определение и как правильно определить?

Очень многих людей интересует, как влияют на бетонные конструкции различные силовые воздействия и нагрузки. Бетон представляет собой твердое тело, имеющее склонность поддаваться деформации при воздействии на него внешних сил. Именно способность к упругой деформации (временного характера) отражает модуль упругости бетона.

Величину упругости определяют при проведении испытаний различных образцов на устойчивость к растяжению или сжатию. Однако следует знать, что бетон, который не содержит арматуры, к растяжению нестойкий. На основании результатов испытаний строится график зависимости возникающих деформаций от приложенных к материалу усилий. Наглядность способствует лучшему пониманию. Также необходимо знать начальный модуль упругости бетона и величину деформации.

Под нагрузкой увеличение деформации обусловлено тем, что бетон обладает таким свойством, как ползучесть. Сначала при определённом давлении в нем происходит упругая деформация. Она представляет собой явление, при котором тело, которое деформировалось от нагрузки, возвращается к своей изначальной форме после её исчезновения. Затем при дальнейшей нагрузке в материале начинают происходить необратимые (пластичные) деформации. Однако разделить пластичные и упругие изменения крайне затруднительно. Потому что мгновенное изменение формы зависит от скорости повышения нагрузки. Из-за этого деформацию за время увеличения нагрузки называют упругой, а дальнейшее увеличение изменения формы – пластичной. Она происходит из-за ползучести бетона. Дальнейшая деформация является уже разрушением объекта. Данный модуль упругости бетона часто ещё называют модулем деформации. Он определяется с помощью разных методик.

Модуль упругости бетона начальный определяется очень непросто. Однако его приблизительное значение можно установить косвенным путем. На многих графиках секущая линия к кривой, отражающей зависимость напряжения от деформации, очень часто, хотя и не всегда, бывает параллельной касательной, которая идет через начало координат.

Относительно верным будет утверждение, что модуль упругости бетона возрастает прямо пропорционально корню его прочности. Однако это является истинным только для основной части на графике (напряжение-деформация) и зависит от среды и условий испытаний. Как пример, водонасыщенные типы материала на испытаниях имеют больший показатель модуля упругости, чем сухие образцы. Хотя их свойства прочности аналогичны.

На модуль упругости сильно влияют качества крупного наполнителя. Эта зависимость является прямолинейной. Естественно, что показатель легких бетонов будет ниже, чем тяжелых образцов. Упругость также увеличивается с ростом возраста материалов. Например, модуль упругости бетона в25, через один год будет выше, чем изначально, а через 10 лет он ещё больше возрастет. Для определения показателей упругости существует специальная таблица, где указаны примерные начальные модули материала каждой марки.

Влияние заполнителей на плотность бетона. Упругость бетона

1.

