Файл: Ашрабов, А. Б.pdf

физические явления, определяющие прочность бетона, хотя и имеются неоднократные попытки установить свойства материалов на основе микроструктурных пред­ ставлений. В отношении механизма пластического те­ чения это привело к теории дислокаций. В отношении хрупкого разрушения это привело к разработке теории микротрещин. Известно, что экспериментальные значе­ ния предела прочности материалов во много раз меньше тех, которые получаются, если считать, что разруше­ ние сопровождается разрывом молекулярных связей. Для объяснения этого несоответствия Гриффите пред­ ложил считать причиной разрушения тонкие трещины конечной длины. Под влиянием растягивающего усилия

ниям существует некоторое предельное значение силы на единицу края трещины, при котором начинается распространение трещины. Это значение есть константа материала.

Таким образом, необходимо отметить, что условие (критерий) прочности бетона должно базироваться не только на исходных константах материала — пределах прочности при сжатии, растяжении и сдвиге, но и от­ ражать индивидуальные структурно-технологические

интерпретации явлений разрушения и пластического деформирования не уделяется достаточного внимания, так как стремление дать математические построения в

41

личных новых теорий прочности бетона и при выборе новых теоретических взглядов на прочность бетона.

Деформативность бетона под действием нагрузки.

Силовые деформации, возникающие под действием при­ ложенных нагрузок, позволяют судить о совместной работе бетона с арматурой, в частности, о работе желе­ зобетонных конструкций как единого, монолитного эле­ мента в целом.

В зависимости от характера приложения и длитель­ ности действия нагрузки силовые деформации подраз­ деляются на три категории:

1)деформации при однократном действии кратко­ временной нагрузки;

2)деформации при длительном действии нагрузки, связанные с ползучестью бетона;

3)деформации, вызванные действием многократно повторенных нагрузок.

Характерной особенностью силовых деформаций яв­

Рис. I . 10. Диаграмма сжатия бетонного образца.

42

явно выраженным максимумом, соответствующим опре­ деленному значению напряжения в бетоне о- = /?п р . Диаграмма получается путем испытания на сжатие бе­ тонных образцов — призм определенных размеров.

Полная деформация бетона (как упругопластического материала) под нагрузкой вплоть до разрушения может быть представлена в виде суммы

тельные доли прикладываемой нагрузки вызывают, кро­

ческих деформаций, а следовательно, и отклонений от линейной зависимости между напряжениями и деформа­ циями, связана со скоростью приложения нагрузки, мар­ кой бетона и величиной напряжения. При мгновенном

43

загружении диаграмма прямолинейна. На рис. (I . 11) показано, что с увеличением скорости нагружения диаграмма становится более криволинейной, причем кривизна возрастает с ростом напряжений. Заметное искривление кривой о —s начинается при напряжениях, превосходящих 30—40% от призменной прочности. Так как для снятия показаний с бетонного образца для оп­ ределения его упругих характеристик скорость прило­ жения нагрузки ограничивается определенной выдерж­

мгновенному загружению и определенному как отноше­

ном загружении мала. При более высоких напряжениях значение Е& и наклон диаграммы может изменяться в зависимости от методики его определения. Во избежа­ ние этого условлено характеризовать упругие свойства бетона тангенсом угла наклона а касательной к кривой

Возникающие напряжения при этом выражаются че­ рез упругие деформации:

(I. 38)

Начальный модуль упругости бетона Е^ зависит от его структуры и прочности; чем плотнее бетон и чем выше его прочность, тем выше значение Е§. Из рис. I . 12 видно, что с увеличением прочности значение Е§ приближается к постоянной для каждой марки величи­ не независимо от напряжения в образце. С некоторым округлением величину Еб при напряжении, не превы­ шающем 0,3 Rnp, в зависимости от марки бетона, можно определить по формуле Графа:

1 ООО ООО

(I. 39)

44

На практике пользуются более простой приближен­ ной зависимостью: для тяжелого бетона £ б ~ 2 0 0 0 0 •y/'R

для легкого бетона £ " 6 = 1 1 ООО/R.

При более длительном действии нагрузки при кри­ волинейном характере диаграммы для определения деформативных свойств бетона принимается переменная величина, называемая модулем деформации — Еь, гео-

Рис. I. 12. Зависимость модулей деформации от напряжений для различных марок бетона.

метрически выражаемая тангенсом угла наклона <хь секущей к кривой полных деформаций в ее любой точ­ ке с заданным напряжением. Эта характеристика, пред­ ложенная проф. В. И. Мурашевым, часто называется средним модулем упругопластичности, и учитывает влияние неупругих деформаций бетона. Из диаграммы видно, что соответствие полных и упругих деформаций одному и тому же уровню напряжения можно выра­ зить равенством:

где v = ^ — коэффициент упругости бетона, представ­ ляющий отношение упругой деформации к полной и характеризующий упругие свой­ ства бетона.

45