Что такое модуль упругости бетона

Характеристика В25

Прочность b25 бетона составляет 327 кгс/см2, потому вы можете не волноваться о хрупкости постройки, материал прослужит десятки лет, чего не скажешь про b15 бетон, так как он используется чаще всего в строительстве конструкций малой и средней массы.

Чаще всего применяется в промышленном строительстве, в работе с тяжелыми конструкциями. Технические характеристики:

• бетон В25 означает, что материал выдерживает давление в 250 атмосфер. При этом он не потрескается, не нарушится целостность;
• бетон класса в25 – марка бетона М 350, относится к классу тяжелых бетонов;
• подвижность материала – П2-П4, но ее можно увеличить с помощью добавок;
• плотность бетона в25 составляет 2-2,5 т/м3 (удельный вес бетона в25 – 2000 до 2500 кг/м³), что говорит о его высокой прочности и устойчивости к разным видам воздействия;
• объемный вес бетона в25 – 2502 кг, материал является тяжелым, поэтому используется в определенных видах работ.

Класс В25 — это марка бетона М350

Виды нагрузок

При использовании металлов прилагаются разные нагрузки статического и динамического воздействия. В теории прочности принято определять нагружения следующих видов.

Сжатие – действующая сила сдавливает предмет, вызывая уменьшение длины вдоль направления приложения нагрузки. Такую деформацию ощущают станины, опорные поверхности, стойки и ряд других конструкций, выдерживающих определённый вес. Мосты и переправы, рамы автомобилей и тракторов, фундаменты и арматура, – все эти конструктивные элементы находятся при постоянном сжатии.

Растяжение – нагрузка стремится удлинить тело в определенном направлении. Подъемно-транспортные машины и механизмы испытывают подобные нагружения при подъеме и переноске грузов.

Сдвиг и срез – такое нагружение наблюдается в случае действия сил, направленных вдоль одной оси навстречу друг другу. Соединительные элементы (болты, винты, заклепки и другие метизы) испытывают нагрузку подобного вида. В конструкции корпусов, металлокаркасов, редукторов и других узлов механизмов и машин обязательно имеются соединительные детали. От их прочности зависит работоспособность устройств.

Кручение – если на предмет действует пара сил, находящихся на определенном расстоянии друг от друга, то возникает крутящий момент. Эти усилия стремятся произвести скручивающую деформацию. Подобные нагружения наблюдаются в коробках передач, валы испытывают именно такую нагрузку. Она чаще всего непостоянная по значению. В течение времени величина действующих сил меняется.

Изгиб – нагрузка, которая изменяет кривизну предметов, считается изгибающей. Мосты, перекладины, консоли, подъемно-транспортные механизмы и другие детали испытывают подобное нагружение.

Что такое расчетное сопротивление?

Расчетное сопротивление бетонной смеси – характеристика отражающая свойство материала противостоять внешним механическим нагрузкам. Его применяют при проектировании зданий и сооружений. Данный показатель получают из нормативных значений противодействия конкретной марки раствора делением на специальный коэффициент.

Этот коэффициент, применяемый для вычисления расчетного сопротивления бетона на сжатие обозначается γb и может принимать значения:

• 1,3 – для максимальных возможных величин по несущей способности;
• 1 – для максимальных значений по пригодности к эксплуатации.

Коэффициенты надежности материала при механическом растяжении обозначаются γbt, они могут быть равны:

• 1,5 – для максимальных показателей несущей способности во время определения класса на сжатие;
• 1,3 – для максимальных значений несущей способности на осевое растяжение;
• 1 – для максимальных величин по пригодности к эксплуатации.

Классы бетонов обозначаются от В10 до В60, значения их нормативного противодействия приводятся в специальных таблицах.

Как получить расчетное сопротивление?

Для получения расчетного сопротивления бетона по осевому сжатию определяется класс материала, из таблицы берутся его нормативные данные и производится вычисление по формуле:

Rb=Rbn/γb,

где Rb – расчетные данные на осевое сжатие, множитель Rbn – нормативные , γb – коэффициент.

