Усадка и ползучесть железобетона

В железобетонных конструкциях арматура препятствует развитию усадки.

Усадка приводит к появлению в бетоне растягивающих напряжений, а в арматуре сжимающих.

Величина растягивающих деформаций равна:

ε_bt = ε_SL – ε_SL,s’

Где ε_SL - деформация усадки свободного бетона; ε_SL,S - стесненная усадка армированного элемента.

Растягивающие напряжения в бетоне

Напряжения в бетоне могут превышать сопротивление бетона растяжению. В этом случае образуются усадочные трещины.

Растягивающие напряжения в бетоне зависят от деформации свободной усадки, коэффициента армирования ₁=А_S/A,класса бетона.

Усадка способствует только раннему образованию силовых трещин.

Чем больше размеры железобетонных элементов, тем больше влияние усадки.

Для исключения этого устраивают усадочные швы.

Изменение деформаций усадки и набухания с течением времени

Ползучесть железобетона является следствием ползучести бетона. Стесненная ползучесть в железобетонном элементе приводит к перераспределению усилий между арматурой и бетоном.

В железобетонном сжатом элементе продольные деформации равны

Напряжения в арматуре

Уравнение равновесия

тогда напряжения в бетоне

Коэффициент упруго-пластических деформаций

Влияние ползучести:

-в коротких сжатых элементах – позволяет полностью использовать прочностные свойства арматуры и бетона;

-в длинных сжатых и в изгибаемых элементах – увеличивает эксцентриситет и прогиб соответственно;

-в предварительно-напряженных конструкциях – к потере предварительного напряжения.

Релаксация напряжений в бетоне – снижение напряжений при постоянных продольных деформациях.

Защитный слой бетона

Это расстояние от поверхности арматуры до грани бетона.

Защитный слой бетона должен обеспечивать:

- совместную работу арматуры с бетоном;

- анкеровку арматуры в бетоне и возможность устройства стыков арматурных элементов;

- сохранность арматуры от воздействий окружающей среды (в том числе при наличии агрессивных воздействий):

- огнестойкость конструкций.

Толщину защитного слоя бетона следует принимать с учетом роли арматуры в конструкциях (рабочая или конструктивная), типа конструкций (колонны, плиты, балки, элементы фундаментов, стены и т.п.), диаметра и вида арматуры.

Минимальные значения толщины слоя бетона рабочей арматуры (в том числе арматуры, расположенной у внутренних граней полых элементов кольцевого или коробчатого сечения) следует принимать по табл..1.

Для сборных элементов минимальные значения толщины защитного слоя бетона рабочей арматуры, указанные в табл..1, уменьшают на 5 мм.

Для конструктивной арматуры минимальные значения толщины защитного слоя бетона принимают на 5 мм меньше по сравнению с требуемыми для рабочей арматуры.