Различной длительности загружения.

При длительном действии постоянной нагрузки, если деформации ползучести нарастают свободно, напряжения в бетоне остаются постоянными. Когда связи в бетоне (например, арматура) ограничивают свободное развитие ползучести, то напряжения в бетоне уменьшаются. То есть происходит перераспределение внутренних напряжений между бетоном и арматурой.

Свойство бетона, характеризующееся уменьшением с течением времени напряжений при постоянной начальной деформации , называют релаксацией напряжений.

Природа ползучести бетона объясняется его структурой, длительным процессом кристаллизации и уменьшением количества геля при твердении цементного камня. С течением времени процесс перераспределения напряжений с гелевой составляющей на кристаллический сросток и зерна заполнителей затухает и деформирование прекращается.

Величина деформаций ползучести в конечном итоге не зависит от скорости нагружения образца. Ползучесть бетона увеличивается с ростом напряжений. Загруженный в раннем возрасте бетон обладает большей ползучестью, чем старый. Ползучесть бетона в сухой среде больше, чем во влажной. С увеличением В/Ц и количества цемента на единицу объема бетонной смеси ползучесть возрастает. С повышением прочности зерен заполнителей, повышением прочности бетона, его класса ползучесть уменьшается.

 

Деформации бетона при многократно повторяющемся действии нагрузки

Многократное повторение действия нагрузки приводит к накапливанию неупругих деформаций (рис. 11). После большого количества циклов эти деформации постепенно выбираются, ползучесть достигает предельного значения, бетон начинает работать упруго.

С каждым последующим циклом кривая зависимости σ_b – ε_b постепенно становится прямой, характеризующей упругую работу. Такой характер работы наблюдается при . При больших значениях неупругие деформации начинают неограниченно расти, при этом кривизна σ_b – ε_b меняет знак.

Рис. 11. Диаграмма зависимости между напряжениями и деформациями в бетоне

При многократном повторном загружении бетонного образца:

1 – первичная кривая; 2 – конечная кривая.

Предельные деформации бетона перед разрушением

Это предельная сжимаемость и предельная растяжимость . Зависят от:

· прочности бетона;

· класса бетона;

· состава бетона;

· длительности приложения нагрузки.

При сжатии в среднем .

При растяжении в среднем .

При изгибе в крайнем сжатом волокне в среднем .

 

Модуль деформации

Начальный модуль упругости бетона (рис. 12) при сжатии Е_b соответствует лишь упругим деформациям, возникающим при мгновенном загружении:

.

Модуль полных деформаций бетона (рис.12) при сжатии соответствует полным деформациям; является величиной переменной:

,

где α – угол наклона касательной к кривой σ_b – ε_b в точке с заданным напряжением.

Рис. 12. Схема для определениямодуля

Деформации бетона.

Для расчета железобетонных конструкций пользуются средним модулем или модулем упругопластичности бетона, представляющим собой тангенс угла наклона секущей в точке на кривой σ_b – ε_b с заданным напряжением (рис. 12):

.

Зависимость между начальным модулем упругости бетона и модулем упругопластичности:

,

где - коэффициент упругопластичных деформаций бетона; ν изменяется от 1 до 0,15.

С увеличением уровня напряжений в бетоне и длительности действия нагрузки коэффициент ν уменьшается.