Деформативность бетона

Содержание

Слайд 2

Объемные Силовые Виды деформаций 116

Объемные
Силовые

Виды деформаций

116

Слайд 3

Объемные деформации Температурные: αbt = 1×10 -5 0C для тяжелого, мелкозернистого

Объемные деформации

Температурные:
αbt = 1×10 -5 0C для тяжелого, мелкозернистого и бетона

на пористых заполнителях;
abt = 0,7×10 -5 0C для легких бетонов на мелких пористых заполнителях

116

Слайд 4

1 — фрагмент бетонной балки; 2, 3 — продольные и поперечные

1 — фрагмент бетонной балки; 2, 3 — продольные и поперечные

усадочные трещины; 4 — наружный (высохший) слой; 5 — внутренний слой; 6 — растягивающие напряжения

Усадочные:
εsl = 3,0 ×10-4 (тяжелые бетоны);
εsl = 4,5×10-4 (бетоны на пористых заполнителях)

Объемные деформации

116

Слайд 5

Влажностные деформации КРИВЫЕ УСАДКИ И НАБУХАНИЯ БЕТОННЫХ НЕАРМИРОВАННЫХ (1) И АРМИРОВАННЫХ

Влажностные деформации
КРИВЫЕ УСАДКИ И НАБУХАНИЯ БЕТОННЫХ НЕАРМИРОВАННЫХ (1)
И АРМИРОВАННЫХ (2)

ОБРАЗЦОВ

а — набухание в воде; б — усадка на воздухе

116

Слайд 6

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил. Силовые деформации 116

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил.

Силовые деформации

116

Слайд 7

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил. Силовым продольным деформациям соответствуют поперечные деформации. Силовые деформации 116

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил.
Силовым продольным деформациям соответствуют

поперечные деформации.

Силовые деформации

116

Слайд 8

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил. Силовым продольным деформациям соответствуют

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил.
Силовым продольным деформациям соответствуют

поперечные деформации.
Начальный коэффициент поперечных деформаций бетона ν = 0,2 (коэффициент Пуассона).

Силовые деформации

116

Слайд 9

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил. Силовым продольным деформациям соответствуют

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил.
Силовым продольным деформациям соответствуют

поперечные деформации.
Начальный коэффициент поперечных деформаций бетона ν = 0,2 (коэффициент Пуассона).
Бетону свойственно нелинейное деформирование.

Силовые деформации

116

Слайд 10

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил. Силовым продольным деформациям соответствуют

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил.
Силовым продольным деформациям соответствуют

поперечные деформации.
Начальный коэффициент поперечных деформаций бетона ν = 0,2 (коэффициент Пуассона).
Бетону свойственно нелинейное деформирование.
Длительном действии нагрузки;

Силовые деформации

116

Слайд 11

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил. Силовым продольным деформациям соответствуют

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил.
Силовым продольным деформациям соответствуют

поперечные деформации.
Начальный коэффициент поперечных деформаций бетона ν = 0,2 (коэффициент Пуассона).
Бетону свойственно нелинейное деформирование.
Длительном действии нагрузки;
При однократном нагружении кратковременной нагрузкой;

Силовые деформации

116

Слайд 12

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил. Силовым продольным деформациям соответствуют

Развиваются главным образом вдоль направления действия сил.
Силовым продольным деформациям соответствуют

поперечные деформации.
Начальный коэффициент поперечных деформаций бетона ν = 0,2 (коэффициент Пуассона).
Бетону свойственно нелинейное деформирование.
Длительном действии нагрузки;
При однократном нагружении кратковременной нагрузкой;
Многократно повторяющимся действии нагрузки.