Влияние заполнителей на плотность бетона. Упругость бетона Выполнил: Кенжебай Д.
Проверила: Байсариева А.М.
Бето́н — искусственный каменный строительный материал, получаемый
в результате формования и затвердевания рационально подобранной и
уплотнённой смеси, состоящей из вяжущего вещества (например,
цемент), крупных и мелких заполнителей, воды. В ряде случаев может
иметь в составе специальные добавки, а также не содержать воды
(например, асфальтобетон).
* Укладка, уплотнение, затвердевание
* Бетонная смесь после приготовления и укладки должна быть как
можно быстрее уплотнена. В процессе уплотнения избавляются от
воздуха в воздушных карманах, а также перераспределяют цементное
молоко для более плотного соприкосновения с твёрдыми фракциями
бетона. Это приводит к повышению прочности готового бетона. Для
уплотнения используется вибрация. При виброуплотнении в
монолитном строительстве используют ручные вибраторы, в блочном
— вибропрессы. Температура отвердевания — от +5 °C до +30 °C.
* Цементобетон производится смешиванием цемента, песка, щебня и воды
(соотношение их зависит от марки цемента, фракции и влажности песка и щебня), а
также небольших количеств добавок (пластификаторы, гидрофобизаторы, и т. д.).
Цемент и вода являются главными связующими компонентами при производстве
бетона. Например, при применении цемента марки 400 для производства бетона
марки 200 используется соотношение 1:3:5:0,5. Если же применяется цемент марки
500, то при этом условном соотношении получается бетон марки 350. Соотношение
воды и цемента («водоцементное соотношение», «водоцементный модуль»;
обозначается «В/Ц») — важная характеристика бетона. От этого соотношения
напрямую зависит прочность бетона: чем меньше В/Ц, тем прочнее бетон.
Теоретически для гидратации цемента достаточно В/Ц = 0,2, однако у такого бетона
слишком низкая пластичность, поэтому на практике используются В/Ц = 0,3—0,5 и
выше.
* Распространенной ошибкой при кустарном производстве бетона является чрезмерное
добавление воды, которое увеличивает подвижность бетона, но в несколько раз
снижает его прочность, потому очень важно точно соблюсти водоцементное
соотношение, которое рассчитывается по таблицам в зависимости от используемой
марки цемента
*.
* Одной из основных характеристик строительных бетонов
является плотность. Необходимо различать этот показатель
для готового материала и смеси. Значение параметра
вычисляется пропорционально составу компонентов.
Пластифицированное вещество становится легче за счет
испарения химически несвязанной воды. Плотность бетона
прямым образом зависит от рецептуры и соблюдения
технологических условий. Параметр определяется
отношением его массы к объему, которое не может
превышать 100 %.
* Упругие деформации бетона под нагрузкой определяются модулем
упругости. Чем выше модуль упругости, тем меньше при данной
нагрузке будет относительная деформация. Помимо факторов,
связанных с качеством цементного камня, модуль упругости бетона
зависит от содержания и качества заполнителей.Бетон можно
рассматривать как конгломерат из двух компонентов: цементного
камня (раствора) и заполнителя. Каждый из этих компонентов
занимает в сечении бетона определенную часть и участвует в
восприятии нагрузки.Попытаемся выразить аналитически
зависимость модуля упругости бетона от модулей упругости его
составляющих, приняв упрощенные структурные модели бетона, в
том или ином виде использумые рядом исследователей.Если
прочность заполнителя в бетоне не всегда полностью используется и,
следовательно, не всегда проявляется, то модуль упругости
заполнителя непременно отражается на модуле упругости бетона.
* Модуль упругости гранита и подобных ему горных пород, часто
используемых для производства крупных заполнителей, составляет
около 50 000 МПа, что в среднем примерно вдвое выше модуля
упругости растворной части бетона. Горные породы типа базальтов
имеют модуль упругости около 100 000 МПа.
* Литература
* Бетон // Военная энциклопедия : [в 18 т.] / под ред. В. Ф.
Новицкого [и др.]. — СПб. ; [М.] : Тип. т-ва И. Д. Сытина,
1911—1915.
* Бетон // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в
86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
* Пирожников Л. Б. Занимательно о бетоне / Под. ред. А. Н.
Попова. — 2-е изд., доп. — М.: Стройиздат, 1986
* Дворкин Л. И., Дворкин О. Л. Специальные бетоны. — М.:
Инфра-Инженерия, 2012.

Влияние заполнителей на прочность бетона Упругость бетона

Влияние заполнителей на прочность бетона. Упругость бетона. Выполнил ст. группы ПСМИК 15 -1: Камал Н. Проверил(а): Байсариева А. М

Влияние заполнителей на прочность бетона • Ясно, что прочность бетона при сжатии не может превышать прочности его заполнителя 1. Однако определить непосредственно фактическую прочность заполнителя при сжатии представляется весьма трудным; необходимые данные обычно получают в результате косвенных определений: прочности при сжатии исходной горной породы на специально изготовленных образцах, показателя дробимости заполнителя в естественном насыпном состоянии и поведения заполнителя в бетоне. Поведение заполнителя в бетоне может быть оценено на основании сопоставления свойств бетона на этом заполнителе и на высококачественном заполнителе, ранее испытанном в бетоне. Если применение испытываемого заполнителя приводит к более низкой прочности бетона при сжатии, а при разрушении многие зерна заполнителя оказываются разрушенными, то в этом случае считают, что прочность заполнителя ниже номинальной прочности при сжатии бетона на этом заполнителе. Такой заполнитель может быть использован только в бетонах пониженной прочности.

