что такое коэффициент ползучести бетона

Пример определения коэффициента ползучести бетона по ТКП EN 1992-1-1-2009

Ползучесть бетона — это процесс нарастания его неупругих деформаций при длительном действии нагрузки. В России ползучесть бетона впервые обнаружил И. Самович в 1885 г. Во время испытания бетонного свода, загруженного постоянной нагрузкой, он зафиксировал увеличение его прогиба с течением времени. Нагрузка на свод выдерживалась 6 суток и после разгрузки, была отмечена частичная необратимость деформаций.

В российских нормах ползучесть бетона учитывается с помощью коэффициентов ползучести. Значения этих коэффициентов указаны в таблице 6.12 СП 63.13330.2012. Данный нормативный документ позволяет, с помощью приведенных в таблице коэффициентов ползучести, оценить итоговое понижение модуля деформации бетона при продолжительном действии нагрузок. Предполагается, что на конструкцию (после набора бетоном проектной прочности) одновременно действует вся постоянная нагрузка и длительная часть временной нагрузки. В реальности таких условий не бывает. Возведение здания происходит поэтапно и нагружение конструкций происходит в несколько этапов: 1) постоянная нагрузка от собственного веса; 2) постоянная нагрузка от перегородок; 3) нагрузка от заливки полов и длительной части временной нагрузки. Учесть данные этапы приложения нагрузки пользуясь коэффициентами ползучести из таблицы 6.12 не представляется возможным, поэтому, в качестве примера, для оценки изменения модуля деформации бетона в различные промежутки времени можно воспользоваться формулами из ТКП EN 1992-1-1-2009. Поэтапное приложение общей нагрузки (с учетом фактического времени приложения) позволяет более точно оценить итоговые деформации вызванные ползучестью бетона, т.е. позволяет уменьшить деформации конструкции по результатам расчетов.

Определим коэффициент ползучести ф0 для плиты толщиной 180 мм из бетона В25 в возрасте 365 дней (в момент приложения нагрузки от заливки пола и временной нагрузки), при относительной влажности воздуха (RH) 80%.

ф0 — условный коэффициент ползучести, который может быть определен следующим образом:

ф0 = фRH х в(fcm) х в(t0);

Условный приведенный размер элемента h0 = 2Ac / u;

где Ас — общая площадь поперечного сечения бетона;

u — периметр элемента, контактирующий с атмосферой;

h0 = 2 х (1000 х 180) / (2 х 1000) = 180 мм;

fcm = 25 х 0,95 = 23,75;

т.к. f_cm Рис. 1. Таблица значений коэффициента ф (t, t0) из книги «Теория расчета железобетонных конструкций на прочность и устойчивость. Современные нормы и Евростандарты. А.Д. Беглов. Р.С. Санжаровский. 2006 г.» (Источник: «https://dwg.ru/dnl/5013»)

вc (t, t0) — коэффициент, описывающий развитие ползучести во времени после приложения нагрузки, который рассчитывается по следующей формуле:

вc (t, t0) = ((t — t0) / (вн + t — t0))^0,3 = ((337 / (649,49 + 337))^0,3 = 0,725;

где t — возраст бетона на рассматриваемый момент, сут;

t0 — возраст бетона в момент приложения нагрузки, сут;

t — t0 — продолжительность действия нагружения, сут;

t — t0 = 365 — 28 = 337;

вн — коэффициент, учитывающий относительную влажность воздуха (RH, %) и условный размер элемента (h₀, мм). Он может быть определен следующим образом:

для fcm Рис. 3. Таблица значений требуемой прочности бетона при распалубке в зависимости от максимальной величины нагрузки на конструкцию, из ТР 80-98

Эту информацию также часто указывают в ППР и рабочих чертежах. В результате, на не набравшую проектную прочность плиту ставят опалубку и бетонируют вышележащую плиту, в результате чего, нижележащая плита прогибается и продолжает набирать прочность в деформированном состоянии до тех пор, пока не снимут опалубку с вышележащей плиты. Например, плита из бетона класса В25, при влажности воздуха 80% и средней температуре твердения +15 град. набирает 80% прочности примерно через 14 дней. Рассчитаем условный коэффициент ползучести на момент приложения нагрузки от собственного веса такой плиты.

h0 = 2 х (1000 х 180) / (2 х 1000) = 180 мм;

Источник

Ползучесть бетона

С течением времени деформации в бетоне могут возрастать без увеличения внешней нагрузки. Данное свойство материалов называется ползучестью.

