Нормативное сопротивление бетона сжатию: СП 52-101-2003 Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры

Содержание

Сопротивление бетона

Сопротивление бетона на сжатие и растяжение

СП 63.13330.2012

6.1.11 Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию Rbи осевому растяжению Rbtопределяют по формулам:

Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии γbпринимают равными:

для расчета по предельным состояниям первой группы:

1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

1,5 — для ячеистого бетона;

для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.

Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении γbtпринимают равными:

для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на сжатие:

1,5 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

2,3 — для ячеистого бетона;

для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на растяжение:

1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.

Расчетные значения сопротивления бетона Rb, Rbt, Rb,ser, Rbt,ser(с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение приведены: для предельных состояний первой группы — в таблицах 6.8, 6.9, второй группы — в таблице 6.7.

 

Таблица 6.7

Вид Бетон Нормативные сопротивления бетона Rb,n, Rbt,n, МПа, и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,serи Rbt,ser, МПа, при классе бетона по прочности на сжатие
В1,5 В2 В2,5 В3,5 В5 В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 В30 В35 В40 В45 В50 В55 В60 В70 В80 В90 В100
Сжатие осевое (призменная прочность) Rb,n, Rb,ser Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий 2,7 3,5 5,5 7,5 9,5 11 15 18,5 22 25,5 29 32 36 39,5 43 50 57 64 71
Легкий 1,9 2,7 3,5 5,5 7,5 9,5 11 15 18,5 22 25,5 29
Ячеистый 1,4 1,9 2,4 3,3 4,6 6,9 9,0 10,5 11,5
Растяжение осевое Rbt,n и Rbt,ser Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий 0,39 0,55 0,70 0,85 1,00 1,10 1,35 1,55 1,75 1,95 2,10 2,25 2,45 2,60 2,75 3,00 3,30 3,60 3,80
Легкий 0,29 0,39 0,55 0,70 0,85 1,00 1,10 1,35 1,55 1,75 1,95 2,10
Ячеистый 0,22 0,26 0,31 0,41 0,55 0,63 0,89 1,00 1,05
Примечания

1 Значения сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10 %.

2 Для мелкозернистого бетона на песке с модулем крупности 2,0 и менее, а также для легкого бетона на мелком пористом заполнителе значения расчетных сопротивлений Rbt,n, Rbt,serследует принимать с умножением на коэффициент 0,8.

3 Для поризованного бетона, а также для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения расчетных сопротивлений Rbt,n, Rbt,serследует принимать как для легкого бетона с умножением на коэффициент 0,7.

4 Для напрягающего бетона значения Rbt,n, Rbt,serследует принимать с умножением на коэффициент 1,2.

Таблица 6.8

Вид Бетон Расчетные сопротивления бетона Rb, Rbt, МПа, для предельных состояний первой группы при классе бетона по прочности на сжатие
В1,5 В2 В2,5 В3,5 В5 В7,5 В10 В12,5 В15 В20 В25 в30 B35 В40 В45 В50 В55 В60 В70 В80 В90 В100
Сжатие осевое (призменная прочность) Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий 2,1 2,8 4,5 6,0 7,5 8,5 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0 25,0 27,5 30,0 33,0 37,0 41,0 44,0 47,5
Легкий 1,5 2,1 2,8 4,5 6,0 7,5 8,5 11,5 14,5 17,0 19,5 22,0
Ячеистый 0,95 1,3 1,6 2,2 3,1 4,6 6,0 7,0 7,7
Растяжение осевое Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий 0,26 0,37 0,48 0,56 0,66 0,75 0,90 1,05 1,15 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70 1,80 1,90 2,10 2,15 2,20
Легкий 0,20 0,26 0,37 0,48 0,56 0,66 0,75 0,90 1,05 1,15 1,30 1,40
Ячеистый 0,09 0,12 0,14 0,18 0,24 0,28 0,39 0,44 0,46
Примечания

1 Значения сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10 %.

2 Для мелкозернистого бетона на песке с модулем крупности 2,0 и менее, а также для легкого бетона на мелком пористом заполнителе значения расчетных сопротивлений Rbtследует принимать с умножением на коэффициент 0,8.

3 Для поризованного бетона, а также для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения расчетных сопротивлений Rbtследует принимать как для легкого бетона с умножением на коэффициент 0.7.

4 Для напрягающего бетона значения Rbtследует принимать с умножением на коэффициент 1,2.

5 Для тяжелых бетонов классов В70 — В100 расчетные значения сопротивления осевому сжатию Rbи осевому растяжению Rbtприняты с учетом дополнительного понижающего коэффициента γb,br, учитывающего увеличение хрупкости высокопрочных бетонов в связи с уменьшением деформаций ползучести и равного , где В — класс бетона по прочности на сжатие.