• Недостаточная прочность заполнителя является фактором, ограничивающим прочность бетона. Свойства заполнителя оказывают определенное влияние на прочность бетона даже тогда, когда заполнитель является достаточно прочным. При сравнении бетонов, приготовленных на различных заполнителях, можно отметить, что характер влияния заполнителя на прочность бетона различного состава одинаков при сжатии и растяжении. Возможно, что влияние заполнителя на прочность бетона обусловлено не только механической прочностью заполнителя, но также в значительной степени его способностью к водопоглощению и адгезионными свойствами.

• В основном прочность и упругость заполнителя зависит от его состава, текстуры и структуры. Таким образом, низкая прочность бетона может явиться результатом или недостаточной прочности самих зерен заполнителя или, если зерна достаточно прочные, слабого сцепления заполнителя с цементным камнем. Хотя модуль упругости заполнителя определяют редко, он является довольно важной характеристикой. Модуль упругости бетона обычно тем выше, чем выше модуль упругости его заполнителя.

• Величина модуля упругости заполнителя влияет также на ползучесть и усадку бетона. • Среднее значение прочности при сжатии исходных горных пород, используемых для приготовления заполнителя, составляет около 2000 кгс/см 2, хотя многие заполнители отличного качества получают из горных пород, прочность которых составляет до 800 кгс/см 2. Следует отметить, что прочность заполнителя должна быть значительно выше марки бетона, так как фактические напряжения, возникающие в местах контакта отдельных зерен заполнителя в массе бетона, могут значительно превышать номинальные сжимающие напряжения в бетоне.

• В то же время применение заполнителей средних или низких марок с низкими значениями модуля упругости способствует повышению долговечности бетона. Если заполнитель обладает хорошей деформативной способностью, то объемные деформации бетона, происходящие в результате изменения температурно-влажностных условий, сопровождаются пониженными напряжениями в цементном камне. • Таким образом, повышенная деформативность заполнителя уменьшает опасность разрушения бетона, в то время как использование прочного жесткого заполнителя могло бы привести к растрескиванию окружающего заполнитель цементного камня. • Следует отметить, что между прочностью и модулем упругости различных заполнителей не существует четко выраженной зависимости

Упругость бетона • Упругие деформации бетона под нагрузкой определяются модулем упругости. Чем выше модуль упругости, тем меньше при данной нагрузке будет относительная деформация. Помимо факторов, связанных с качеством цементного камня, модуль упругости бетона зависит от содержания и качества заполнителей. Бетон можно рассматривать как конгломерат из двух компонентов: цементного камня (раствора) и заполнителя. Каждый из этих компонентов занимает в сечении бетона определенную часть и участвует в восприятии нагрузки. Попытаемся выразить аналитически зависимость модуля упругости бетона от модулей упругости его составляющих, приняв упрощенные структурные модели бетона, в том или ином виде использумые рядом исследователей. Если прочность заполнителя в бетоне не всегда полностью используется и, следовательно, не всегда проявляется, то модуль упругости заполнителя непременно отражается на модуле упругости бетона.

• Модуль упругости гранита и подобных ему горных пород, часто используемых для производства крупных заполнителей, составляет около 50 000 МПа, что в среднем примерно вдвое выше модуля упругости растворной части бетона. Для этого случая получили, что модуль упругости обычного (с крупным заполнителем) бетона должен на 32. . . 35% превышать модуль упругости раствора (мелкозернистого бетона). Если обратиться к СНи. П 2. 03. 01— 84, где в результате обобщения опытных данных приведены нормативные значения модулей упругости различных бетонов, то в сопоставлении модулей упругости обычных (тяжелых) и мелкозернистых бетонов найдем подтверждение реальности выполненных расчетов. Однако горные породы типа базальтов имеют модуль упругости около 100 000 МПа. Поэтому модуль упругости бетона на базальтовом щебне выше нормируемого и более соответствует данным. Соотношение между средними напряжениями в компонентах бетона более сложно, чем отношение их модулей упругости, как это представляется из рассмотрения простейшей модели бетона № 1 и часто принимается в расчет.