Аналогично рассчитывают расчетное сопротивление бетона осевому растяжению:

Rbt=Rbtn/γbt,

где Rbt – расчетные значения на осевое растяжение, множитель Rbtn – нормативные показатели на растяжение, γbt – коэффициент для растяжения.

Учитывая условия, в которых будут эксплуатироваться бетонные конструкции, вводятся и другие коэффициенты γbi, учитывающие эти особенности:

• для непродолжительных статических нагрузок 1;
• для длительных статических нагрузок 0,9;
• элементы, заливаемые вертикально 0,9;
• коэффициенты, отражающие климатические особенности, назначение сооружения, площадь сечения указываются в документации отдельно.

Применение

Марка бетона в25 не имеет особых технологий приготовления. Строительству монолитных конструкций служат следующие действия:

Кроме этого, материал применяют для заливки дорожных плит на площадках аэродромов

• нужно очистить поверхность от мусора и пыли;
• делается опалубка (используйте деревянные доски или ДСП);
• большую прочность получите, применяя перемычки и распорки;
• проведите армирование с помощью армированной сетки или стальных прутьев (эта процедура касается укрепления конструкции);
• равномерно залейте опалубку готовой смесью;
• применяйте вибраторы для уплотнения раствора;
• после застывания уберите съемную опалубку;
• первые десять дней смачивайте готовую конструкцию водой;
• полное застывание произойдет через 4 недели.

Влияние температуры на изменение механических свойств материалов

Твердое состояние — не единственное агрегатное состояние вещества. Твердые тела существуют только в определенном интервале температур и давлений. Повышение температуры приводит к фазовому переходу из твердого состояния в жидкое, а сам процесс перехода называется плавлением. Температуры плавления, как и другие физические характеристики материалов, зависят от множества факторов и также определяются опытным путем.

Таблица 318.6. Температуры плавления некоторых веществ

Примечание: В таблице приведены температуры плавления при атмосферном давлении (кроме гелия).

Упругие и прочностные характеристики материалов, приведенные в таблицах 318.1-318.5, определяются как правило при температуре +20оС. ГОСТом 25.503-97 допускается проводить испытания металлических образцов в диапазоне температур от +10 до +35оС.

При изменении температуры изменяется потенциальная энергия тела, а значит, изменяется и значение внутренних сил взаимодействия. Поэтому механические свойства материалов зависят не только от абсолютной величины температуры, но и от продолжительности ее действия. Для большинства материалов при нагреве прочностные характеристики (σп, σт и σв) уменьшаются, при этом пластичность материала увеличивается. При снижении температуры прочностные характеристики увеличиваются, но при этом повышается хрупкость. При нагреве уменьшается модуль Юнга Е, а коэффициент Пуассона увеличивается. При снижении температуры происходит обратный процесс.

Рисунок 318.6. Влияние температуры на механические характеристики углеродистой стали.

При нагревании цветных металлов и сплавов из них прочность их сразу падает и при температуре, близкой к 600° С, практически теряется. Исключение составляет алюмотермический хром, предел прочности которого с увеличением температуры увеличивается и при температуре равной 1100° С достигает максимума σв1100 = 2σв20.

Характеристики пластичности меди, медных сплавов и магния с ростом температуры уменьшаются, а алюминия — увеличиваются. При нагреве пластмасс и резины их предел прочности резко снижается, а при охлаждении эти материалы становятся очень хрупкими.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1. При определении модуля упругости и коэффициента Пуассона шкалу силоизмерителя испытательного пресса (машин) выбирают из условия, что ожидаемое значение разрушающей нагрузки Р_р должно быть от 70 % до 80 % от максимальной, допускаемой выбранной шкалой. При определении призменной прочности шкалу силоизмерителя выбирают в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78.

4.2. Перед испытанием образец с приборами устанавливают центрально по разметке плиты пресса и проверяют совмещение начального отсчета с делением шкалы прибора.

4.3. Начальное усилие обжатия образца, которое в последующем принимают за условный нуль, должно быть не более 2 % ожидаемой разрушающей нагрузки.

Значение ожидаемой разрушающей нагрузки при испытании образцов устанавливают по данным о прочности бетона, принятой в технической документации, или по прочности на сжатие изготовленных из одного замеса образцов-кубов, определенной в соответствии с ГОСТ 10180-78. Ее значение при одинаковых сечениях кубов и призм следует принимать от 80 % до 90 % средней разрушающей нагрузки образцов-кубов.

4.4. При центрировании образцов необходимо, чтобы в начале испытания от условного нуля до нагрузки, равной (40 ± 5 %)Р_р отклонения деформаций по каждой грани (образующей) не превышали 15 % их среднего арифметического значения.

При несоблюдении этого требования при нагрузке, равной или большей (15 ± 5 %)Р_р, следует разгрузить образец, сместить его относительно центральной оси разметки плиты пресса в сторону больших деформаций и вновь произвести его центрирование.

Образец бракуют после пяти неудачных попыток его центрирования.

4.5. При центрировании образцов деформации фиктивных волокон, совпадающих с центрами отверстий, в которых крепят индикаторы (см. чертеж), относят к граням образца и определяют по формулам:

()

()

где D₁‘ и D₂‘ — деформации фиктивных волокон на противоположных гранях образца;

D₁ и D₂ — деформации, отнесенные к граням образца;

а — размер стороны образца;

с — расстояние от грани образца до центра отверстий, в которых крепят индикаторы.

4.6. При определении призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона бетона нагружение образца до уровня нагрузки, равной (40 ± 5 %)Р_р, следует проводить ступенями, равными 10 % ожидаемой разрушающей нагрузки, сохраняя в пределах каждой ступени скорость нагружения (0,6 ± 0,2) МПа/с.

На каждой ступени следует проводить выдержку нагрузки от 4 до 5 мин (при нагреве — до 15 мин) и записывать отсчеты по приборам в начале и в конце выдержки ступени нагрузки в журнал по форме приложения .

При уровне нагрузки, равной (40 ± 5) %Р_р, снимают приборы с образца, если нет других требований, предусмотренных программой испытания. После снятия приборов дальнейшее нагружение образца следует проводить непрерывно с постоянной скоростью в соответствии с требованием ГОСТ 10180-78.

4.7. Машины (прессы) для испытаний следует эксплуатировать в соответствии с техническими условиями и правилами. Они должны быть снабжены страховочными приспособлениями в виде упругих элементов, воспринимающих нагрузку разрушения образца и гасящих упругую энергию.

Рабочее пространство при проведении испытаний должно быть ограждено металлическими сетками с целью предотвращения разлетания осколков бетона при разрушении образца.

4.8. Лица, допущенные к проведению испытаний, должны пройти курс обучения, включающий изучение настоящего стандарта, правил эксплуатации испытательных машин (прессов), приборов и аппаратуры, а также инструкции по безопасности труда. Программа обучения должна быть утверждена руководителем организации (предприятия).

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Призменную прочность R_првычисляют для каждого образца по формуле

()

где Р_р — разрушающая нагрузка, измеренная по шкале силоизмерителя пресса (машины);

F — среднее значение площади поперечного сечения образца, определяемое по его линейным размерам по ГОСТ 10180-78.

5.2. Модуль упругости Е_sвычисляют для каждого образца при уровне нагрузки, составляющей 30 % от разрушающей, по формуле

()

где s₁ = P₁F— приращение напряжения от условного нуля до уровня внешней нагрузки, равной 30 % от разрушающей;

P₁— соответствующее приращение внешней нагрузки;

ε_1у — приращение упругомгновенной относительной продольной деформации образца, соответствующее уровню нагрузки P₁ = 0,3P_p и измеренное в начале каждой ступени ее приложения, которое определяют по п. .

В пределах ступени нагружения деформации определяют по линейной интерполяции.