Таблица 6.9

Вид сопротивления Бетон Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbt, МПа, при классе бетона по прочности на осевое растяжение
Вt 0,8 Вt 1,2 Вt 1,6 Вt 2,0 Вt 2,4 Вt 2,8 Вt 3,2
Растяжение осевое Rbt Тяжелый, мелкозернистый, напрягающий и легкий 0,62 0,93 1,25 1,55 1,85 2,15 2,45

 

Расчётное сопротивление бетона сжатию таблица

Бетонные конструкции изготавливаются в расчете на то, что они способны переносить высокие нагрузки без каких-либо разрушений. Характеристики сооружений из бетона закладываются в проект — это сопротивление бетона сжатию, прочность, плотность, долговечность и т.д. Бетон – материал разнородный, поэтому различные локальные участки конструкции могут обладать разной прочностью и разным сопротивлением к нагрузкам. И расчет прочности необходим, чтобы уточнить нормативные показатели материала. Что такое расчетные параметры, и как их узнают?

Что такое расчетное сопротивление

Этот параметр можно узнать и рассчитать методом простого деления указанных в ГОСТ 12730.0-78 сопротивлений на надежность, которая отражается в виде определенного коэффициента. При вычислениях сопротивления бетона этот коэффициент зависит от типа стройматериала.

График прочности на растяжение по осям

[ads-pc-1]
[ads-mob-2]

Значения расчетных сопротивлений материалов обозначаются, как Rb и Rbt, их показатели можно менять в сторону уменьшения или увеличения методом умножения на коэффициент состояния эксплуатации бетона γbi, который отражает пропорциональность значений от времени прикладывания нагрузки; цикличность нагружений; параметры, свойства и временной отрезок эксплуатации сооружения; метод изготовления; сечение, площадь, и т.д. Узнать конкретное расчётное сопротивление бетона сжатию таблица значений которых отражает математические вычисления, а не физические данные, можно для востребованных промышленностью классов:

Сопротивление, тип Тип Расчетные показатели для максимально нагруженных состояний 1-й группы Rb и Rbt, МПа, для разных классов прочности
B 10 B 12,5 B 15 B 20 B 25 B 30 B 35
Сжатие по оси, Rb Мелкофракционный тяжелый бетон 6,0 7,50 8,5 11,5 14,50 17,0 19,50
Растяжение по оси, RM Тяжелый бетон 0,57 0,66 0,75 0,90 1,050 1,20 1,30

Как рассчитывается прочность? Существуют определенные значения прочности, заниженные для обеспечения надежности. Эти установленные параметры и есть расчетные показатели, зависящие от фактических результатов испытаний.

Нормативное сопротивление

  1. Параметр отражает показатель материала по сжатию (сжатие бетонной призмы по оси при испытаниях) Rbn и Rbtn по растяжению;
  2. Значения для максимально нагруженных состояний 1-го состава Rb, Rbt и 2-го состава Rb,ser, Rbt,ser вычисляются методом деления этих параметров согласно ГОСТ на прикрепленные коэффициенты надежности – соответственно gbc и gbt;
  3. Значение по ГОСТ Rbn, зависящие от класса по прочности на сжатие;
  4. Установленное значение Rbtn при неконтролируемой прочности материала определяется по классу прочности, и воспринимается как обеспеченная прочность при растяжении;
  5. Согласно п.2 параметры 1-го типа Rb и Rbt могут изменяться. Для этого Rb и Rbt умножаются на параметр gbi;
  6. Параметры 2-го типа Rb,ser и Rbt,ser зависят от показателя gbi, и при нормальной нагруженности материала в 1,0. Для некоторых легких бетонов используются и другие показатели Rb,ser и Rbt,ser по согласованию с проектировщиками;
  7. Первоначальный модуль упругости Eb определяется по таблице ниже. Если бетонный объект эксплуатируется в климатическом регионе IVА, и не обеспечен защитой от УФ излучения, то параметры Eb умножаются на 0,85.
Тип сопротивления Rb,n и Rbt,n согласно ГОСТ, и Rb,ser и Rbt,ser (Мпа)
B 10 B 15 B 20 B 25 B 30 B 35 B 40 B 45 B 50 B 55 B 60
Сжатие по оси Rb,m и Rb,ser 7,5 11 15 18,50 22,0 25,50 29 32 36 39,50 43
Растяжение по оси Rbt,r и Rbt,ser 0,85 11 1,35 1,55 1,75 1,95 29 2,25 2,45 2, 2,75

Структура бетона

 

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

В таблице указано расчетное сопротивление бетона осевому сжатию по СП 52-101-2003

Тип сопротивления Сопротивление согласно ГОСТ Rb и Rbt,и Rb,ser и Rbt,ser (Мпа)
B 10 B 15 B 20 B 25 B 30 B 35 B 40 B 45 B 50 B 55
Сжатие по оси Rb 6 8,5 11,5 14,5 17 19,5 22 25 27,5 30
Растяжение по оси Rbt 0,56 0,75 0,9 1,050 1,15 1,30 1,40 1,50 1,60 1,70

Сопротивление по ГОСТ или СП зависит от прочности испытываемых образцов (кубиковая нормативная прочность).