• Это подтверждает описанное выше представление об используемой прочности заполнителей: прочность гранита не используется полностью в бетоне, так как он недогружен (эпюра вогнута), а прочность пористых заполнителей в бетонах чрезмерно высоких марок недоиспользуется из-за их относительной перегрузки и преждевременного выхода из строя. Правильность изложенных выше теоретических положений (С. М. Ицкович) подтверждается экспериментальными исследованиями, в частности с помощью фотоупругих покрытий (Ф. Ф. Губин и др. ) и на моделях с тензодатчиками (М. Л. Нисневич и др. ). Знание закономерностей распределения напряжений при совместной работе цементного камня и заполнителей в бетоне позволяет подбором соответствующих заполнителей получать бетон с требуемыми упругими свойствами.

Как правильно назначить упругие характеристики железобетона для расчета перекрытия? | Записная книжка конструктора

При назначении параметров монолитных железобетонных перекрытий следует производить их расчет как с использованием начального модуля упругости бетона (используется при назначении армирования), так и расчет с учетом развития неупругих деформаций в бетоне (для определения максимальных прогибов с учетом длительности действия нагрузки).

Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении принимают в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие согласно табл 6. 11 СП 63.13330.2012. и табл 5.4. СП 52-101-2003.

СП 63.13330.2012, п В.22-В-24:

В.22 Жесткостные характеристики конечных элементов на первоначальной стадии расчета конструктивной системы, когда армирование конструкций еще не известно, следует определять по линейным деформационным характеристикам.

В.23 После определения арматуры в плитах перекрытий и покрытий следует произвести дополнительный расчет прогибов этих конструкций, принимая уточненные значения изгибных жесткостных характеристик плит с учетом армирования в двух направлениях.

В.24 Рекомендуется выполнить также дополнительный расчет конструктивной системы для более точной оценки изгибающих моментов в элементах перекрытий, покрытий и фундаментных плитах, а также продольных сил в стенах и колоннах с учетом нелинейных жесткостных характеристик конечных элементов.

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

СП 52-103-2007 п.6.2.6: На первой стадии расчета для оценки усилий в элементах конструктивной системы допускается принимать приближенные значения жесткостей элементов, имея в виду, что распределение усилий в элементах конструктивных систем зависит не от величины, а, в основном, от соотношения жесткостей этих элементов. Для более точной оценки распределения усилий в элементах конструктивной системы рекомендуется принимать уточненные значения жесткостей с понижающими коэффициентами. При этом необходимо учитывать существенное снижение жесткостей в изгибаемых плитных элементах (в результате возможного образования трещин) по сравнению с внецентренно сжатыми элементами. В первом приближении рекомендуется принимать модуль упругости материала равным Ев с понижающими коэффициентами: 0,6 — для вертикальных сжатых элементов; 0,3 — для плит перекрытий (покрытий) с учетом длительности действия нагрузки. На последующих стадиях расчета жесткости следует определять согласно п. 6.2.5.

СП 52-103-2007 п.6.2.5: Значения нелинейных жесткостей железобетонных элементов следует устанавливать в зависимости от стадии расчета, требований к расчету и характера напряженно-деформированного состояния элемента. На первой стадии расчета конструктивной системы, характеризуемой тем, что армирование железобетонных элементов неизвестно, нелинейную работу элементов рекомендуется учитывать путем понижения их жесткостей с помощью условных обобщенных коэффициентов. На последующих стадиях расчета конструктивной системы, когда известно армирование железобетонных элементов, в расчет следует вводить уточненные значения жесткостей элементов, определяемые с учетом армирования, образования трещин и развития неупругих деформаций в бетоне и арматуре согласно указаниям действующих нормативных документов по проектированию железобетонных конструкций.

СП 52-103-2007 п.6.2.7: Определение вертикальных перемещений (прогибов) перекрытий и покрытий производят от действия нормативных постоянных и длительных вертикальных нагрузок. При этом на первой стадии расчета рекомендуется принимать пониженные значения жесткостей элементов конструктивной системы, в частности плит перекрытий, поскольку вертикальные перемещения (прогибы) напрямую зависят от деформационных свойств плит. В первом приближении значения понижающих коэффициентов относительно начального модуля упругости бетона с учетом длительности действия нагрузки рекомендуется принимать: для вертикальных несущих элементов — 0,6, а для плит перекрытий (покрытий) — 0,2 при наличии трещин или 0,3 — при отсутствии трещин. На последующих стадиях расчета при известном армировании следует принимать уточненные жесткости плит с учетом армирования, наличия трещин и неупругих деформаций в бетоне и арматуре, определяемые согласно действующим нормативным документам.