Силовые деформации

116

Слайд 13

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3

– граница упругих деформаций; 4 – секущая; 5 – касательная; 6 – кривая полных деформаций

Деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой

116

Слайд 14

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3

– граница упругих деформаций; 4 – секущая; 5 – касательная; 6 – кривая полных деформаций

Деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой

116

Слайд 15

Диаграмма σ–ε в сжатом бетоне при различном числе этапов нагружения (а)

Диаграмма σ–ε в сжатом бетоне при различном числе этапов нагружения (а)

и при различной скорости нагружения (б)
1 – область упругих деформаций; 2 – полные деформации;

Деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой

116

Слайд 16

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3,

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3,

7 – кривая полных деформаций; 4, 6 – прямые упругих деформаций; 5 – пластические деформации;
8 – кривая разгрузки;
εb - полные деформации; eel - упругие деформации; ε pl – пластические деформации; ε ep – деформация упругого последействия; ε bu – предельная сжимаемость; ε btu – предельная растяжимость

Деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой

116

Слайд 17

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3,

1 – область упругих деформаций; 2 – область пластических деформаций; 3,

7 – кривая полных деформаций; 4, 6 – прямые упругих деформаций; 5 – пластические деформации; 8 – кривая разгрузки;
εb - полные деформации; eel - упругие деформации; ε pl – пластические деформации; ε ep – деформация упругого последействия; ε bu – предельная сжимаемость;
ε btu – предельная растяжимость

Деформации при однократном загружении кратковременной нагрузкой

Небольшая доля неупругих деформаций в течение некоторого времени после разгрузки восстанавливается (около 10%) . Деформация упругого последействия – εеp

116

Слайд 18

При длительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются.

При длительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются.

Деформации

при длительном действии нагрузки

116

Слайд 19

При длительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются.

При длительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются.

Деформации

при длительном действии нагрузки

1 – упругие деформации;
2 – полные деформации

116

Слайд 20

Свойства бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций во времени при постоянных напряжениях

Свойства бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций во времени при постоянных напряжениях

называется ползучесть.

Деформации при длительном действии нагрузки

116

Слайд 21

Свойства бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций во времени при постоянных напряжениях

Свойства бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций во времени при постоянных напряжениях

называется ползучесть.
Наибольший рост деформаций происходит в течение первых 3…4 месяцев и может продолжаться в течение нескольких лет постепенно затухая в случае, если уровень нагружения образца меньше длительной прочности бетона (режим установившейся ползучести).

Деформации при длительном действии нагрузки

116

Слайд 22

Свойства бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций во времени при постоянных напряжениях

Свойства бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций во времени при постоянных напряжениях

называется ползучесть.
Наибольший рост деформаций происходит в течение первых 3…4 месяцев и может продолжаться в течение нескольких лет постепенно затухая в случае, если уровень нагружения образца меньше длительной прочности бетона (режим установившейся ползучести).
Если напряжения в бетоне превышают предел его длительной прочности, то после некоторой стабилизации деформаций происходит их неограниченный рост и образец разрушается.

Деформации при длительном действии нагрузки

116

Слайд 23

Свойства бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций во времени при постоянных напряжениях

Свойства бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций во времени при постоянных напряжениях

называется ползучесть.
Наибольший рост деформаций происходит в течение первых 3…4 месяцев и может продолжаться в течение нескольких лет постепенно затухая в случае, если уровень нагружения образца меньше длительной прочности бетона (режим установившейся ползучести).
Если напряжения в бетоне превышают предел его длительной прочности, то после некоторой стабилизации деформаций происходит их неограниченный рост и образец разрушается.
Релаксацией называется уменьшение напряжений при постоянных деформациях.

Деформации при длительном действии нагрузки

116

Слайд 24

Если напряжения в бетоне превышают предел его длительной прочности, то после

Если напряжения в бетоне превышают предел его длительной прочности, то после

некоторой стабилизации деформаций происходит их неограниченный рост и образец разрушается.
Релаксацией называется уменьшение напряжений при постоянных деформациях.

Деформации при длительном действии нагрузки

Деформативность бетона:
а – рост деформаций ползучести во времени; б , в – снижение напряжений с течением времени; 1 - связи

116

Слайд 25

Деформации при длительном действии нагрузки Деформативность бетона: а – рост деформаций

Деформации при длительном действии нагрузки

Деформативность бетона:
а – рост деформаций ползучести во

времени; б , в – снижение напряжений с течением времени; 1 - связи

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.

116

Слайд 26

Деформации при длительном действии нагрузки Деформативность бетона: а – рост деформаций

Деформации при длительном действии нагрузки

Деформативность бетона:
а – рост деформаций ползучести во

времени; б , в – снижение напряжений с течением времени; 1 - связи

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.
В результате действия нагрузки происходит вязкое течение глеевой структурной составляющей и перераспределение напряжений на кристаллический сросток и зерна заполнителей.