Ползучесть – способность бетона к увеличению деформаций без изменения внешней нагрузки.

Стоит отметить, что ползучесть свойственна не только бетону, но и многим пластикам, льду, а также металлам при повышенных температурах и другим материалам.

В бетоне ползучесть проявляется как при сжатии, так и растяжении. В большинстве случаев ползучесть является отрицательным фактором, однако в ряде случаев ползучесть можно считать полезным свойством – например, ползучесть может приводить к увеличению трещиностойкости и перераспределению усилий в статически неопределимых конструкциях.

Численно ползучесть бетона может характеризоваться двумя показателями:

1. Коэффициент ползучести. Коэффициентом ползучести называется отношение деформаций ползучести к упругим деформациям. Таким образом, если мы говорим, что коэффициент ползучести равен 2,0, то это означает, что деформации ползучести вдвое превышают упругие, а полные деформации, следовательно, втрое превысят упругие.

Релаксация напряжений в бетоне.

Релаксация – способность бетона к уменьшению напряжений при постоянной деформации.

Релаксация и ползучесть имеют единую природу, т.е. при постоянных напряжениях происходит увеличение деформаций бетона (явление ползучести), а при постоянных деформациях происходит уменьшение напряжений в бетоне (явление релаксации).

Источник

Учитывать ли ползучесть в ЖБ

А для какой ситуации спрашиваете?

до сих пор бакалавр

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Ну если ведется упругий расчет в МКЭ, то программе для получения усилий в элементах, требуется соотношение жесткостей, а не их абсолютная величина. Поэтому пропорциональное уменьшение жесткости элементов в 1+(коэффициент ползучести) раз, в принципе, не имеет большого смысла.

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Нашёл старые рекомендации НИИЖБ, рекомендующие при упругом расчёте считать итерациями и ползучесть учитывать при определении усилий и деформаций изменяя жёсткость участков стрежней.

Рекомендации по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций НИИЖБ 1988

до сих пор не понял

На практике зависит от:
— того на сколько жесткая схема (в смысле статической неопределимости),
— отношения пролета плиты перекрытия к ее толщине,
— опыта и требований эксперта,
— требований заказчика,
— качества строительства,
— вашей смелости
— и того можете ли вы позволить себе хорошего адвоката

Ищите литературу. Кодыша почитайте. Пробуйте сами. Делайте выводы.
У вас появился шанс узнать насколько глубока кроличья нора

Источник

Что такое коэффициент ползучести бетона

Рекомендации
по учету ползучести и усадки бетона при расчете бетонных и железобетонных конструкций

Рекомендованы к изданию решением секции конструкций Ученого совета НИИЖБа.

Содержат методику расчета железобетонных конструкций с учетом ползучести и усадки бетона, условий изготовления, а также сроков нагружения конструкций.

Изложены основные положения расчета, приведены значения деформаций ползучести и усадки тяжелых бетонов и другие характеристики, необходимые для расчета. Даны методики определения потерь предварительного напряжения от усадки и ползучести бетона, жесткостей и перемещений изгибаемых и сжатых элементов, величин критических сил для сжатых стержней, а также методика расчета статически неопределимых систем.

Для инженерно-технических работников проектных и производственных организаций, научных работников, а также студентов строительных вузов.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящие Рекомендации содержат положения по учету ползучести и усадки бетона при проектировании бетонных и железобетонных стержневых элементов и составленных из них систем, изготовленных из тяжелого бетона и применяемых в промышленном, гражданском, гидротехническом, транспортном и других областях строительства.

Целью Рекомендаций является внедрение в практику проектирования методов расчета, позволяющих более точно учитывать влияние деформаций ползучести и усадки бетона на напряженно-деформированное состояние бетонных и железобетонных конструкций. Использование в расчетном аппарате статистически обоснованных характеристик бетона, принимаемых в зависимости от состава бетона, его возраста в момент нагружения, длительности действия нагрузки, условий окружающей среды в стадии эксплуатации конструкции и других факторов, позволяет более правильно проектировать бетонные и железобетонные конструкции.

Рекомендации предусматривают возможность применения расчетного аппарата также и при отсутствии в полном объеме исходных данных о составе бетона и некоторых других факторах.

Основными характеристиками бетона, учитываемыми в расчетах, являются прочность и модуль упругости бетона в момент приложения силового или температурно-влажностного воздействия, мера ползучести (характеристика ползучести) бетона, деформация усадки бетона и др.