СП 52-101-2003 п. 5.1.13:

СП 52-101-2003 п. 5.1.13

СП 52-101-2003 п. 5.1.13

СП 52-101-2003 п. 5.1.14: Значения коэффициента ползучести бетона принимают в зависимости от условий окружающей среды (относительной влажности воздуха) и класса бетона. Значения коэффициента ползучести бетона приведены в табл. 5.5. СП 52-101-2003.

СП 52-101-2003, табл. 5.5.

СП 52-101-2003, табл. 5.5.

СП 63.13330.2012, п. 8.1.3: Для железобетонных элементов, у которых предельное усилие по прочности оказывается меньше предельного усилия по образованию трещин (пп.8.2.8-8.2.14.), площадь сечения продольной растянутой арматуры должна быть увеличена по сравнению с требуемой из расчета по прочности не менее чем на 15%, или определена из расчета по прочности на действие предельного усилия по образованию трещин.

Таким образом, на первой стадии расчета в первом приближении, когда армирование элементов неизвестно, для расчета прогибов перекрытий применяется модуль упругости, равный от 20% до 30% начального модуля упругости бетона. Для дальнейшего учета работы бетона после образования трещин, значение площади арматуры при необходимости следует увеличить относительно полученного расчетного не менее чем на 15%. На последующих стадиях расчета конструктивной системы, когда уже известно армирование железобетонных элементов, в расчет вводятся уточненные значения модуля упругости, определенного с учетом ползучести бетона, а также с учетом итоговой площади армирования сечения и модуля упругости принятой арматуры.

Бетон Упругие характеристики — Энциклопедия по машиностроению XXL

Метод собственных частот. Этим методом определяют динамические упругие характеристики бетона, его плотность и прочность. При испытаниях образцов или изделий измеряют собственную частоту и затухание изгибных или продольных колебаний контролируемого  [c.280]

Механические характеристики материалов (т. е. величины, характеризующие их прочность, пластичность и т. д., а также модуль упругости и коэффициент Пуассона) определяются путем испытаний специальных образцов, изготовленных из исследуемого материала. Наиболее распространенными являются статические испытания на растяжение. Для некоторых строительных материалов (камня, цемента, бетона и т. д.) основными являются испытания на сжатие. Испытания проводятся на специальных машинах различных типов.  [c.33]

При контроле прочности изделия используют связь скорости звука и механических характеристик материала. Так, прочность бетона коррелирует со скоростью звука. Характер этой связи зависит от упругих параметров цементно-песчаного раствора, заполнителя и его объемной концентрации и при изменении состава бетона может изменяться. Установлено, что с изменением водоцементного отношения, вида цемента и добавок типа песка, размера частиц заполнителя, а также срока службы бетона, связь скорость— прочность не нарушается. Количество и качество заполнителя не в равной степени изменяют скорость звука и прочность бетона, поэтому необходимо  [c. 309]

Исследования показали, что деформативные характеристики бетона, в том числе и модуль упругости, существенно зависят от размеров испытуемого образца. Учет масштабного фактора можно приближенно производить по эмпирическим формулам [18].  [c.20]

Модуль упругости Е, конечно, различен для разных материалов. Величина Е является индивидуальной характеристикой упругих свойств данного материала. Из (10-17) очевидно, что чем больше Е, тем меньше при одном и том же напряжении деформируется стержень. Значение Е для различных материалов меняется в широких пределах. При комнатных температурах для многих металлов 1 10 кгс/см я 10 » Па, для гранита Е = = 0,49-10 кгс/см 4,9-10 Па, для бетона Е 0,2-10 кгс/см 2-10 Па, а для каучука Е составляет- всего лишь 0,00008-10 кгс/см» 8 Па.  [c.205]

Радиационное облучение. При эксплуатации атомных электростанций, синхрофазотронов и других сооружений конструкции находятся под воздействием ионизирующего облучения, которое приводит к изменению механических свойств материалов. Действие радиационного облучения на металлы аналогично понижению температуры, то есть повышает прочностные характеристики и уменьшает пластические свойства. При длительной работе бетонных сооружений под воздействием радиации происходит понижение их жесткостных свойств и уменьшение модуля упругости.  [c.64]

