном действии нагрузки - по таблице [№5.6 СП 52.101.2003] в зависимости от характера нагружения и относительной влажности воздуха окружающей среды.

Исходя из технических возможностей научно исследовательской лаборатории «Испытание строительных материалов и конструкций» (НИЛ) Иркутского государственного технического университета были выполнены механические испытания опытных образцов (призм), размер последних был принят 150150400 мм. Все они (80 штук) изготавливались из тяжелого бетона класса В25, твердели при нормальных температурно-влажностных условиях 28 суток.

В результате анализа теоретических диаграмм, вопрос сводится к определению деформативных и прочностных характеристик реальной диаграммы состояния сжатого бетона, которая лучше описывала работу бетона при сжатии.

Испытания проводились на машине «Instron® 5989», позволявшей осуществлять нагружение в диапазоне скоростей от 0,00005 до 1016 мм/мин с точностью +/- 0.5% от чтения до 1/500 способности датчика нагрузки. Испытания осуществлялись с постоянной скоростью деформирования (0,05мм/с) с целью получения диаграмм с ниспадающей ветвью. Считается, что такие диаграммы больше всего подходят к описанию реального деформирования «волокон» бетона в конструкциях. Кроме графических зависимостей у - для каждого образца получали табличную запись усилий, перемещений и времени испытаний для дальнейшего численного моделирования. Призмы были предварительно отжаты до 30кН. В ходе испытаний была получена диаграмма состояния сжатого бетона (рис. 2).

Рис. 2. Реальная диаграмма состояния сжатого бетона

Исходя из задач настоящего исследования, общая деформационная модель бетона рассматривается в виде (рис. 3).

Рис. 3. Общая деформационная модель бетона

,

где- участок начального уплотнения структуры бетона, характеризующийся вогнутостью кривой -;

- участок преимущественно упругого деформирования до момента достижения максимума нагружения;

- ниспадающая ветвь диаграммы сжатия - зона ускоренного псевдопластического деформирования.

Принципиальной особенностью полученных экспериментальных кривых является наличие вогнутого участка кривых сжатия , (названного О.Я. Бергом «зоной первоначального уплотнения структуры» или Н.И. Карпенко - «зубом»). бетон прочностный механический

Анализ полученных диаграмм показал, что реальные деформации бетона отличаются от теоретических на 70 % (а по диаграммам сжатия бетона, полученным в результате испытаний ).

Можно предположить, что так называемый «зуб» не учитывается в диаграммах сжатия бетона существующими нормами. Этот вопрос нуждается в тщательной проработке, т.к. по полученным данным увеличение деформаций происходит именно за счет этого «зуба». Пока не понятно, что влияет на характер диаграмм (начальный участок) - изменение структуры бетона при сжатии или это результат неполного отжатия призм? На этот вопрос предстоит ответить при более точном испытании с экстензометром.

Библиографический список

1. Берг О.Я. Физические основы теории прочности бетона и железобетона. М. : Госстройиздат, 1961. - 96 с.

2. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. - М. : Стройиздат, 1996. - 226 с.

3. СП 52.101.2003. Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. - М., 2004.

Размещено на Allbest.ru