116

Слайд 27

Деформации при длительном действии нагрузки Деформативность бетона: а – рост деформаций

Деформации при длительном действии нагрузки

Деформативность бетона:
а – рост деформаций ползучести во

времени; б , в – снижение напряжений с течением времени; 1 - связи

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.
В результате действия нагрузки происходит вязкое течение глеевой структурной составляющей и перераспределение напряжений на кристаллический сросток и зерна заполнителей.
Одновременно происходят перемещение избыточной воды в микропорах и капиллярах.

116

Слайд 28

Деформации при длительном действии нагрузки Деформативность бетона: а – рост деформаций

Деформации при длительном действии нагрузки

Деформативность бетона:
а – рост деформаций ползучести во

времени; б , в – снижение напряжений с течением времени; 1 - связи

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.
В результате действия нагрузки происходит вязкое течение глеевой структурной составляющей и перераспределение напряжений на кристаллический сросток и зерна заполнителей.
Одновременно происходят перемещение избыточной воды в микропорах и капиллярах.
Ползучесть условно разделяют на линейную и нелинейную составляющие.

116

Слайд 29

Деформации при длительном действии нагрузки Деформативность бетона: а – рост деформаций

Деформации при длительном действии нагрузки

Деформативность бетона:
а – рост деформаций ползучести во

времени; б , в – снижение напряжений с течением времени; 1 - связи

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.
В результате действия нагрузки происходит вязкое течение глеевой структурной составляющей и перераспределение напряжений на кристаллический сросток и зерна заполнителей.
Одновременно происходят перемещение избыточной воды в микропорах и капиллярах.
Ползучесть условно разделяют на линейную и нелинейную составляющие.
При линейной ползучести деформации ползучести прямо пропорциональны напряжениям.

116

Слайд 30

Деформации при длительном действии нагрузки Природа ползучести бетона объясняется его структурой,

Деформации при длительном действии нагрузки

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным

процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.
В результате действия нагрузки происходит вязкое течение глеевой структурной составляющей и перераспределение напряжений на кристаллический сросток и зерна заполнителей.
Одновременно происходят перемещение избыточной воды в микропорах и капиллярах.
Ползучесть условно разделяют на линейную и нелинейную составляющие.
При линейной ползучести деформации ползучести прямо пропорциональны напряжениям.
Факторы, влияющие на ползучесть бетона:

116

Слайд 31

Деформации при длительном действии нагрузки Природа ползучести бетона объясняется его структурой,

Деформации при длительном действии нагрузки

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным

процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.
В результате действия нагрузки происходит вязкое течение глеевой структурной составляющей и перераспределение напряжений на кристаллический сросток и зерна заполнителей.
Одновременно происходят перемещение избыточной воды в микропорах и капиллярах.
Ползучесть условно разделяют на линейную и нелинейную составляющие.
При линейной ползучести деформации ползучести прямо пропорциональны напряжениям.
Факторы, влияющие на ползучесть бетона:
уровень нагружения;

116

Слайд 32

Деформации при длительном действии нагрузки Природа ползучести бетона объясняется его структурой,

Деформации при длительном действии нагрузки

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным

процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.
В результате действия нагрузки происходит вязкое течение глеевой структурной составляющей и перераспределение напряжений на кристаллический сросток и зерна заполнителей.
Одновременно происходят перемещение избыточной воды в микропорах и капиллярах.
Ползучесть условно разделяют на линейную и нелинейную составляющие.
При линейной ползучести деформации ползучести прямо пропорциональны напряжениям.
Факторы, влияющие на ползучесть бетона:
уровень нагружения;
возраст бетона к моменту нагружения;

116

Слайд 33

Деформации при длительном действии нагрузки Природа ползучести бетона объясняется его структурой,

Деформации при длительном действии нагрузки

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным

процессом кристаллизации и уменьшением цементного геля при твердении цементного камня.
В результате действия нагрузки происходит вязкое течение глеевой структурной составляющей и перераспределение напряжений на кристаллический сросток и зерна заполнителей.
Одновременно происходят перемещение избыточной воды в микропорах и капиллярах.
Ползучесть условно разделяют на линейную и нелинейную составляющие.
При линейной ползучести деформации ползучести прямо пропорциональны напряжениям.
Факторы, влияющие на ползучесть бетона:
уровень нагружения;
возраст бетона к моменту нагружения;
влажность среды (в сухой среде ползучесть выше);
повышение температуры приводит к росту деформаций ползучести, а при отрицательных температура ползучесть практически прекращается.