5.3. Коэффициент Пуассона бетона µ вычисляют для каждого образца при уровне нагрузки, составляющей 30 % разрушающей, по формуле

()

где ε_2у — приращение упругомгновенной относительной поперечной деформации образца, соответствующее уровню нагрузки P₁ = 0,3P_p и измеренное в начале каждой ступени ее приложения, которое определяют по п. .

5.4 Значения ε_1у и ε_2у определяют по формулам:

ε_1у = ε₁ — ∑ε_1п; ()

ε_2у = ε₂ — ∑ε_2п, ()

где ε₁ и ε₂ — приращения полных относительных продольных и поперечных деформаций образца, соответствующие уровню нагрузки Р₁= 0,3Р_р и измеренные в конце ступени ее приложения;

∑ε_1п и ∑ε_2п — приращения относительных продольных и поперечных деформаций быстронатекающей ползучести, полученные при выдержках нагрузки на ступенях нагружения до уровня нагрузки Р₁ = 0,3Р_р.

Приращения относительных продольных и поперечных деформаций вычисляют как среднее арифметическое показаний приборов по четырем граням призмы или трем — четырем образующим цилиндра.

5.5. Значения относительных деформаций ε₁ и ε₂ определяют по формулам:

ε₁ = Dl₁l₁; ()

ε₂ = Dl₂l₂, ()

где Dl₁, Dl₂ — абсолютные приращения продольной и поперечной деформаций образца, вызванные соответствующим приращением напряжений;

l₁, l₂ — фиксированные базы измерения продольной и поперечной деформации образца.

При использовании тензорезисторов и других аналогичных приборов, шкалы которых проградуированы в относительных единицах деформаций, величины ε₁и ε₂ определяют непосредственно по шкалам измерительных приборов.

5.6 При определении средних значений призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона в серии образцов предварительно отбраковывают анормальные (сильно отклоняющиеся) результаты испытаний.

Для отбраковки анормальных результатов в серии из трех образцов сравнивают значения y_iпризменной прочности, модуля упругости или коэффициента Пуассона в серии, показавших наибольшие и наименьшие значения этих величин со средними их значениями в серии , определенными по формуле (), и проверяют в соответствии с требованием ГОСТ 10180-78 выполнение условий, приведенных в формулах () и () указанного стандарта. Если эти требования не выполняются, то поступают в соответствии с требованием ГОСТ 10180-78; если условия выполняются, то средние значения призменной прочности бетона, его модуля упругости и коэффициента Пуассона в серии образцов определяют по формуле

()

где — среднее значение указанных величин в серии образцов данного размера;

y_i — значение указанных величин по отдельным образцам;

п — число образцов в серии.

5.7. В журнале результатов испытаний должны быть предусмотрены графы в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78, за исключением значения масштабного коэффициента, поскольку этот коэффициент при определении призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона не требуется.

В журнале результатов испытаний должны быть предусмотрены, кроме того, дополнительные графы:

а) состав бетона, жесткость или подвижность смеси, вид, завод-изготовитель и активность вяжущих, вид заполнителей и добавок;

б) модуль упругости бетона отдельных образцов, МПа;

в) средний модуль упругости бетона в серии образцов, МПа;

г) значение коэффициента Пуассона отдельных образцов;

д) среднее значение коэффициента Пуассона в серии образцов;

е) база измерения деформаций, мм;

ж) тип тензометра, примененный для измерения линейных деформаций образца (цена его деления);

з) температура нагрева;

и) температура и относительная влажность воздуха помещения, в котором производились испытания.

В графе «Примечания» должны быть указаны дефекты образцов, особый характер их разрушения, отбраковка результатов испытаний, ее причины и т.д. в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78.

5.8. Применяемые в стандарте основные термины, обозначения и пояснения приведены в приложении .

Расчет модуля упругости в лабораторных условиях

Когда речь идет о модуле упругости, принимают во внимание оба его варианта – динамический и статический. У первого значение выше и определяется в ходе вибрации образца

Статический модуль, помимо основной информации, предоставляет данные о такой характеристике, как ползучесть бетона – динамика образования деформаций при постоянной нагрузке.

