Статті

Розрахункові характеристики бетону

Оновлено: 11 Листопада 2016 193

Бетони, як і природні камені, добре пручаються стиску й погано – розтягуванню. Міцність на стиск є основною механічною характеристикою бетону – його маркою. Марка бетону на стиск означає межа міцності в кг/см2 кубика з бетону розміром 20×20×20 см, випробуваного після 28 днів зберігання (тверднення) в нормальних температурно-вологісних умовах.

Межа міцності бетону на стиск (міцність кубика) визначається діленням руйнуючої сили на площу стиснення

мал. 1. Руйнування кубика: а - при наявності сил тертя між торцями кубика і подушками преса; б - за відсутності сил тертя.

мал. 1. Руйнування кубика: а – при наявності сил тертя між торцями кубика і подушками преса; б – за відсутності сил тертя.

Як показали дослідження, руйнування кубика, підданого стисненню відбувається в результаті появи поперечних зусиль, розшаровуючих бетон по вертикалі на частини. Розшарування кубика під пресом зазвичай відбувається по похилих площинах (мал. 1. а). Це пояснюється тим, що між поверхнями кубика і подушками преса виникають сили тертя, що відхиляють тріщини від вертикалі. Якщо усунути тертя між дотичними поверхнями мастилом, напрямок тріщин буде вертикальним (мал. 1. б).

Елементи конструкцій, які працюють на центральний стиск (колони, стійки рам та ін.), зазвичай мають форму призми.

Призмова міцність Rпр як показали досліди, менше кубикової. Вона становить 0,8R для низьких марок бетону і 0,7R для високих.

Міцність бетону на стиск при згині Rз дещо більша призмової міцності і приймається рівною 1,25 Rпр.

Міцність бетону при місцевому (зминанні) Rзм більша Rпр. Межа міцності бетону при місцевому стисненні визначається за формулою:

де

F – вся площа опорної площадки;

Fзм – площа завантаженої частини.

Коефіцієнт γ приймається не більше 1,5 при дії тільки місцевого навантаження і не більше 2 – при дії місцевого і решти навантажень.

Міцність бетону при розтягуванні Rр залежить від тих же факторів, які впливають на міцність бетону при стисненні, і виражається формулою:

Міцність бетону при зрізі Rзр і сколюванні в 1,5-2 рази вище його межі міцності при розтягуванні.

Для залізобетонних конструкцій застосовуються бетони:

  • важкий – об’ємною вагою 1800 кг/м3 і більше марок 100, 150, 200, 300, 400, 500 і 600;
  • легкий – об’ємним вагою менше 1800 кг/м3 марок 35, 50, 75, 100 » 150, 200, 250, 300, 350, 400.

Слід зазначити, що не у всіх конструкціях може бути ефективно використаний бетон високих марок.

Для центрально і позацентрово стиснутих залізобетонних елементів з важкого бетону, розміри перетину яких визначаються з розрахунку на міцність, рекомендується приймати марку бетону не нижче 200.

Механічні характеристики бетону нормовані. Нормативний опір бетону приймається рівним середньо статичним значенням міцності при випробуванні контрольних кубиків.

Таблиця 1. Розрахункові опори бетону при розрахунку конструкцій на міцність і появі або розкритті тріщин, кг/см2
Вид напруженого стану Позначення розрахункового опору Типи конструкцій Розрахункові опори бетону в кг/см2 при проектній марці бетону по міцності на стиск
35 50 75 100 150 200 300 400 500 600
Проектна марка бетону по міцності на розтяг
P11 P15 P18 P23 P27 P31 P35
Стиснення осьове (призмова міцність) Rпр

Залізобетонні

Бетонні

14

12,5

20

18

30

27

44

40

65

60

80

70

130

115

170

200

230

Стиснення при вигині Rв

Залізобетонні

Бетонні

17,5

16

25

22

37

33

55

50

80

70

100

90

160

140

210

250

280

Розтягування осьове Rр

Залізобетонні

Бетонні

2,3

2

2,7

2,4

3,6

3,2

4,5

4

5,8

2,2

7,2

6,4

10,5

9,5

12,5

14

15

Розтягування при розрахунку по утворенню тріщин

Розтягування при перевірці необхідності розрахунку по розкриттю тріщин

Rт

Залізобетонні

Бетонні

3,2 3,8 5 6,3 8 10 14,5 17,5 19,5 21

Розрахункові опори бетону визначені (з округленням) як добуток нормативних опорів на відповідні коефіцієнти однорідності і основні коефіцієнти умов роботи. Величини розрахункових опорів дані в табл. 1.

Розрахункові опори (табл. 1) множаться на додаткові коефіцієнти умов роботи mб, що враховуються незалежно один від одного:

  • а) при перевірці міцності в стадії попереднього обтиснення бетону для збірних попередньо напружених елементів mб = 1,2;
  • б) для бетонів на глиноземному цементі mб = 0,7;
  • в) при розрахунку міцності бетонних і залізобетонних центрально і позацентрово стиснутих елементів, бетонованих у вертикальному положенні (колони, панелі тощо), mб = 0,85;
  • г) при розрахунку міцності монолітних бетонних стовпів перерізом менше 35 × 35 см, а також залізобетонних колон з більшою стороною перерізу менше 30 см mб = 0,85;
  • д) при розрахунку міцності стінових панелей для простінків з площею перетину менше 0,1 м2 mб = 0,8;
  • е) для окремих дрібних монолітних залізобетонних виробів при загальному обсязі бетону до 10 м3 значення розрахункових опорів слід помножити на коефіцієнт mб = 0,9;
  • ж) для легких бетонів проектних марок 200 і вище, приготованих на природних пористих заповнювачах вулканічного походження, значення розрахункових опорів бетону розтягуванню Rр і Rт приймаються за табл. 1 з коефіцієнтами:
    • 0,8 – для бетонів проектних марок 200 і 250;
    • 0,7 – для бетонів проектних марок 300 і 350;
    • 0,65 – для бетонів проектної марки 400.

Для поризованих легких бетонів, а також бетонів, приготованих із застосуванням спученого перлітового піску, значення розрахункових опорів бетону розтягуванню Rр і Rт приймаються за табл. 1 з коефіцієнтом 0,8.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *