ползучесть бетона можно уменьшить за счет
Ползучесть бетона
С течением времени деформации в бетоне могут возрастать без увеличения внешней нагрузки. Данное свойство материалов называется ползучестью.
Ползучесть – способность бетона к увеличению деформаций без изменения внешней нагрузки. Деформации ползучести, как и деформации усадки, имеют затухающий во времени характер.
Ползучесть является полезным свойством бетона, так как способствует перераспределению напряжений. При отсутствии ползучести чрезмерные местные напряжения могли бы привести к разрушению конструкции. Это свойство особенно важно в железобетоне, так как в результате ползучести напряжения, возникшие в бетоне, передаются стальной арматуре.
Стоит отметить, что ползучесть свойственна не только бетону, но и многим пластикам, льду, а также металлам при повышенных температурах и другим материалам.
В зависимости от величины длительно действующих напряжений принято различать линейную и нелинейную области ползучести, в которых зависимость деформаций ползучести от имеет линейный либо нелинейный характер.
Коэффициент ползучести бетона
Коэффициентом ползучести называется отношение деформаций ползучести к упругим деформациям. Таким образом, если мы говорим, что коэффициент ползучести равен 2,0, то это означает, что деформации ползучести вдвое превышают упругие, а полные деформации, следовательно, втрое превысят упругие.
| Коэффициент ползучести тяжелого бетона класса B10-B100, принимаемый по таблице 6.12 п.6.1.16 СП 63.13330.2018 | |||||||||||
| Относительная влажность воздуха окружающей среды, % | B10 | B15 | B20 | B25 | B30 | B35 | B40 | B45 | B50 | B55 | B60-B100 |
| Выше 75 | 2,8 | 2,4 | 2,0 | 1,8 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 | 1,2 | 1,1 | 1,0 |
| 40-75 | 3,9 | 3,4 | 2,8 | 2,5 | 2,3 | 2,1 | 1,9 | 1,8 | 1,6 | 1,5 | 1,4 |
| Ниже 40 | 5,6 | 4,8 | 4,0 | 3,6 | 3,2 | 3,0 | 2,8 | 2,6 | 2,4 | 2,2 | 2,0 |
Примечание: Относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП 131.13330 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства.
Параметры влияющие на ползучесть бетона
В бетоне ползучесть проявляется как при сжатии, так и растяжении. В большинстве случаев ползучесть является отрицательным фактором, однако в ряде случаев ползучесть можно считать полезным свойством – например, ползучесть может приводить к увеличению трещиностойкости и перераспределению усилий в статически неопределимых конструкциях. Большое значение ползучести состоит также и в том, что она уменьшает тенденцию к трещинообразованию в бетонных элементах с заделанными концами. Если такие элементы выполнены из железобетона, то обычная усадка бетона, происходящая при высыхании, сдерживается арматурой. Это приводит к образованию растягивающих напряжений в бетоне и при чрезмерном их развитии к растрескиванию. Пластическая деформация в этом случае уменьшает возможность трещинообразования.
Чем выше процент армирования, тем сильнее сдерживающее влияние арматуры и, следовательно, больше тенденция к трещинообразованию. Однако при сильном армировании сдерживающее влияние арматуры имеет и положительную сторону: трещины возникают на меньших интервалах, вследствие этого они обычно настолько тонки, что остаются незаметными и не влияют на прочность конструкции.
Для неармированного бетона ползучесть в пределах обычных напряжений, принимаемых при расчетах, примерно пропорциональна напряжению, но по мере приближения к пределу прочности скорость нарастания деформации ползучести быстро увеличивается.
9. Деформации бетона при длительном загружении, ползучесть бетона.
Д
еформации при длительном действии нагрузки. Придлительном действии нагрузки неупругие деформации бетона с течением времени увеличиваются. Наибольшая интенсивность нарастания неупругих деформаций наблюдается первые 3 – 4 мес и может продолжаться несколько лет. На диаграмме σb – εb участок 0 – 1 характеризует деформации, возникающие при загружении, кривизна этого участка зависит от скорости загружения; участок 1–2 характеризует нарастание неупругих деформаций при постоянном значении напряжений.
Свойство бетона, характеризующееся нарастанием неупругих деформаций при длительном действии нагрузки, называют ползучестью бетона.
Деформации ползучести могут в 3 – 4 раза превышать упругие деформации. При длительном действии постоянной нагрузки, если деформации ползучести нарастают свободно, напряжения в бетоне остаются постоянными. Если же связи в бетоне (например, стальная арматура) стесняют свободное развитие ползучести, то ползучесть будет стесненной, при которой напряжения в бетоне уже не будут оставаться постоянными.
Свойство бетона, характеризующееся уменьшением с течением времени напряжений при постоянной начальной деформации, называют релаксацией напряжений.
Ползучесть и релаксация имеют общую природу и оказывают существенное влияние на работу железобетонных конструкций под нагрузкой.
Опыты с бетонными призмами показывают, что независимо от того, с какой скоростью загружения v было получено напряжение σb1, конечные деформации ползучести, соответствующие этому напряжению, будут одинаковыми (рис. а). С ростом напряжений ползучесть бетона увеличивается; зависимость деформации— время при напряжениях σb1 0 crc , начинается ускоренное развитие деформаций, или нелинейная ползучесть. Такое разделение ползучести условно, так как в некоторых опытах наблюдается нелинейная зависимость σb – εb даже при относительно малых напряжениях. Отметим здесь существенно важное значение учета нелинейной ползучести для практических расчетов предварительно напряженных изгибаемых, внецентренно сжатых и некоторых других элементов.
П
олзучесть и усадка бетона развиваются совместно. Поэтому полная деформация бетона представляет собой сумму деформаций: упругойεе, ползучести εpl и усадки εsl. Однако в то время как усадка носит характер объемной деформации, ползучесть развивается главным образом в направлении действия усилия.
Абсолютные деформации ползучести зависят от возраста бетона, его прочности, уровня напряжений, гранулометрического состава и т.д. Различают линейную и нелинейную ползучесть. При линейной ползучести прирост неупругих деформаций за единицу времени пропорционален приложенным напряжениям, при нелинейной ползучести такая зависимость отсутствует.
Ползучесть и релаксации взаимосвязаны. Они увеличивают прогибы, снижают предварительное напряжение, уменьшают трещиностойкость.
Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.
Учитывать ли ползучесть в ЖБ
А для какой ситуации спрашиваете?
до сих пор бакалавр
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Ну если ведется упругий расчет в МКЭ, то программе для получения усилий в элементах, требуется соотношение жесткостей, а не их абсолютная величина. Поэтому пропорциональное уменьшение жесткости элементов в 1+(коэффициент ползучести) раз, в принципе, не имеет большого смысла.
Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР
Нашёл старые рекомендации НИИЖБ, рекомендующие при упругом расчёте считать итерациями и ползучесть учитывать при определении усилий и деформаций изменяя жёсткость участков стрежней.
Рекомендации по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций НИИЖБ 1988
до сих пор не понял
На практике зависит от:
— того на сколько жесткая схема (в смысле статической неопределимости),
— отношения пролета плиты перекрытия к ее толщине,
— опыта и требований эксперта,
— требований заказчика,
— качества строительства,
— вашей смелости
— и того можете ли вы позволить себе хорошего адвоката 
Ищите литературу. Кодыша почитайте. Пробуйте сами. Делайте выводы.
У вас появился шанс узнать насколько глубока кроличья нора
Ползучесть бетона можно уменьшить за счет
Рекомендации
по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций
Рекомендованы к изданию решением секции конструкций Ученого совета НИИЖБа.
Содержат методику расчета железобетонных конструкций с учетом ползучести и усадки бетона, условий изготовления, а также сроков нагружения конструкций.
Изложены основные положения расчета, приведены значения деформаций ползучести и усадки тяжелых бетонов и другие характеристики, необходимые для расчета. Даны методики определения потерь предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона, жесткостей и перемещений изгибаемых и сжатых элементов, величин критических сил для сжатых стержней, а также методика расчета статически неопределимых систем.