Rb и Rbt для осевых растяжений при определении класса бетона устанавливается с зависимостью от прочности согласно ГОСТ испытываемых образцов типов бетона с контролем приготовления раствора. Нормативная кубиковая и призменная прочность на сжатие и на растяжение имеют определенное соотношение, устанавливаемое при стандартных испытаниях бетонных образцов.

Требования к автоклавному бетону

Марка

 

Первоначальный модуль упругости Еb автоклавного материала
Сжатие и растяжение, МПа
B 1,5 B 2 B 2,5 B 3,5 B 5 B 7,5
D 300 900 1000
D 400 1100 1200 1300
D 500 1300 1500 1600 1700
D 600 1500 1600 1700 1800 1900
D 700 1900 2200 2500 2900 3200 3400

Ячеистый бетон

[ads-pc-1]
[ads-mob-2]

Рассчитывая класс бетона по прочности на растяжение по осям, стандартные значения Rb и Rbt берутся как свойство класса, выраженное в цифрах, которые идут после символа «B». Определяющие свойства деформаций бетона — это:

  • Максимальные относительные деформации при сжатии-растяжении по осям: Ɛbo,n и Ɛbto,n;
  • Первоначальный модуль упругости Eb,n;

Дополнительные свойства деформаций бетона:

  • Первичный коэффициент поперечных деформаций «v»;
  • Сдвиг по модулю «G»;
  • Коэффициент температурных деформаций αbt;
  • Деформации, зависящие от свойств ползучести раствора Ɛсг;
  • Деформации, зависящие от усадки материала εshr.

Характеристики деформаций определяются, исходя из класса и марки, плотности и технологических показателей бетона. Механические показатели бетона для напряженного состояния по одной оси в общих случаях характеризуются диаграммой деформирования материала, отражающей зависимость напряжений Σb,n (Σbt,n) и относительных продольных деформаций Εb,n (Εbt,n) бетона в растянутом или сжатом состоянии при импульсном приложении нагрузки.

Виды деформаций

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

При расчетах прочности бетонных конструкций основные характеристики, влияющие на конечный результат – это окончательное и фактическое сопротивление бетона Rb и Rbt. Характеристики прочности, полученные в результате вычислений, рассчитываются как стандартные сопротивления материала Rb,m и Rb,ser, а также Rbt,r и Rbt,ser, поделенные на gbc и gbt и. Показания gbc и gbt зависят от типа бетона, просчитанных свойств материала, предельных состояний при различных нагрузка, но должны не выходить за следующие рамки:

Для коэффициента gbc:

  1. 1,3 — для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава бетона;
  2. 1,0 — для максимальных и минимальных нагрузок 2-го состава;

Для коэффициента gbt:

  1. 1,5 — для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава при определении класса на сжатие по осям;
  2. 1,3 – для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава при определении класса на растяжение по осям;
  3. 1,0 — для максимальных и минимальных нагрузок 2-го состава бетона.

Для максимальных и минимальных нагрузок 1-го и 2-го состава показатели деформаций материала берутся из их значений, указанных в ГОСТ и СНиП. Также при вычислении значений R свойства нагрузок, влияние атмосферных осадков, температуры, напряженности материала и конструкции из бетона корректируются коэффициентами условий эксплуатации конструкции γbi, и отражаются на расчетных деформационных и прочностных параметрах строительного материала.

Диаграммы деформаций конструкций из бетона вычерчиваются, опираясь на метод замены стандартных показателей на расчетные параметры.

Диаграммы деформаций

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Характеристики прочности при двухосном или трехосном приложении напряжений определяются по типу и классу бетона, исходя из связи между максимальными и минимальными значениями напряже­ний, приложенных в 2-х или 3-х перпендикулярах. Деформирование бетонного объекта вычисляется по плоскому или объемному приложению напряжений. Если конструкция имеет дисперсно-армированное состояние, то для нее принимаются характеристики, как для обычных бетонных или ж/б сооружений.

При работе с фибробетоном его свойства определяются, исходя из физико-эксплуатационных характеристик смеси, также берется в расчет форма, габариты, геометрия и распределение фибр в составе, сцепление фибр с раствором. Определяющие характеристики прочности и возможности деформирования армирования — это стандартные параметры прочности и свойства деформа­ции.

Неупругие деформации

Основное определение прочности материала армирования при нагрузках на растя­жение-сжатие — это установленное ГОСТ сопротивление Rs,n, которое принимается равным показателю эксплуатационного предела текучести или такого же условного предела, который будет соответствовать окончательному удлинению или укорочению, принимаемому как 0,2%. Также ограничение Rs,n происходит по показателям, соответствующим деформирующим нагрузкам, которые равны максимальным показателям деформации бетона вокруг сжатой арматуры при укорочении.

Понятия прочности и класса

Прочность по марке использовалась до введения евростандартов, и ею обозначалась средняя устойчивость на сжатие. Новые СНиП регламентируют классы прочности при сжатии-растяжении.