Рекомендации состоят из 12-ти разделов: в разделах 1-3 излагаются основные положения и предпосылки методик расчета, а также приводятся значения прочностных и деформационных характеристик бетона; в разделах 4-9 содержится изложение методов расчета бетонных и железобетонных конструкций с учетом ползучести и усадки в предположении линейной зависимости между напряжениями и деформациями; в разделах 10-12 приведены методики расчета с учетом нелинейного деформирования бетона при кратковременном и длительном действии нагрузки.

Рекомендации составлены на основе результатов исследований, проведенных в СССР и за рубежом.

Рекомендации разработаны НИИЖБ Госстроя СССР (д-р техн. наук Р.Л.Серых, канд. техн. наук А.В.Яшин), ЦНИИС Минтрансстроя (кандидаты техн. наук Е.Н.Щербаков, Н.Г.Хубова), ВЗИСИ Минвуза РСФСР (д-р техн. наук В.М.Бондаренко, кандидаты техн. наук В.Г.Назаренко, И.М.Сперанский), ОИСИ Минвуза УССР (д-р техн. наук И.Е.Прокопович, кандидаты техн. наук М.В.Штейнберг, А.Н.Орлов), ЛПИ имени М.И.Калинина Минвуза РСФСР (д-р техн. наук П.И.Васильев); НИИСК Госстроя СССР (д-р техн. наук А.Б.Голышев, кандидаты техн. наук В.Я.Бачинский, В.А.Критов).

В разработке отдельных положений Рекомендаций приняли также участие ИСМиС АН ГССР (д-ра техн. наук З.Н.Цилосани, Г.В.Кизирия); ВЗПИ Минвуза СССР (д-р техн. наук Ю.В.Зайцев), ЦНИИС Минтрансстроя (инж. В.Л.Хасин); ДИСИ Минвуза УССР (канд. техн. наук В.А.Пахомов), КАДИ Минвуза УССР (д-р техн. наук Я.Д.Лившиц, ОИСИ Минвуза УССР (кандидаты техн. наук В.И.Барановский, М.М.Застава, инж. М.М.Бакирова), КПИ Минвуза МССР (д-р техн. наук Е.Н.Львовский, инж. Ф.П.Сырбу), ВЗИСИ Минвуза РСФСР (кандидаты техн. наук В.В.Костюков, А.Н.Курбанов, Е.П.Михлин); Ленинградский ИСИ Минвуза РСФСР (канд. техн. наук А.И.Филиппов); ЦНИИпроект Госстроя СССР (канд. техн. наук С.В.Бондаренко).

1. ОСНОВНЫЕ РАСЧЕТНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации содержат указания по учету влияния деформаций ползучести и усадки при расчете бетонных и железобетонных конструкций из тяжелого бетона на цементном вяжущем, выполняемых как без предварительного натяжения арматуры, так и с предварительным натяжением, и предназначенных для эксплуатации в условиях воздействия температур не выше плюс 50 °С и не ниже минус 40 °С и относительной влажности воздуха в пределах от 30 до 100%.

1.2. Материалы Рекомендаций основаны на обширных результатах статистической обработки опытных данных о кратковременном и длительном деформировании бетона, а также экспериментально проверенных теоретических решениях задач теории ползучести. Рекомендации позволяют более точно оценивать влияние ползучести и усадки бетона на несущую способность и перемещения, создают возможности для проектирования более рациональных и экономичных бетонных и железобетонных конструкций.

Для упрощения расчетов помещены таблицы, в которых промежуточные значения определяют по линейной интерполяции.

1.3. Рекомендации распространяются на расчет стержневых элементов бетонных и железобетонных конструкций, а также конструкций, рассчитываемых аналогичными способами, при действии нагрузок и (или) вынужденных деформаций (температурные и влажностные воздействия, смещения опор и т.д.).

Рекомендации не распространяются на расчет массивных конструкций гидротехнических и других сооружений. При наличии данных о величинах деформации ползучести и усадки рекомендации могут применяться и для расчета конструкций из других видов бетона (на пористых заполнителях, на специальных вяжущих и т.п.).

1.4. При определении внутренних усилий и перемещений расчетные температура и влажность среды устанавливаются заданием на проектирование. При отсутствии в задании необходимых указаний температура и влажность среды определяются по отраслевым техническим условиям.

1.6. Численные значения характеристик бетона, приведенные в настоящих Рекомендациях, предназначены только для проектирования. Характеристики арматуры, а также другие данные, не нашедшие отражения в Рекомендациях, следует принимать по соответствующим нормативным документам.