В [37] составлена система уравнений для предварительно сконструированных смешанных моментных функций случайных полей свойств и параметров состояния. В работе [38] метод был использован для описания прочностных свойств арболита. На первом этапе рассчитывались характеристики связующего (крупнопористый легкий бетон) при рассмотрении пор как включений с нулевым модулем упругости. На втором этапе — характеристики собственно арболита по параметрам связующего и древесного наполнителя. Авторы работы [38] подчеркивают, что полученные результаты хорошо объясняют взаимосвязь структуры и свойств материала как целого, но не позволяют получить требуемого согласия с экспериментальными данными.  [c.20]

Прочностные характеристики верхнего слоя покрытия могут определяться неразрушающими методами, например, прочность бетона на сжатие — методом упругого отскока [62] с использованием механического склерометра (рис. 14.1). Распространены испытания выбуренных из покрытия кернов методом раскалывания или сжатием при статическом нагружении.  [c.496]

Механические характеристики материалов (т. е. величины, характеризующие их прочность, пластичность и т. д., а также модуль продольной упругости и коэффициент Пуассона) опреде ляются путем испытаний специальных образцов, изготовленных из исследуемого материала. Наиболее распространенными являются статические испытания на растяжение. Для некоторых строительных материалов — камня, цемента, бетона и т. д.— основными являются испытания на сжатие. Испытания проводятся на специальных машинах различных типов. Сведения об устройстве этих машин и методике испытаний, а также о применяемых при этом измерительных приборах приводятся в специальных руководствах.  [c.31]

Разработанные в сопротивлении материалов методы расчета исходят из постоянства модуля упругости, что в действительности имеет место в металлах, в дереве и в несколько меньшей степени в бетонах. Непосредственный учет в расчете отмеченных выше особенностей практически невозможен. Поэтому пластмассовые элементы рассчитывают теми же методами сопротивления материалов, которые применяются и для других материалов. Специфические свойства пластмасс учитывают путем введения в расчетные формулы различных коэффициентов. Эти коэффициенты отражают влияние температуры, времени действия нагрузки, влажности и других факторов на прочностные и деформационные характеристики отдельных видов пластмасс.  [c.312]

При достаточно строгой постановке задачи фундамент, поддерживающий мащину, нужно было бы рассматривать как сложную систему, состоящую из нескольких упругих, связанных между собой материальных тел. Эти тела (части мащины, фундаментный блок, массив грунта в основании) значительно различаются как по форме и размерам, так и по деформационным (упругость, поглощение) свойствам. Последние относительно хорошо изучены для строительных материалов — стали, бетона и пр. что же касается грунтов, то об их деформационных свойствах имеется пока лишь приближенное представление. Исследования показали, что характеристики упругости грунта обладают большой изменчивостью и зависят не только от его состава и физических свойств (пористости, влажности и др.), но также от генетических особенностей, напряженного состояния и некоторых других малоизученных факторов.  [c.21]

Метод упругого отскока заключается в том, что о прочности бетона судят по величине отскока бойка, который с помощью пружины ударяет по ударнику и отскакивает от него на определенную высоту, фиксируемую шкалой прибора. Между величиной отскока и прочностью бетона устанавливается экспериментальная зависимость. Краткая характеристика склерометрических методов приведена в табл. 153.  [c.209]

Модуль упругости мастичных составов, используемых для защитного покрытия по бетону и железобетону, является весьма важной характеристикой. Если он сравнительно высокий, то в таком покрытии могут об  [c.94]

Многие весьма употребительные в машиностроении материалы не следуют закону Гука и для малых деформаций. Характеристики растяжения или сжатия таких, например, материалов, как кожа, резина, бетон и др. не имеют прямолинейных участков. Их модуль упругости изменяется вместе с величиной деформации. На рис. 111 представлены характеристики растяжения и сжатия таких материалов. В зависимости от расположения кривой F x) относительно прямой (которая соответствует линейной характеристике), касательной к ней в начале координат О (пунктир на рис. 111), мы будем иметь жесткую (рис. 111, а) и мягкую (рис. 111, б) системы. Такие свойства указанных материалов, очевидно, не могут быть учтены в линейной теории, а между тем, именно эти свойства имеют иногда существенное значение, например, в расчетах резонансных колебаний и динамической прочности. Частоты колебаний деталей некоторых устройств, включающих элементы из таких материалов, зависят от амплитуды колебаний в одних случаях они растут с увеличением амплитуд (жесткие системы), в других, наоборот, убывают (мягкие системы). Включение в колеблющиеся системы таких нелинейных элементов может иногда в значительной степени ослабить по-  [c.469]

