ВЫСОКОПРОЧНЫЙ БЕТОН

ДЕФОРМАЦИИ БЕТОНА ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОМ НАГРУЖЕНИИ. МОДУЛЬ УПРУГОСТИ БЕТОНА

Бетон как материал, не подчиняющийся закону Гука, имеет диаграмму сжатия криволинейного очертания. Из­вестны различные варианты математического описания кривой G = /(є), в основу которых положены эксперимен­тальные закономерности [166, 199]. Исследования, зна­чительная часть которых была проведена в ЦНИИС [10, 17, 66], позволили связать характерную форму этой кривой с физическими процессами деформирования и раз­рушения бетона (см. главу II).

При кратковременном возрастании статической на­грузки отклонение диаграммы сжатия от прямолинейной обусловлено преимущественно нарушением сплошности ма­териала, вследствие перехода границы микроразрушения Rr по мере роста нагрузки и дальнейшим развитием микро­трещин в бетоне [10, 17]. В более общем случае степень искривления диаграммы зависит также от скорости нагру­жения, поскольку наблюдаемые деформации включают опре­деленную долю деформаций ползучести, проявляющихся ча­стично на всех уровнях нагрузки. Поэтому даже при не­больших нагрузках (в зоне так называемой линейной ползучести) обнаруживается некоторая криволинейность диаграммы [10]. Вследствие этого модуль деформаций бетона, определяемый как тангенс угла наклона секущей к кривой о — є, не является постоянной величиной и умень­шается по мере роста напряжений.

Для практических оценок пределов изменения секущего модуля под кратковременной нагрузкой необходимо рас­полагать данными, по крайней мере, о двух параметрах кривой а — є, начальном угле наклона этой кривой (на­чальный модуль деформаций) и величине деформаций, соответствующей максимуму кривой (предельная деформа­ция под кратковременной нагрузкой). В указанном диапа­зоне модуль деформаций изменяется более или менее плавно [10, 66, 166]. Значения обоих параметров, а также характер изменения модуля деформаций с ростом напряжений от нуля до максимальной величины существенно зависят от особенностей структуры бетона [10, 149, 202].

Рассмотрим характеристики деформативной способности бетона при кратковременном нагружении (начальный мо­дуль деформаций и величину предельной деформативности), которые наиболее часто применяются для расчетов эле­ментов конструкций.

Хотя наибольшее число экспериментальных данных в этой области получено при испытании бетонов в условиях одноосного сжатия, установленные закономерности можно с достаточным основанием использовать применительно к действию растягивающих напряжений в бетоне [46, 158, 166].

В лабораторных условиях начальный модуль дефор­маций бетона Е = ^ находят при определенной величине

Относительного уровня напряжений в бетоне, составляющей 20—30% предела прочности опытных образцов [26]. В этой области напряжений (и вплоть до границы R?) кривая, характеризующаяся зависимостью а — є, имеет незначи­тельную кривизну, поэтому начальный модуль деформаций практически не зависит от величины напряжений. Пов­торным нагружением бетона в зоне невысоких напряжений до некоторой степени можно исключить влияние остаточных деформаций бетона на величину модуля. Определенную таким путем характеристику деформативности бетона с не­нарушенной структурой рассматривают условно как модуль упругости (начальный модуль упругости) этого материала.