Для инженерно-технических работников проектных и производственных организаций, научных работников, а также студентов строительных вузов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Настоящие Рекомендации содержат положения по учету ползучести и усадки бетона при проектировании бетонных и железобетонных стержневых элементов и составленных из них систем, изготовленных из тяжелого бетона и применяемых в промышленном, гражданском, гидротехническом, транспортном и других областях строительства.
Целью Рекомендаций является внедрение в практику проектирования методов расчета, позволяющих более точно учитывать влияние деформаций ползучести и усадки бетона на напряженно-деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. Использование в расчетном аппарате статистически обоснованных характеристик бетона, принимаемых в зависимости от состава бетона, его возраста в момент нагружения, длительности действия нагрузки, условий окружающей среды в стадии эксплуатации конструкции и других факторов, позволяет более правильно проектировать бетонные и железобетонные конструкции.
Рекомендации предусматривают возможность применения расчетного аппарата также и при отсутствии в полном объеме исходных данных о составе бетона и некоторых других факторах.
Основными характеристиками бетона, учитываемыми в расчетах, являются прочность и модуль упругости бетона в момент приложения силового или температурно-влажностного воздействия, мера ползучести (характеристика ползучести) бетона, деформация усадки бетона и др.
Рекомендации состоят из 12-ти разделов: в разделах 1-3 излагаются основные положения и предпосылки методик расчета, а также приводятся значения прочностных и деформационных характеристик бетона; в разделах 4-9 содержится изложение методов расчета бетонных и железобетонных конструкций с учетом ползучести и усадки в предположении линейной зависимости между напряжениями и деформациями; в разделах 10-12 приведены методики расчета с учетом нелинейного деформирования бетона при кратковременном и длительном действии нагрузки.
Рекомендации составлены на основе результатов исследований, проведенных в СССР и за рубежом.
Рекомендации разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук Р.Л.Серых, канд. техн. наук А.В.Яшин), ЦНИИС Минтрансстроя (кандидаты техн. наук Е.Н.Щербаков, Н.Г.Хубова), ВЗИСИ Минвуза РСФСР (д-р техн. наук В.М.Бондаренко, кандидаты техн. наук В.Г.Назаренко, И.М.Сперанский), ОИСИ Минвуза УССР (д-р техн. наук И.Е.Прокопович, кандидаты техн. наук М.В.Штейнберг, А.Н.Орлов), ЛПИ имени М.И.Калинина Минвуза РСФСР (д-р техн. наук П.И.Васильев); НИИСК Госстроя СССР (д-р техн. наук А.Б.Голышев, кандидаты техн. наук В.Я.Бачинский, В.А.Критов).
В разработке отдельных положений Рекомендаций приняли также участие ИСМиС АН ГССР (д-ра техн. наук З.Н.Цилосани, Г.В.Кизирия); ВЗПИ Минвуза СССР (д-р техн. наук Ю.В.Зайцев), ЦНИИС Минтрансстроя (инж. В.Л.Хасин); ДИСИ Минвуза УССР (канд. техн. наук В.А.Пахомов), КАДИ Минвуза УССР (д-р техн. наук Я.Д.Лившиц, ОИСИ Минвуза УССР (кандидаты техн. наук В.И.Барановский, М.М.Застава, инж. М.М.Бакирова), КПИ Минвуза МССР (д-р техн. наук Е.Н.Львовский, инж. Ф.П.Сырбу), ВЗИСИ Минвуза РСФСР (кандидаты техн. наук В.В.Костюков, А.Н.Курбанов, Е.П.Михлин); Ленинградский ИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук А.И.Филиппов); ЦНИИпроект Госстроя СССР (канд. техн. наук С.В.Бондаренко).
1. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Настоящие Рекомендации содержат указания по учету влияния деформаций ползучести и усадки при расчете бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона на цементном вяжущем, выполняемых как без предварительного натяжения арматуры, так и с предварительным натяжением, и предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия температур не выше плюс 50 °С и не ниже минус 40 °С и относительной влажности воздуха в пределах от 30 до 100%.
1.2. Материалы Рекомендаций основаны на обширных результатах статистической обработки опытных данных о кратковременном и длительном деформировании бетона, а также экспериментально проверенных теоретических решениях задач теории ползучести. Рекомендации позволяют более точно оценивать влияние ползучести и усадки бетона на несущую способность и перемещения, создают возможности для проектирования более рациональных и экономичных бетонных и железобетонных конструкций.