Нарастание прочности

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Понятие «класс» означает сопротивление материала согласно СП сжатию бетонного куба по оси. Эталонные габариты куба – 15 х 15 см. Из-за неравномерности распределения параметров прочности по всему материалу использование среднеарифметических показателей прочности не рекомендовано, так как на локальном участке объективная прочность может быть меньше.

Основная характеристика длительности эксплуатации бетонного объекта – это его класс. При определении класса принимается во внимание и осевое сжатие, и осевое растяжение, значения которых определяются с запасом прочности через удельное сопротивление элементов.

Предельно допустимые напряжения

Формула определения сопротивления нагрузкам сжатия: R = Rn /g;

Где g – коэффициент прочности материала, принимаемый как 1,0. Чем однороднее бетон, тем коэффициент g ближе к единице.

Дополнительные параметры для расчетов:

  1. Электрическое удельное сопротивление раствора;
  2. Влагостойкость – ее параметры необходимы, чтобы знать максимальное давление жидкой среды, которое может выдержать бетон;
  3. Воздухопроницаемость связана с прочностью, и имеет постоянное значение в диапазоне 3-130 c/см3.
  4. Морозостойкость обозначается символом «F» и числами от 50 до 1000, означающими количество циклов заморозки-разморозки;
  5. Теплопроводность влияет на плотность материала. Чем больше воздуха в бетоне, тем меньше плотность и теплопроводность;

Визуальное выявление трещин в образцах

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Продольные трещины в испытываемых призменных образцах появляются под действием поперечных нагрузок. Прочность образца увеличивается при стягивании бетона хомутами, но разрушение произойдет в любом случае, и трещины появятся позже. Такое отодвигание разрушения во времени называется эффектом обоймы. Хомут, сжимающий элемент, можно заменить укладкой в раствор поперечной стержневой арматуры, металлической сетки или спирали из стали.

  1. Марка обозначается символом «M», и означает среднюю кубиковую прочность Rв, которая выражается в кг/см2. Следующие за латинской буквой числа – это прочность;
  2. Класс – символ «B», обозначающий кубиковую прочность (Мпа) с вероятностью 0,95. Неоднородность прочности материала колеблется в пределах Rmin-Rmax.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции

Конструкция или элемент из железобетона, нагруженный искусственно созданными внутренними напряжениями, направленные обратно реальным физическим нагрузкам при эксплуатации объекта. Искусственные напряжения появляются после внедрения в тело конструкции предварительно напряженной арматуры. Сделать это можно так:

  1. При заливке раствора в конструкции оставляют пазы, в которые укладывается арматура (сетка, стержни, спирали). Набор прочности завершается натягиванием арматурной сетки или другого типа арматуры с креплением концов по бокам элемента. Натягивание арматуры сопровождается сжатием бетона. Усилие натяжения обозначается символом «Р»;
  2. Арматура натягивается перед заливкой раствора (т.н. натяжение на упоры), а после отвердения смеси отпускается, что и создает напряжение сжатия.

Еще один вариант создания предварительного напряжения – заливка специального напрягающего цемента марки НЦ. Затвердевая, объем конструкции из цемента этой марки увеличивается, при этом растягивается и арматура, создавая напряжение растяжения.

что такое, как рассчитать и нормативы?

Любое изделие из бетона должно выдерживать существенные нагрузки и при этом не поддаваться разрушительному воздействию внешних факторов. Параметры конструкций, при создании которых используется бетон, определяются еще во время проектирования. Перед началом проведения работ специалисты устанавливают расчетное сопротивление бетона.

Строители утверждают, что бетонные конструкции делаются из неоднородного стройматериала. Прочность нескольких образцов, при изготовлении которых использовалась одна и та же смесь, может быть совершенно разной. Именно поэтому перед специалистами встает вопрос определения прочности при помощи расчетных данных. За счет этих значений определяется сопротивление бетона сжатию. Что собой представляют расчетные показатели, и каким образом можно их определить? Какие дополнительные параметры и характеристики важно учитывать при проведении строительных работ?

Что такое расчетное сопротивление?

Специалисты получают показатели сопротивления строительного материала, разделяя нормативные сопротивления на коэффициенты. При определении прочности деталей конструкций к расчетному сопротивлению некоторых бетонных растворов иногда уменьшают либо увеличивают за счет умножения на определенные коэффициенты, учитывающие ряд факторов: многократные нагрузки, длительность воздействия нагрузок, способ изготовления изделия, его размеры и пр.

Вернуться к оглавлению

Как производить расчеты?

Каким образом нужно производить расчеты прочности конструкции, например, на ее сжатие? С этой целью строители используют специальные расчетные показатели. Для обеспечения достаточной устойчивости бетонных изделий при проведении расчетов, пользуются параметрами прочности стройматериала, которые чаще всего ниже параметров самих конструкций. Такие значения именуют расчетными. Они зависят непосредственно от нормативных (фактических) значений.

Вернуться к оглавлению

Нормативные показатели

Несколько десятилетий тому назад основным показателем прочности бетонных конструкций была их марка. При помощи данного параметра обозначают среднюю устойчивость стройматериала на сжатие. Однако после появления новых Строительных норм и правил возникли и классы прочности изделий на их сжатие.

