Деформативность Ба, модули упругости, понятие о ползучести.

Деформативность б. изучается д/возможностей получения продольных деф-ций и прогибов жб конст-ций (см. лр). Деформации б. могут быть как объемными (не зависящими от нагрузки), так и силовыми. Объемные деф-ции связаны с изменением V конст-ции и могут быть: -tными, - влажностными (усадка – изменение V от потери влаги) eус = 15…20*10^-5, - набухание. На основании учета объемных деформаций регламентируется такое понятие в зд-ях и соор-ниях как tно-усадочные швы. Силовые деф-ции б. связаны с нагружением. Подразделяются на продольные вдоль направления напряжений и поперечные. Д/б принято отн-ние попер-х деф-ций к продольным = 0,2 и наз-ся коэф-м Пуансона, m = eпопер/eпрод = 0,2. Деф-ые хар-ки, как и прочностные получаются на основании ан-х рез-тов исп-ний серий образцов, анализа зависимостей «s-e», которые явл-ся нелинейными из-за проявления ползучести. искревление за счет появления и нарастания пластических деф-ций, т.е. ползучести (св-во б. деформироваться при пост-х неизменных напряжения). Модули упр-сти – это коэф-ты линейной завис-ти: у = ах, s = Еe.

Деформации при однократном кратковременном загружении. Диаграмма механического состояния Бного образца (рис.1, кривая 7...3) отображает связь между напряжениями а при однократном осевом сжатии кратковременной нагрузкой и относительными деформациями укорочения е. Она представляет собой кривую линию, кривизна которой меняется по мере увеличения уровня напряжения (s/Rbn). Если при s®Rbn имеет место стеснение деформаций или если, в частности, вести исп-ния с малой фиксированной скоростью деформирования, то можно получить нисходящую ветвь диаграммы «s - e» (на рис. показана точками). Для сравнения приведена ломаная 4—5, полученная при так называемом кратковременном нагружении ступенями: величина нагруз­ки первых двух ступеней равна 0,057Nи (ожидаемой разрушающей); всех последующих 0,1Nи; начиная со ступени 0,85Nи, величина нагрузки всех последующих ступеней равна 0,05 Nи; на каждой ступени выдержка равна 5 мин. Это сравнение показывает существенное влияние режима и про­должительности нагружения на очертание диаграммы и ее усредненные деформативные характеристики. Арм-ра незначительно повышает сжимаемость и растяжимость Ба, потому что кол-во ее незначи­тельно (< 3 %). В начальной стадии нагружения, когда напряжения не превышают 30...40 % от призменной прочности, кривая 7...3 (рис.1) полных дефор­маций близка к прямой 6 упругих деформаций. Следовательно, в началь­ной стадии однократного нагружения кратковременной нагрузкой проявляются в основном упругие деформации. Преобладание пластических де­формаций над упругими проявляется по мере приближения к призменной прочности Ба. Через некоторое время после снятия нагрузки (кривая 5) около 10...15 % запаздывающих (остаточных) деформаций Eb восста­навливается. Восстанавливающуюся часть запаздывающих деформаций называют деформацией упругого последействия и обозначают eер. После нескольких повторных кратковременных нагружений струк­турные несовершенства Ба стабилизируются, кривая «s-e» вырав­нивается и приближается к прямой а упругих деформаций. При растяжении Ба (рис. 1) наблюдается аналогичная картина.

Касательный модуль полных деформаций Ба Eb при однократном осевом сжатии кратковременной нагрузкой является величиной пере ной; геометрически он определяется как тангенс угла наклона касатель­ной к кривой «s-e» (рис. 2) в точке с заданным напряжение.

Зависимость деформаций Ба от напряжения при сжатии и растяжения

1- область упругих деформаций; 2 - область пластических деформаций; 3, 7-криваz полных деформаций; 4, 6-прямые упругих деформаций; 5-пластические деформации;8 - кривая разгружения

Зависимость между деформациями и напряжениями: 1- область упругих деформаций; 2- область пластических деформаций; 3 – граница упругих деформаций; 4 - секущая; 5 - касательная; 6 - кривая полных деформаций

Начальный модуль упр-сти tga = Ев, где a - угол наклона касательной в начале коор-т. tga = Ев = si /eупрi. Нач-ый период нагружения б. когда еще не проявл-ся пластика происх-т при напряж-ях e_Ев £ 0,3 , где Еполн = eупр. Нач-ый модуль упр-сти можно получить по полной деф-ции в начале загружения. Но д/получения полных деф-ций начального модуля упр-сти недостаточно. Полные деф-ции = ei = eупрi + eпластi. sвi/Ев = eупр=tgb, так польз-ся модулем деформаций, т.е. секущей к зав-ти «s-e». Модуль деф-ций есть tg угла b. Е’b = tgb = s/eполн. Полные деф-ции по нормам получаются использованием модуля деформации в предельном состоянии. eпол = /Е’b =! / Еb×n, т.е. Е’b = Еb×n, где n - коэф-т упругопластичности, т.е. отношение модуля деформации к начальному модулю упругости eупр/eполн или Е’b/Еb; n = 1 до 0,45 при кратковр-м загружении и 0,1…0,15 при длит-ом загружении.