Для упрощения расчетов помещены таблицы, в которых промежуточные значения определяют по линейной интерполяции.
1.3. Рекомендации распространяются на расчет стержневых элементов бетонных и железобетонных конструкций, а также конструкций, рассчитываемых аналогичными способами, при действии нагрузок и (или) вынужденных деформаций (температурные и влажностные воздействия, смещения опор и т.д.).
Рекомендации не распространяются на расчет массивных конструкций гидротехнических и других сооружений. При наличии данных о величинах деформации ползучести и усадки рекомендации могут применяться и для расчета конструкций из других видов бетона (на пористых заполнителях, на специальных вяжущих и т.п.).
1.4. При определении внутренних усилий и перемещений расчетные температура и влажность среды устанавливаются заданием на проектирование. При отсутствии в задании необходимых указаний температура и влажность среды определяются по отраслевым техническим условиям.
1.6. Численные значения характеристик бетона, приведенные в настоящих Рекомендациях, предназначены только для проектирования. Характеристики арматуры, а также другие данные, не нашедшие отражения в Рекомендациях, следует принимать по соответствующим нормативным документам.
1.7. Усилия в статически неопределимых железобетонных конструкциях от нагрузок и вынужденных деформаций при расчете по предельным состояниям первой и второй групп следует, как правило, определять с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры, с учетом в необходимых случаях нелинейности деформаций при кратковременном нагружении и деформаций ползучести, наличия трещин, а также деформированного состояния как отдельных элементов, так и конструкций в целом.
1.8. Усилия, возникающие при любом изменении температуры, определяют в предположении однократного и стационарного во времени характера этих температурных воздействий.
1.9. Вынужденные деформации, связанные с неравномерной осадкой опор в статически неопределимых системах, считаются мгновенно зафиксированными или монотонно изменяющимися по законам, регламентированным соответствующими документами или полученным по результатам экспериментальных или натурных наблюдений.
1.10. При расчете конструкций, возводимых методом последовательного наложения связей после частичного или полного загружения, перемещения в направлении этих связей, сформировавшиеся при работе по разрезной схеме, рассматривают как вынужденные перемещения в неразрезной системе, сохраняющиеся после замыкания связей.
1.11. Если статически неопределимая система состоит из конструктивных элементов, бетон которых существенно различается по возрасту, составу или другим показателям, то в расчет системы следует вводить элементы с соответствующими жесткостями, а также параметрами ползучести и усадки.
2. ПРОЧНОСТНЫЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА
2.3. Значение начального модуля упругости бетона при известных характеристиках состава бетонной смеси и ее составляющих определяют по формуле
, (1)
Факторы влияющие на ползучесть бетона
В большинстве исследований ползучесть изучалась эмпирически с целью выявления ее зависимости от различных свойств бетона. Сложность в интерпретации большинства имеющихся данных состоит в том, что трудно отделить влияние одного свойства бетона от других. Однако влияние основных факторов на ползучесть бетона удалось установить.
Одним из основных факторов, влияющих на ползучесть бетона, является относительная влажность окружающей среды. Для бетона определенного, рассматриваемого состава ползучесть увеличивается с уменьшением относительной влажности.
Высушивание образцов приводит к увеличению ползучести бетона в раннем возрасте, в случае же, когда устанавливается влажностное равновесие между средой и бетоном еще до загружения образцов, влияние относительной влажности окружающего воздуха сказывается в меньшей степени или не сказывается вовсе. Отсюда следует, что при загружении отвердевшего бетона влияние относительной влажности окружающей среды на ползучесть незначительно.
Бетон, который имеет высокую усадку обычно характеризуется и высокой ползучестью. Это не означает, что эти два явления протекают по одному механизму, однако они связаны с одинаковыми свойствами структуры гидратированного цементного камня. Не следует забывать, что бетон, твердевший и загруженный при постоянной относительной влажности, характеризуется ползучестью, которая не вызывает потерю воды из бетона в окружающую среду; при разгрузке бетона восстановление деформации ползучести не сопровождается увеличением веса образцов.