При расчетах учитывают тождество модулей упругости материала как на растяжение, так и на сжатие. Замечено, что если напряжение составляет 0,2 и более максимальной прочности бетона, происходят остаточные деформации. Это приводит к тому, что при сцеплении раствора и наполнителей возникают микротрещины, а это становится причиной крошения и в конечном итоге разрушения.

Во время эксперимента образец подвергают непрерывной нагрузке, имеющей тенденцию к возрастанию, до полного разрушения. Для этого используют особое оборудование – нагружающие установки. В диаграмму вносят данные, показывающие влияние нагрузок на степень деформаций. На завершающем этапе производится расчет среднего модуля упругости всех образцов.

• Строитель с 20-летним стажем
• Эксперт

В 1998 году окончил СПбГПУ, учился на кафедре гражданского строительства и прикладной экологии.

Занимается разработкой и внедрением мероприятий по предупреждению выпуска низкокачественной продукции.

Разрабатывает предложения по совершенствованию производства бетона и строительных растворов.

Модуль сдвига

Литература

Модуль сдвига

Сдвигом называют деформацию, при которой все слои тела, параллельные некоторой плоскости, смещаются друг относительно друга. При сдвиге объем деформируемого образца не меняется.

Модуль сдвига (N) – одна из нескольких величин, характеризующих упругие свойства материала.

Модуль сдвига связан с модулем Юнга через коэффициент Пуассона:

1 кгс/мм2 = 10-6 кгс/м2 = 9,8·106 Н/м2 = 9,8·107 дин/см2 = 9,81·106 Па = 9,81 МПа. Модуль сдвига материалов

Материал	Модуль сдвига
кгс/мм2	Н/м2	МПа
Металлы
Алюминий	2300-2700	2250-2650	22500-26500
Алюминий отожженный	2500	2450	24500
Бронза	4400	4320	43200
Бронза алюминиевая, литье	4180	4100	41000
Бронза фосфористая катаная	4180	4100	41000
Висмут	1200-1400	1180-1370	11800-13700
Висмут литой	1220	1200	12000
Вольфрам	13300	13050	130500
Вольфрам отожженный	8970-21910	8800-21500	88000-215000
Дюралюминий	2750	2700	27000
Дюралюминий катаный	2650	2600	26000
Железо кованое	8000-8300	7850-8150	78500-81500
Железо литое	3570-5400	3500-5300	35000-53000
Золото	2600-3900	2550-3830	25500-38300
Золото отожженное	2970	2910	29100
Инвар	5600	5500	55000
Кадмий	1940	1900	19000
Кадмий литой	1960	1920	19200
Константан	6200	6080	60800
Латунь	2700-3700	2650-3630	26500-36300
Латунь корабельная катаная	3670	3600	36000
Латунь холоднотянутая	3470-3670	3400-3600	34000-36000
Манганин	4700	4610	46100
Медь	4000-4800	3920-4700	39200-47000
Медь деформированная	4230	4150	41500
Медь прокатанная	3980	3900	39000
Медь холоднотянутая	4890	4800	48000
Нейзильбер	4000	3920	39200
Никель	7500	7360	73600
Олово	1700	1670	16700
Олово литое	1670-1810	1640-1780	16400-17800
Палладий	4000-5000	3920-4900	39200-49000
Палладий литой	5200	5110	51100
Платина	6000-7200	5880-7060	58800-70600
Платина отожженная	6200	6090	60900
Свинец	550-600	540-580	5400-5800
Свинец литой	575	562	5620
Серебро	2500-2900	2450-2840	24500-28400
Серебро отожженное	2640	2590	25900
Сталь инструментальная	8000-8500	7850-8340	78500-83400
Сталь легированная	8150	8000	80000
Сталь специальная	8500-8800	8340-8630	83400-86300
Титан	4480	4400	44000
Цинк	3000-4000	2940-3920	29400-39200
Цинк катаный	3160	3100	31000
Чугун	2900-3500	2840-3430	28400-34300
Чугун белый, серый	4480	4400	44000
Чугун ковкий	4000	3920	39200
Пластмассы
Плексиглас	151	148	1480
Целлулоид	66	65	650
Резины
Каучук	0,28	0,27	2,7
Резина мягкая вулканизированная	0,05-0,15	0,05-0,15	0,5-1,5
Различные материалы
Бетон	715-1730	700-1700	7000-17000
Гранит	1430-4490	1400-4400	14000-44000
Известняк плотный	1530	1500	15000
Кварцевая нить (плавленая)	3160	3100	31000
Мрамор	1430-4490	1400-4400	14000-44000
Стекло	1780-2950	1750-2900	17500-29000