Класс — нормативное сопротивление стройматериала осевому сжатию кубов, эталонные размеры которых составляют 15 на 15 на 15 сантиметров. Стоит отметить, что пользоваться средними расчетными показателями прочности рискованно, поскольку существует вероятность, что в одном из сечений конструкции этот параметр может оказаться ниже. Вместе с тем выбирать наименьший показатель накладнее, ведь это неоправданно увеличит сечение изделия.

Главным параметром долговечности в бетоне считается класс. В то же время помимо сжатия, значение придается и осевому растяжению. Растяжение учитывается при проведении расчетов. Таким образом, устойчивость к этому показателю (если показатель не может контролироваться) строители определяют по классу B. Для этого существует специальная таблица, в которой указаны необходимые значения с сопротивлением. В таблице указан класс и устойчивость изделий к растяжению.

Вернуться к оглавлению

Характеристики расчетного значения

Чтобы сделать надежные и долговечные конструкции, рассчитывают значения с запасом. Для получения этого значения строители прибегают к удельным сопротивлениям изделий: они разделяют их на коэффициент. Сопротивление стройматериала растяжению либо сжатию вычисляют при помощи формулы, которая выглядит следующим образом: R = Rn /g (g – коэффициент прочности). Чаще всего этот параметр равняется одному. От однородности материала зависит величина коэффициента. При этом выполнять соответствующие расчеты необязательно, поскольку получить необходимые параметры можно при помощи таблицы.

Вернуться к оглавлению

Другие характеристики

Помимо вышеуказанных параметров для выполнения определенных расчетов, понадобится ряд дополнительных характеристик:

  1. Определение удельного электрического сопротивления бетонного раствора может понадобиться, если вы решили самостоятельно осуществить обогрев смеси при помощи электродов. И чем больше показатель, тем сильнее будет нагреваться цементный раствор.
  2. Влагопроницаемость смесей позволяет определить самое сильное давление жидкости, которому способен противостоять стройматериал. Иными словами, это значение показывает, может ли влага проникнуть сквозь бетон. Водонепроницаемыми марками считаются с W2 по W20. При этом цифры указывают на давление воды, которое способна выдержать конструкция.
  3. Воздухонепроницаемость бетонного состава будет зависеть от прочности изделия. Согласно государственному стандарту, сопротивление бетона проникновению воздуха составляет 3-130 с/см3.
  4. Морозоустойчивость позволяет конструкциям из бетона выдерживать многократное замерзание, оттаивание с сохранением свойств. На рынке строительных материалов представлены марки F50-F1000 (цифры означают число циклов, которые выдерживает строительный материал). Как показывает практика, в среднем морозостойкость изделий равна показателю F200.
  5. Теплопроводимость – важная характеристика изделий, от которой будет зависеть плотность строения. Материалы, содержащие больше пор, обладают меньшей теплопроводностью, поскольку воздух, который их заполняет, является прекрасным теплоизолятором. Лучше всего теплоизоляцию обеспечивают газоблоки или пеноблоки, в структуре которых есть множество пор.

Вернуться к оглавлению

Заключение

Прочность изделий способна отличаться в зависимости от компонентов, входящих в состав материала и их пропорций. Также это объясняется тем, что стройматериал представляет собой неоднородную смесь. Вне зависимости от способа перемешивания бетонного раствора, невозможно равномерно распределить компоненты. Поэтому при проведении работ необходимо учитывать расчетное сопротивление.

Этот параметр является важным для проектирования несущих стен и других конструкций. Расчеты значений просты: они сводятся к делению нормативных значений на определенные коэффициенты.

Нормативные и расчётные сопротивления бетона — Студопедия

С точки зрения математической статистики прочность бетона или арматуры является величиной случайной, колеблющейся в опреде­лённых пределах.

Прочностные характеристики бетона в силу существенной неод­нородности его структуры обладают значительной изменчивостью. За нормативное сопротивление бетона осевому сжатию прини­мают предел прочности осевому сжатию бетонных призм размерами 150´150´600 мм с обеспеченностью 0,95. Эта характеристика кон­тролируется путём проведения испытаний.

Теоретическая кривая плотности распределения прочности бето­на при испытании большого количества образцов обычно представ­ляет собой кривую, соответствующую нормальному закону распределения случайных величин по Гауссу (рис. 33).

Рис. 33. К установлению значений нормативных и расчётных со­противлений бетона при сжатии

Под обеспеченностью понимают вероятность попадания случай­ных величин, выражающих прочность бетона, в интервал от до ∞. Таким образом, на рис. 33 обеспеченность, равная 0,95, выра­зится заштрихованной площадью, которая определяется как

(2.3)

Зная значение σ,можно назначить такое значение , частота появления которого была бы заранее задана

, (2.4)

где 1,64 – показатель надёжности, соответствующий обеспеченно­сти 95%; =0,135 – средний коэффициент вариации призменной прочности бетона, принятый по стране.