116

Слайд 34

Деформации при длительном действии нагрузки Факторы, влияющие на ползучесть бетона: уровень

Деформации при длительном действии нагрузки

Факторы, влияющие на ползучесть бетона:
уровень нагружения;
возраст бетона

к моменту нагружения;
влажность среды (в сухой среде ползучесть выше);
повышение температуры приводит к росту деформаций ползучести, а при отрицательных температура ползучесть практически прекращается;
технологические факторы:
W/C отношение (с увеличением W/C ползучесть возрастает);

116

Слайд 35

Деформации при длительном действии нагрузки Факторы, влияющие на ползучесть бетона: уровень

Деформации при длительном действии нагрузки

Факторы, влияющие на ползучесть бетона:
уровень нагружения;
возраст бетона

к моменту нагружения;
влажность среды (в сухой среде ползучесть выше);
повышение температуры приводит к росту деформаций ползучести, а при отрицательных температура ползучесть практически прекращается;
технологические факторы:
W/C отношение (с увеличением W/C ползучесть возрастает);
С увеличением цемента на единицу объема ползучесть возрастает;

116

Слайд 36

Деформации при длительном действии нагрузки Факторы, влияющие на ползучесть бетона: уровень

Деформации при длительном действии нагрузки

Факторы, влияющие на ползучесть бетона:
уровень нагружения;
возраст бетона

к моменту нагружения;
влажность среды (в сухой среде ползучесть выше);
повышение температуры приводит к росту деформаций ползучести, а при отрицательных температура ползучесть практически прекращается;
технологические факторы:
W/C отношение (с увеличением W/C ползучесть возрастает);
С увеличением цемента на единицу объема ползучесть возрастает;
Повышение прочности заполнителя и марки бетона уменьшает ползучесть;

116

Слайд 37

Деформации при длительном действии нагрузки Факторы, влияющие на ползучесть бетона: уровень

Деформации при длительном действии нагрузки

Факторы, влияющие на ползучесть бетона:
уровень нагружения;
возраст бетона

к моменту нагружения;
влажность среды (в сухой среде ползучесть выше);
повышение температуры приводит к росту деформаций ползучести, а при отрицательных температура ползучесть практически прекращается;
технологические факторы:
W/C отношение (с увеличением W/C ползучесть возрастает);
С увеличением цемента на единицу объема ползучесть возрастает;
Повышение прочности заполнителя и марки бетона уменьшает ползучесть;
Бетоны на пористых заполнителях обладают большей ползучестью.

116

Слайд 38

Деформации ползучести бетона в зависимости от скорости начального нагружения (а) и

Деформации ползучести бетона в зависимости от скорости начального нагружения (а) и

времени выдержки под нагрузкой и напряжением (б)

Деформации при длительном действии нагрузки

116

Слайд 39

Осредненная зависимость меры ползучести от класса бетона при напряжениях в образцах

Осредненная зависимость меры ползучести от класса бетона при напряжениях в образцах

0,5 Rb

Деформации при длительном действии нагрузки

116

Слайд 40

Мера ползучести – функция, описывающая развитие удельных деформаций ползучести во времени.

Мера ползучести – функция, описывающая развитие удельных деформаций ползучести во времени.


Часто меру ползучести представляют как произведение двух функций: функции старения и функции роста деформаций ползучести во времени:
φ(τ) – функция старения;
f(t–τ) – функция роста деформаций ползучести.