Деформации ползучести образцов в воде зависят от величины набухания ненагруженных образцов; на воздухе характер изменения деформаций всех образцов одинаков. Увеличение деформации ползучести при погружении в воду старого бетона, очевидно, связано с разрывом некоторых связей, образовавшихся в период высыхания цементного камня. Деформации которого отнесены к деформациям ненагруженных образцов. Из этих данных может быть сделан практический вывод, что попеременное увлажнение и высушивание бетона увеличивает величину деформации ползучести, т.е. результаты лабораторных испытаний не позволяют точно определить величину деформации ползучести в условиях эксплуатации конструкции.
Таким образом, ползучесть и усадка не являются слагаемыми одного процесса, однако часто бывает удобно рассматривать общую деформацию образцов, хранящихся при постоянной относительной влажности. Величина этой деформации пропорциональна приложенной грузки позволяет косвенно судить о прочности бетона в это время а увеличение модуля — о продолжительности нагружения.
Из установленного факта влияния прочности бетона на его ползучесть следует, что ползучесть зависит в сильной степени от В/Ц смеси однако соотношение других компонентов смеси для обычно применяемых бетонов влияет на ползучесть незначительно, хотя последними исследованиями установлено, что заполнитель сдерживает ползучесть так же, как и усадку. Вне сомнения, модуль упругости заполнителя влияет на величину деформации ползучести, которая может быть реализована при нагружении бетона, и, бетоны на различных заполнителях характеризуются различными величинами деформации ползучести.
Возраст бетона в момент приложения нагрузки также сильно влияет на величину ползучести, причем влияние возраста сказывается сильнее, чем увеличение прочности бетона со временем. По этой же причине ползучесть бетона зависит от его зрелости. Влияние вида цемента на ползучесть бетона сказывается в той мере, в какой вид цемента влияет на прочность бетона в момент загружения. При сравнении величин ползучести бетона на различном связующем следует принимать во внимание зависимость прочности бетона в раннем возрасте от вида цемента. Поэтому величина ползучести бетона на портландцементе различных видов и на глиноземистом цементе примерно одинакова. Это относится к ползучести как на воздухе, так и в воде. Исключение составляет шлакопортландцемент, бетон на котором обладает большей ползучестью, чем на стандартных видах портландцемента.
Тонкость помола цемента влияет на рост прочности бетона в раннем возрасте и таким образом влияет на его ползучесть. Однако прямого влияния тонкости помола на увеличение ползучести не установлено, имеется множество противоречивых данных, которые могут быть объяснены косвенным влиянием гипса. Известно, что чем больше тонкость помола цемента, тем больше требуемое количество гипса. Поэтому дополнительный помол цемента в лабораторных условиях без добавления гипса приводит к получению неправильно отрегулированного по срокам схватывания цемента, который показывает более высокую усадку и ползучесть.
Многими испытаниями обнаружено, что ползучесть бетона уменьшается с увеличением размеров образцов. Это может быть обусловлено влиянием усадки, а также тем обстоятельством, что на поверхности ползучесть протекает в условиях высыхания и величина ее выше, чем в теле образца. Если со временем образец высохнет на всю глубину, этот процесс будет сопровождаться ростом его прочности, что приведет к снижению ползучести.
При повышении температуры выше нормальной ползучесть бетона увеличивается. Более высокая температура приводит к увеличению начальной скорости ползучести по сравнению с бетоном, испытываемым при нормальной (комнатной) температуре. Это обусловлено увеличением подвижности воды и активацией процесса деформирования. Однако рост ползучести со временем прекращается и становится одинаковым для всех температур. В случае испытаний бетона в раннем возрасте ползучесть при 90° С в три раза выше ползучести при 20° С.
Все данные по ползучести получены в основном при испытании бетона под постоянной нагрузкой. Бетон, подвергающийся циклическому нагружению и разгружению, также показывает прогрессирующий рост доформаций. Однако при испытании образцов, загруженных вначале длительно действующей постоянной нагрузкой, а затем циклической нагрузкой, было обнаружено только незначительное увеличение деформаций по сравнению с их уровнем, полученным при действии постоянной нагрузки.