Если прочность бетона на осевое сжатие контролируется лишь на образцах в форме кубов, то определяют в зависимости от класса бетона по прочности на осевое сжатие В по формуле:



(2.5)

При отсутствии контроля класса бетона по прочности на осевое растяжение, когда Btне определяется путём проведения испыта­ний, для определения нормативного сопротивления бетона осевому растяжению рекомендуется формула:

(2.6)

Расчётное сопротивление бетона осевому сжатию для расчёта по предельным состояниям первой группы получают по формуле:

(2.7)

где = 1,3 – коэффициент надёжности по бетону при сжатии.

Это расчётное сопротивление соотносится со средней призменной прочностью, полученной при испытании призм до раз­рушения, как:

(2.8)

Аналогично определяется расчётное сопротивление бетона осе­вому растяжению для расчёта по предельным состояниям первой группы

(2.9)

где – коэффициент надёжности по бетону при растяжении; = 1,3 – при систематическом контроле прочности бетона при осевом растяжении; = 1,5 – при отсутствии такового.


Численные значения расчётных сопротивлений и для раз­личных классов бетона даны в табл. 5.1 и 5.2 СП 52-101-2003.

Расчётные сопротивления бетона при расчёте по предельным со­стояниям первой группы назначены в нормах с высокой обеспечен­ностью равной 0,99865.

В необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы (gbi), учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):

а) gb1 – для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивлений Rb и Rbt и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

gb1 = 1,0 – при непродолжительном (кратковременном) действии нагрузки;

gb1 = 0,9 – при продолжительном (длительном) действии нагрузки;

б) gb2 – для бетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивления Rb и учитывающий характер разрушения таких конструкций. gb2 = 0,9;

в) gb3 – для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона Rb. gb3 = 0,85.

Влияние попеременного замораживания и оттаивания, а также отрицательных температур учитывают коэффициентом условий работы бетона γb4 ≤ 1,0. Для надземных конструкций, подвергаемых атмосферным воздействиям окружающей среды при расчетной температуре наружного воздуха в холодный период минус 40оС и выше, принимают коэффициент γb4 = 1,0. В остальных случаях значения коэффициента принимают в зависимости от назначения конструкции и условий окружающей среды согласно указаниям СП «Бетонные и железобетонные конструкции, подвергающиеся технологическим и климатическим температурно-влажностным воздействиям».

Наступление предельных состояний второй группы не столь опасно как первой, так как это обычно не влечёт за собой аварий, обрушений, жертв, катастроф. Поэтому расчётные сопротивления бетона для расчёта конструкций по предельным состояниям второй группы устанавливают при = = 1, т.е. принимают их равны­ми нормативным значениям

(2.10)

Как правило, здесь и = 1.

Нормативные и расчетные сопротивления бетона — Мегаобучалка

Нормативные сопротивления бетона – это сопротивление осевому сжатию бетонных призм (призменная прочность) Rbn и сопротивление осевому растяжению Rbtn, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0,95).

Расчетные сопротивления бетона получают путем деления нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу:

— расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, где — коэффициент надежности по бетону при сжатии, зависящий от вида бетона.

— расчетное сопротивление бетона осевому растяжению, где — коэффициент надежности по бетону при растяжении, зависящий от вида бетона.

 

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления бетона Rb и Rbt в отдельных случаях уменьшают или увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условия работы бетона γbi, которые учитывают следующие факторы: длительность действия нагрузки; многократную повторяемость нагрузки; условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления; размеры сечения и т.д.

 

Нормативные и расчетные сопротивления арматуры

Нормативные сопротивления арматуры Rsn устанавливают с учетом статистической изменчивости прочности и принимают равными наименьшим контролируемым значениям предела текучести, физического или условного (равного значению напряжений, соответствующих остаточному относительному удлинению 0,2%). Доверительная вероятность нормативного сопротивления арматуры – 0,95.

Расчетные сопротивления арматуры растяжению определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по материалу:

,

где — коэффициент надежности по арматуре, зависящий от класса арматуры.

Расчетные сопротивления арматуры сжатию при наличии сцепления арматуры с бетоном: , но не более 400 МПа.

При расчете элементов конструкций расчетные сопротивления арматуры в отдельных случаях уменьшают или увеличивают умножением на соответствующие коэффициенты условия работы арматуры γsi, которые учитывают возможность неполного использования прочностных характеристик арматуры в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки и т.д.

При расчете элементов на действие поперечной силы расчетное сопротивление растяжению поперечной арматуры снижают введением коэффициента условий работы в связи с неравномерным нагружением поперечных стержней γs1 = 0,8: .

 

 

Нормативные и расчетные сопротивления бетона и арматуры — Студопедия

Как следует из подзаголовка, в МПС используют нормативные и расчетные сопротивления для бетона и арматуры.

В СНиП приняты нормативные сопротивлениями бетона осевому сжатию (призменная прочность) Rbn и сопротивление осевому растяжению Rbt,n, которые определяются в зависимости от класса бетона по прочности (при обеспеченности 0.95).