Деформации при длительном действии нагрузки

116

Слайд 41

Теория упругой наследственности (Больцман, Вольтера, Работнов, Ржаницын, Харлаб); Теории ползучести бетона 116

Теория упругой наследственности (Больцман, Вольтера, Работнов, Ржаницын, Харлаб);

Теории ползучести бетона

116

Слайд 42

Теория упругой наследственности (Больцман, Вольтера, Работнов, Ржаницын, Харлаб); Теории ползучести бетона 116

Теория упругой наследственности (Больцман, Вольтера, Работнов, Ржаницын, Харлаб);

Теории ползучести бетона

116

Слайд 43

Теория старения (Уитней, Дишингер Столяров, Улицкий, Гибшман, Голышев); Теории ползучести бетона 116

Теория старения (Уитней, Дишингер Столяров, Улицкий, Гибшман, Голышев);

Теории ползучести бетона

116

Слайд 44

Теория старения (Уитней, Дишингер Столяров, Улицкий, Гибшман, Голышев); Теории ползучести бетона 116

Теория старения (Уитней, Дишингер Столяров, Улицкий, Гибшман, Голышев);

Теории ползучести бетона

116

Слайд 45

Теория старения (Уитней, Дишингер Столяров, Улицкий, Гибшман, Голышев); 1-й вариант модифицированной

Теория старения (Уитней, Дишингер Столяров, Улицкий, Гибшман, Голышев);
1-й вариант модифицированной теории

старения;
2-й вариант модифицированной теории старения;

Теории ползучести бетона

116

Слайд 46

Теория упруго-ползучего тела или наследственная теория старения Маслова-Арутюняна Теории ползучести бетона 116

Теория упруго-ползучего тела или наследственная теория старения Маслова-Арутюняна

Теории ползучести бетона

116

Слайд 47

Теория упруго-ползучего тела или наследственная теория старения Маслова-Арутюняна Теории ползучести бетона 116

Теория упруго-ползучего тела или наследственная теория старения Маслова-Арутюняна

Теории ползучести бетона

116

Слайд 48

Многократное повторение циклов загрузки-разгрузки бетона приводит к постепенному накоплению неупругих деформаций.

Многократное повторение циклов загрузки-разгрузки бетона приводит к постепенному накоплению неупругих деформаций.


Деформация бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки

116

Слайд 49

Многократное повторение циклов загрузки-разгрузки бетона приводит к постепенному накоплению неупругих деформаций.

Многократное повторение циклов загрузки-разгрузки бетона приводит к постепенному накоплению неупругих деформаций.


Постепенно после большого количества циклов неупругие деформации соответствующие данному уровню нагружения (при σb ≤ Rr ) выбираются, и бетон начинает работать упруго.

Деформация бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки

116

Слайд 50

Многократное повторение циклов загрузки-разгрузки бетона приводит к постепенному накоплению неупругих деформаций.

Многократное повторение циклов загрузки-разгрузки бетона приводит к постепенному накоплению неупругих деформаций.


Постепенно после большого количества циклов неупругие деформации соответствующие данному уровню нагружения (при σb ≤ Rr ) выбираются, и бетон начинает работать упруго.
При σb > Rr после некоторого числа циклов нагружения неупругие деформации начинают неограниченно расти, кривизна линии σb - εb меняет знак, угол наклона к оси абсцисс последовательно уменьшается и происходит разрушение образца.

Деформация бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки

116

Слайд 51

Многократное повторение циклов загрузки-разгрузки бетона приводит к постепенному накоплению неупругих деформаций.

Многократное повторение циклов загрузки-разгрузки бетона приводит к постепенному накоплению неупругих деформаций.


Постепенно после большого количества циклов неупругие деформации соответствующие данному уровню нагружения (при σb ≤ Rr ) выбираются, и бетон начинает работать упруго.
При σb > Rr после некоторого числа циклов нагружения неупругие деформации начинают неограниченно расти, кривизна линии σb - εb меняет знак, угол наклона к оси абсцисс последовательно уменьшается и происходит разрушение образца.
При вибрационных нагрузках большой частотой (200…600 повторений в минуту) наблюдается ускоренное развитие ползучести бетона (виброползучесть или динамическая ползучесть).

Деформация бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки

116

Слайд 52

Диаграмма σb ─ εb в сжатом бетоне при многократном повторном загружении

Диаграмма σb ─ εb в сжатом бетоне при многократном повторном загружении

бетонного образца: 1 – первичная кривая; 2 – конечная кривая

0 εb

σb3

σb2

σb1

Rr

Деформация бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки

116