1.7. Усилия в статически неопределимых железобетонных конструкциях от нагрузок и вынужденных деформаций при расчете по предельным состояниям первой и второй групп следует, как правило, определять с учетом неупругих деформаций бетона и арматуры, с учетом в необходимых случаях нелинейности деформаций при кратковременном нагружении и деформаций ползучести, наличия трещин, а также деформированного состояния как отдельных элементов, так и конструкций в целом.

1.8. Усилия, возникающие при любом изменении температуры, определяют в предположении однократного и стационарного во времени характера этих температурных воздействий.

1.9. Вынужденные деформации, связанные с неравномерной осадкой опор в статически неопределимых системах, считаются мгновенно зафиксированными или монотонно изменяющимися по законам, регламентированным соответствующими документами или полученным по результатам экспериментальных или натурных наблюдений.

1.10. При расчете конструкций, возводимых методом последовательного наложения связей после частичного или полного загружения, перемещения в направлении этих связей, сформировавшиеся при работе по разрезной схеме, рассматривают как вынужденные перемещения в неразрезной системе, сохраняющиеся после замыкания связей.

1.11. Если статически неопределимая система состоит из конструктивных элементов, бетон которых существенно различается по возрасту, составу или другим показателям, то в расчет системы следует вводить элементы с соответствующими жесткостями, а также параметрами ползучести и усадки.

2. ПРОЧНОСТНЫЕ И ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЕТОНА

2.3. Значение начального модуля упругости бетона при известных характеристиках состава бетонной смеси и ее составляющих определяют по формуле

, (1)

Источник

Ползучесть бетона

С течением времени деформации в бетоне могут возрастать без увеличения внешней нагрузки. Данное свойство материалов называется ползучестью.

Ползучесть – способность бетона к увеличению деформаций без изменения внешней нагрузки. Деформации ползучести, как и деформации усадки, имеют затухающий во времени характер.

Ползучесть является полезным свойством бетона, так как способствует перераспределению напряжений. При отсутствии ползучести чрезмерные местные напряжения могли бы привести к разрушению конструкции. Это свойство особенно важно в железобетоне, так как в результате ползучести напряжения, возникшие в бетоне, передаются стальной арматуре.

Стоит отметить, что ползучесть свойственна не только бетону, но и многим пластикам, льду, а также металлам при повышенных температурах и другим материалам.

В зависимости от величины длительно действующих напряжений принято различать линейную и нелинейную области ползучести, в которых зависимость деформаций ползучести от имеет линейный либо нелинейный характер.

Коэффициент ползучести бетона

Коэффициентом ползучести называется отношение деформаций ползучести к упругим деформациям. Таким образом, если мы говорим, что коэффициент ползучести равен 2,0, то это означает, что деформации ползучести вдвое превышают упругие, а полные деформации, следовательно, втрое превысят упругие.

Примечание: Относительную влажность воздуха окружающей среды принимают по СП 131.13330 как среднюю месячную относительную влажность наиболее теплого месяца для района строительства.

Параметры влияющие на ползучесть бетона

В бетоне ползучесть проявляется как при сжатии, так и растяжении. В большинстве случаев ползучесть является отрицательным фактором, однако в ряде случаев ползучесть можно считать полезным свойством – например, ползучесть может приводить к увеличению трещиностойкости и перераспределению усилий в статически неопределимых конструкциях. Большое значение ползучести состоит также и в том, что она уменьшает тенденцию к трещинообразованию в бетонных элементах с заделанными концами. Если такие элементы выполнены из железобетона, то обычная усадка бетона, происходящая при высыхании, сдерживается арматурой. Это приводит к образованию растягивающих напряжений в бетоне и при чрезмерном их развитии к растрескиванию. Пластическая деформация в этом случае уменьшает возможность трещинообразования.

Чем выше процент армирования, тем сильнее сдерживающее влияние арматуры и, следовательно, больше тенденция к трещинообразованию. Однако при сильном армировании сдерживающее влияние арматуры имеет и положительную сторону: трещины возникают на меньших интервалах, вследствие этого они обычно настолько тонки, что остаются незаметными и не влияют на прочность конструкции.

Для неармированного бетона ползучесть в пределах обычных напряжений, принимаемых при расчетах, примерно пропорциональна напряжению, но по мере приближения к пределу прочности скорость нарастания деформации ползучести быстро увеличивается.

Источник