Расчетные сопротивления бетона для расчета по первой группе предельных состояний (Rb и Rbt)определяют делением соответствующих нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по бетону: при сжатии gbc=1.3, при растяжении gbt=1.5.

При расчете конструкций расчетные сопротивления бетона уменьшают, а в отдельных случаях увеличивают умножают на соответствующие коэффициенты условий работы бетона gbi, учитывающие следующие факторы — особенности свойств бетонов; длительность действия нагрузки и ее многократную повторяемость, условия, характер и стадию работы конструкции; способ ее изготовления, размеры сечения и т.д..

Расчетные сопротивления бетона для расчета по второй группе предельных состояний принимают равными нормативным значениям (то есть принимают . gbc gbt =gbi=1).

Нормативные сопротивления арматуры Rsn устанавливаются учетом статической изменчивости прочности и принимают равными наименьшему контролируемому значению физического предела текучести sy или условного предела текучести s0.2 (для проволочной арматуры s0.2=0.8su.)

Расчетные сопротивления арматуры растяжению для расчета по первой группе предельных состояний определяют делением нормативных сопротивлений на соответствующие коэффициенты надежности по арматуре: Rs = Rsn / gs;



При расчете конструкций расчетные сопротивления арматуры снижают, или в отдельных случаях повышают умножением на соответствующие коэффициенты условий работы gsi, учитывающие возможность неполного использования ее прочностных характеристик в связи с неравномерным распределением напряжений в сечении, низкой прочностью бетона, условиями анкеровки, характером диаграммы растяжения стали, и т.д.

Расчетные сопротивления арматуры для расчета по второй группы предельных состояний устанавливают равными их нормативным значениям.

Общий вид расчетных условий МПС:

2.2.4. Нормативные и расчетные сопротивления бетона

Как
уже было отмечено выше, прочностные
характеристики бетона обладают
изменчивостью. Для оценки изменчивости
используются методы теории вероятностей.
Если принять изменчивость бетона
подчиняющейся закону Гаусса (рис.2.4.),
можно найти прочность Rn,
которая будет обеспечена с заданной
надежностью:

(2.39)

где

— граница области отклонения прочности
от среднего значения.

Рис. 2.4. Кривая
распределения прочности

При к
= 1 вероятность отклонения от среднего
значения составляет 84%, при к
= 2 — 97% и при к
= 3 — 99,9%. Таким образом, при отклонении
от среднего значения прочности бетона
на 3, вероятность появления случайной
величины (прочность бетона) меньше Rn
=
Rm

,
составляет одну тысячную процента.

Для
практических расчетов класс бетона В
или нормативное сопротивление бетонных
кубов сжатию контролируется с
обеспеченностью 95%, что соответствует
значению к
=
1,64. В этом случае класс бетона

или

(2.40)

где

коэффициент
вариации прочности бетона;

— среднеквадратичное
отклонение, Rm
— среднее значение временного сопротивления
бетона сжатию.

Коэффициент
вариации бетона — величина переменная.
Его нормативное значение приближенно
принято нормами, равным 0,135. Таким образом
гарантированная прочность заданного
нормами класса бетона

(2.41)

Нормативным
сопротивлением бетона осевому сжатию

является
его призменная прочность с обеспеченностью
95%. С такой же обеспеченностью принимается
и нормативное сопротивление бетона
осевому растяжению. Значения
иопределяются
по нормативному сопротивлению кубиковой
прочности по формулам

;

(2.42)

где k
= 0,8 для бетонов класса В35 и ниже, k
= 0,7 для бетонов класса В40 и выше.

Расчетные
сопротивления бетона для предельных
состояний первой группы Rb
и

определяют делением нормативных
значений
на коэффициенты надежности бетона при
сжатии
или
при растяжении
.

Для
тяжелого бетона
;

.

Расчетные
сопротивления бетона для предельных
состояний второй группы
и

определяются
при коэффициентах надежности
,

т.е. принимаются
равными нормативным сопротивлениям за
исключением случаев расчета по образованию
трещин.

При
расчете элементов конструкций расчетные
сопротивления бетона в необходимых
случаях умножаются на коэффициенты
условий работы
,
учитывающие следующие факторы:
длительность действия нагрузки, условия
изготовления, характер работы конструкции,
способы изготовления и т.п.

2.2.5. Нормативные и расчетные сопротивления арматуры

Нормативные
сопротивления арматуры принимают
равными наименьшему контролируемому
значению с обеспеченностью 95%: для
стержневой арматуры, высокопрочной
проволоки и канатов -физическому

или условному

пределу
текучести; для обыкновенной арматурной
проволоки — условному пределу текучести

.

Расчетные
сопротивления арматуры определяются
по формуле

(2.44)

где


коэффициент надежности по арматуре

= 1,05 — 1,2 при расчете по предельным
состояниям первой группы и

=1 – второй
группы.

Расчетные
сопротивления арматуры сжатию
принимаются
равными соответствующим расчетным
сопротивлениям растяжению
,
но не более 400 МПа.