Литература

1. Краткий физико-технический справочник. Т.1 / Под общ. ред. К.П. Яковлева. М.: ФИЗМАТГИЗ. 1960. – 446 с.
2. Справочник по элементарной физике / Н.Н. Кошкин, М.Г. Ширкевич. М., Наука. 1976. 256 с.
3. Таблицы физических величин. Справочник / Под ред. И.К. Кикоина. М., Атомиздат. 1976, 1008 с.

Расчётные сопротивления и модули упругости тяжёлого бетона, мПа

Таблица 2

Характеристики бетона	КЛАСС БЕТОНА
В7,5	В10	В12,5	В15	В20	В25	В30	В35	В40
	Для предельных состояний 1-й группы
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb	4,5	6,0	7,5	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0
Растяжение осевое Rbt	0,48	0,57	0,66	0,75	0,90	1,05	1,20	1,30	1,40
	Для предельных состояний 2-й группы
Сжатие осевое Rb, ser	5,5	7,5	9,5	11,0	15,0	18,5	22,0	25,5	29,0
Растяжение осевое Rbt, ser	0,70	0,85	1,00	1,15	1,30	1,60	1,80	1,95	2,10
Начальный модуль упругости тяжёлого бетона обычного твердения Eb	16000	18000	21000	23000	27000	30000	32500	34500	36000
Начальный модуль упругости тяжёлого бетона подвергнутого тепловой обработке при атмосферном давлении	14500	16000	19000	20500	24000	27000	29000	31000	32500

Примечание. Расчётные сопротивления бетона для предельных состояний 2-й группы равны нормативным: Rb,ser =Rb,n; Rbt,ser =R bt, n.

Расчётные сопротивления и модули упругости некоторых арматурных сталей, мПа

Таблица 3

КЛАСС АРМАТУРЫ (обозначение по ДСТУ 3760-98)	Расчётные сопротивления	Модуль упругости Es
для расчёта по предельным состояниям 1-й группы	для расчёта по предельным состояниям 2-й группы Rs,ser
растяжение	сжатие Rsc
Rs	Rsw
1	2	3	4	5	6
	225	175	225	235	2,1·105
А300С	280	225	280	295	2,1·105
А400С  6…8 мм	355	285	355	390	2,0·105
А400С  10…40мм	365	290	365	365	2,0·105
А600С	510	405	450	590	1,9·105
BpI  3 мм	375	270	375	410	1,7·105
BpI  4 мм	365	265	365	405	1,7·105
BpI  5 мм	360	260	360	395	1,7·105

Примечание. Расчётные сопротивления стали для предельных состояний 2-й группы равны нормативным: Rs,ser =Rs,n.

Соседние файлы в предмете

Два случая разрушения изгибаемых элементов и граничные условия.

В зависимости от
количества арматуры, расположенной в
растянутой зоне элемента, его разрушение
может произойти по одному из двух
случаев:

Случай1- при
достижении в растянутой арматуре
предела текучести, а в сжатом бетоне
предела прочности на сжатии. (нехрупкое
разрушение элемента)

Случай 2- при
достижении предела прочности в сжатом
бетоне и напряжении в арматуре ниже
предела текучести. (хрупкое разрушение
элемента)

7.КлассификацияАрматуры,арматурные
изделия.(СНиП)Арматура
в ж/б конструкциях предназначена для
восприятия растягивающих усилий в
изгибаемых и растянутых элементах и
для усиления сечений сжатых элементов.

1.Рабочая —
воспринимает главным образом растягивающие
напряжения, её кол-во определяется
расчетом на восприятие проектных
нагрузок.

2.Монтажная — для
восприятия усилий от усадочных и
температурных деформаций бетона,
монтажных нагрузок, для обеспечения
проектного положения арматуры в
элементах конструкций.

А.Рабочую и монтажную
объединяют в изделия — сварные и вязанные
сетки и каркасы (плоские и пространственные)

Б.Стальная
подразделяется на горячекатаную
стержневую и холоднотянутую проволочную.

По условиям
применения: подвергаемая предварительному
натяжению, наз. напрягаемой арм.

В зависимости от
характера поверхности: гладкая и
периодического профиля, с выступами
на стержневой и вмятинами на проволочной
арматуре для лучшего сцепления с
бетоном.

Стержневая
подразделяется на 6 классов: А-I,
A-II…..,
в зависимости от основных её механических
характеристик.(таб СНиП).

Ат-т это термическое
упрочнение.

А-IV,
A-V
и Ат – для применения с предварительным
напряжением.

Арматурная
проволока: 1) обыкновенная арматурная
проволока В-I
(холоднотянутая, низкоуглеродистая) и
Вр-I
(периодического профиля), предназначенная
к применению без предварительного
напряжения. 2) высокопрочная арматурная
проволока В-II
(волоченная, холоднотянутая, углеродистая)
и Вр-II
(периодич. Профиля), предназначенная к
применению с предварительным напряжением.

Из проволочной
арматуры на заводах изготовляют
арматурные изделия. Для предварительно-
напряженных конструкций используют
стальные арматурные канаты классов
К-7, К-19, а так же многорядные. К проволочным
арматурным изделиям относятся также
арматурные пучки. Пучок образуется из
прямых проволок или прядей, в большинстве
случаев расположенных по окружности,
закрепленных по концам в специальных
анкерах.

Применение

В строительстве чаще используют более подвижные растворы В20 П3-П4. Такие удобно заводить в опалубку посредством бетононасоса.

Бетон применяется:

• Обустройство фундаментов на устойчивых грунтах под нетяжелые одноэтажные дома из бруса или блоков, а также двухэтажных домиков облегченной конструкции (каркасные);
• Изготовление сборных железобетонных изделий – лестничных площадок и маршей, легких перемычек и других элементов;
• Обустройство отмосток и придомовых площадок;
• Строительство самонесущих ненагруженных стен;
• Возведение от фундамента до крыши гаражей и хозяйственных построек;
• Изготовление колонн и колодезных колец при условии использования продуманной системы армирования.

Во многих случаях для частотного строительства достаточно характеристик бетона в20 (М250), но по разным причинам чаще принимают М300 (в25). Это приводит к необоснованному удорожанию строительства.

Бетон в20 можно замешивать непосредственно на строительной площадке, что позволит сэкономить на транспортных перевозках. Вообще это отличная марка раствора для загородного строительства и благоустройства, с которой можно сохранить бюджет и обеспечить надежность возводимых конструкций с достаточным запасом прочности.

Общее понятие

Модуль упругости (также известный как модуль Юнга) – один из показателей механических свойств материала, который характеризует его сопротивляемость деформации растяжения. Другими словами, его значение показывает пластичность материала. Чем больше модуль упругости, тем менее будет растягиваться какой-либо стержень при прочих равных условиях (величина нагрузки, площадь сечения и прочее).

В теории упругости модуль Юнга обозначается буквой Е. Является составной частью закона Гука (закона о деформации упругих тел). Связывает напряжение, возникающее в материале, и его деформацию.

Согласно международной стандартной системе единиц измеряется в МПа. Но на практике инженеры предпочитают использовать размерность кгс/см2.

Определение модуля упругости осуществляется опытным путем в научных лабораториях. Суть данного способа заключается в разрыве на специальном оборудовании гантелеобразных образцов материала. Узнав напряжение и удлинение, при котором произошло разрушение образца, делят данные переменные друг на друга, тем самым получая модуль Юнга.