Если
при расчете конструкций учитывается
длительность действия нагрузки (),
то допускается принимать: Rsc=450
МПа для арматуры классов

AIV,
Ат-
IVC;
Rsc=500Mna
для арматуры классов AV,
Ат-
V,
AVI,
AtVI,

В-П,
BpII,
K-7,
К-19
.
При этом должны соблюдаться специальные
конструктивные требования по установке
поперечной арматуры. При отсутствии
сцепления арматуры с бетоном Rsc
=0.

При
расчете конструкций расчетные
сопротивления Rs,
Rsw,
Rscследует
умножить на коэффициенты условий работы

,
учитывающие возможность неполного
использования ее прочностных свойств.

Прочность бетона на сжатие | Определение, важность, приложения

Перейти к основному содержанию

Дополнительное меню

  • Насчет нас
  • Контактная информация
  • Главная

О гражданском строительстве

  • Главная

  • Гражданские ноты

    • Банкноты

      • Строительные материалы
      • Строительная конструкция
      • Механика грунта
      • Геодезия и выравнивание
      • Ирригационная техника
      • Инженерия окружающей среды
      • Дорожное строительство
      • Инфраструктура
      • Строительная инженерия
    • Лабораторные заметки

      • Инженерная механика
      • Механика жидкости
      • Почвенные лабораторные эксперименты
      • Экологические эксперименты
      • Материалы Испытания
      • Гидравлические эксперименты
      • Дорожные / шоссе тесты
      • Стальные испытания
      • Практика геодезии
  • Загрузки

  • Исследование

  • Учебники

    • Учебные пособия

      • Primavera P3
      • Primavera P6
      • SAP2000
      • AutoCAD
      • VICO Constructor
      • MS Project
  • Разное

  • Q / Ответы

  • Главная
  • Гражданские ноты

    • Строительная конструкция
    • Строительные материалы
    • Механика грунта
    • Геодезия и выравнивание
    • Ирригационная техника
  • Учебники

    • Primavera P6
    • SAP2000
    • AutoCAD
  • Загрузки
  • Исследование
  • Q / Ответы
  • Глоссарий

.

ИСПЫТАНИЕ БЕТОНА НА ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ (IS: 516-1959)

Испытания необходимы для определения прочности бетона и, следовательно, его пригодности для работы.

ИС: 516-1959 — Методы испытаний на прочность бетона.

  • Машина для испытания на сжатие (2000 кН)
  • Резервуар для отверждения / Резервуар для ускоренного отверждения
  • Весы (0-10 кг)

Испытание бетона на прочность при сжатии

  1. Должны быть взяты репрезентативные образцы бетона, которые будут использоваться для отливки кубиков 15 см х 15 см х 15 см или цилиндрических образцов диаметром 15 см х 30 см длиной.
  2. Бетон заливается в формы слоями примерно по 5 см. Он будет равномерно распределен и уплотнен вибрацией или утрамбовкой вручную. После того, как верхний слой утрамбован, поверхность бетона должна быть выровнена на уровне верха формы с помощью шпателя; и накрыт стеклянной пластиной для предотвращения испарения.
  3. Образец должен храниться на месте в течение 24+ ½ часов под влажным матом или мешком. После этого образцы хранят в чистой воде при температуре 27 + 2 0 С; до времени испытания.Концы всех цилиндрических образцов, которые не являются плоскими в пределах 0,05 мм, должны быть закрыты.
  4. Непосредственно перед испытанием цилиндрический образец должен быть покрыт смесью серы, содержащей 3 части серы на 1 часть инертного наполнителя, такого как огнеупорная глина.
  5. Образцы должны быть испытаны сразу после извлечения из воды, пока они еще находятся во влажном состоянии.
  6. Опорная поверхность испытуемого образца должна быть вытерта, и с поверхности должен быть удален любой неплотный материал.В случае кубов образец должен быть помещен в машину таким образом, чтобы куб нагружал литым, то есть не вверх и не вниз.
  7. Совместите ось образца со стальной пластиной, не используйте уплотнение.
  8. Нагрузку следует прикладывать медленно, без толчков, и непрерывно увеличивать со скоростью примерно 140 кг / см2 / мин до тех пор, пока сопротивление образца увеличенной нагрузке не сломается и больше нагрузка не будет выдержана. Затем должна быть записана максимальная нагрузка, приложенная к образцу, и любые необычные особенности, отмеченные во время отказа, занесены в отчет.

Прочность на сжатие рассчитывается по следующей формуле

Прочность на сжатие (кг / см 2 ) = W f / A p

Где

W f = Максимальная приложенная нагрузка непосредственно перед нагрузкой, (кг)

A p = Площадь в плане кубической формы, (мм 2 )

  • Во время испытания используйте перчатки, защитную обувь и фартук.
  • После проверки выключите машину.
  • Держите все открытые металлические части смазанными.
  • Держите направляющие стержни прочно прикрепленными к основанию и верхней пластине.
  • Оборудование следует тщательно очистить перед тестированием и после него.

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о