Отметим сразу, что таким методом определяются модули упругости пластичных материалов: сталь, медь и прочее. Хрупкие материалы – чугун, бетон – сжимают до появления трещин.

Дополнительные характеристики механических свойств

Модуль упругости дает возможность предугадать поведение материла только при работе на сжатие или растяжение. При наличии таких видов нагрузок как смятие, срез, изгиб и прочее потребуется введение дополнительных параметров:

• Жесткость есть произведение модуля упругости на площадь поперечного сечения профиля. По величине жесткости можно судить о пластичности уже не материала, а узла конструкции в целом. Измеряется в килограммах силы.
• Относительное продольное удлинение показывает отношение абсолютного удлинения образца к общей длине образца. Например, к стержню длиной 100 мм приложили определенную силу. Как результат, он уменьшился в размере на 5 мм. Деля его удлинение (5 мм) на первоначальную длину (100 мм) получаем относительное удлинение 0,05. Переменная является безразмерной величиной. В некоторых случаях для удобства восприятия переводится в проценты.
• Относительное поперечное удлинение рассчитывается аналогично вышепредставленному пункту, но вместо длины здесь рассматривается диаметр стержня. Опыты показывают, что для большинства материалов поперечное удлинение в 3-4 раза меньше, чем продольное.
• Коэффициент Пуансона есть отношение относительной продольной деформации к относительной поперечной деформации. Данный параметр позволяет полностью описать изменение формы под воздействием нагрузки.
• Модуль сдвига характеризует упругие свойства при воздействии на образец касательных напряжений, т. е. в случае, когда вектор силы направлен под 90 градусов к поверхности тела. Примерами таких нагрузок является работа заклепок на срез, гвоздей на смятие и прочее. По большому счету, модуль сдвига связан с таким понятием как вязкость материла.
• Модуль объемной упругости характеризуется изменением объема материала для равномерного разностороннего приложения нагрузки. Является отношением объемного давления к объемной деформации сжатия. Примером такой работы служит опущенный в воду образец, на который по всей его площади воздействует давление жидкости.

Помимо вышесказанного необходимо упомянуть, что некоторые типы материалов имеют различные механические свойства в зависимости от направления нагрузки. Такие материалы характеризуются как анизотропные. Яркими примерами служит древесина, слоистые пластмассы, некоторые виды камня, ткани и прочее.

У изотропных материалов механические свойства и упругая деформация одинаковы в любом направлении. К ним относят металлы (сталь, чугун, медь, алюминий и прочее), неслоистые пластмассы, естественные камни, бетон, каучук.

Влияние радиоактивного облучения на изменение механических свойств

Радиоактивное облучение по-разному влияет на различные материалы. Облучение материалов неорганического происхождения по своему влиянию на механические характеристики и характеристики пластичности подобно понижению температуры: с увеличением дозы радиоактивного облучения увеличивается предел прочности и особенно предел текучести, а характеристики пластичности снижаются.

Облучение пластмасс также приводит к увеличению хрупкости, причем на предел прочности этих материалов облучение оказывает различное влияние: на некоторых пластмассах оно почти не сказывается (полиэтилен), у других вызывает значительное понижение предела прочности (катамен), а в третьих — повышение предела прочности (селектрон).

Этапы изменения структуры

При строительстве необходимо учитывать деформацию от приложенной нагрузки. В процессе эксплуатации бетонная структура деформируется в два этапа:

1. Первый этап — краткосрочное изменение структуры. На этой стадии бетон сохраняет свою целостность и может восстанавливать исходное состояние. При этом во время растяжения, сжатия и изгибания возникает упругая деформация без необратимых разрушений.
2. Второй этап — разрушения необратимого типа, которые происходят в результате внезапной и сильной нагрузки. Во время пластичной деформации появляются трещины, вследствие которых начинается постепенное разрушение бетонных конструкций.

Помимо деформации от приложенной нагрузки существует такое понятие, как коэффициент упругости. Такой показатель просто необходим для людей, занимающихся расчетом прочности бетонных зданий.