В нашей стране получила распространение оценка несущей способности покрытий при помощи величины приведенной нагрузки, т.е. нагрузки па условную одноколесную опору с давлением в шине 1,0 МПа, от воздействия которой в бесконечной плите эталонного покрытия возникает изгибающий момент, равный максимальному изгибающему моменту от воздействия рассматриваемой опоры самолета в тех же условиях, но с учетом числа колес опоры, проходящих по одному следу. Величина приведенной нагрузки находится в зависимости от упругой характеристики эталонного покрытия, которая принята на основе расчета бетонных и армобетонных покрытий, лежащих на упругом основании с коэффициентом постели 60-80 МН/м .  [c.400]

Собственные частоты основного тона колебаний отдельных поперечных рам определяются из уравнения (412) с учетом внецентренного приложения нагрузок на продольные балки. В запас следует значения величин, определяющих упругие характеристики (высоту колонн, моменты инерции поперечных сечений, модули упругости бетона), принимать такими (в пределах возможных изменений), чтобы определить нижнюю границу частоты. Прогиб продольных балок от постоянной нагрузки должен быть не больше прогиба ригеля поперечной рамы. Определенная в результате такого расчета частота уменьшается за счет податливости машины примерно на 10%, однако участие в колебаниях нижней плиты увеличивает расчетную частоту по крайней мере на 10%, вследствие чего оба этих фактора не учитываются в расчете. Тяга вакуума конденсатора, как безмассо-вая сила, в динамический расчет не вводится. Однако если конденсатор жестко соединен с машиной, то тогда необходимо, на худший случай, вводить в динамический расчет вес конденсатора, полностью заполненного водой. Собственные частоты всех поперечных рам должны быть примерно одинаковы и по крайней мере на 20% выше рабочего числа оборотов.  [c.287]

По той или иной причине в настоящей книге были рассмотрены отклики на деформацию стекла, кетгута, резины, дерева, шелка, человеческих тканей, краски, эмали, лаков, льда, кожи, пробки, мрамора, песчаника, кирпича, керамической глины, глины, мышц лягушки и бетона. Литература, посвященная экспериментальной механике твердого тела, содержит гораздо больший перечень веществ. Р. Хоуинк (Houwink [1953, 1]) в своем интересном описании упругих и пластических свойств твердых тел в монографии Упругость, пластичность и структура материи 1953 г. расширил перечень веществ, включив тесто для выпечки, смолу, асфальт, гуттаперчу, balata целлюлозу, желатин, клей, казеин, шерсть, формальдегид мочевины и серу. Интерес промышленности к деформационным характеристикам синтетических волокон, мяса, фанеры и многих других материалов, как в связи с их дальнейшим усовершенствованием, так и в качестве способов контроля желаемых характеристик, привел к расширению перечня материалов, для которых должны быть описаны зависимости между напряжением и деформацией.  [c.366]

Должна быть обеспечена однородность (макрооднородность) образца как в отношении химического состава, так и в отношении микроструктуры. С этой целью при изготовлении образцов из отливок каждая партия образцов вырезается из той части отливок, которая обладает наиболее однородной структурой из частей, прилегающих к поверхности, так как центральная часть отливки имеет обычно более грубую или менее определенную структуру, если, конечно, опыт не предназначен именно для сравнения упруго-пластических характеристик различных частей отливки. При изготовлении из прутков или из катанного листа каждая партия образцов должна нарезаться по возможности из одного и того же прутка (листа) или из одной партии прутков. В материале образца не должно быть раковин, внутренних трехцин, инородных включений, которые являются концентраторами напряжений. Это не исключает, конечно, испытаний таких материалов, для которых пористость (губчатая резина, пеностекло, некоторые керамики) или неоднородность (бетон) являются качествами, определяюхцими конструкционное назначение материала. Но судить, например, о механических свойствах литой резины по данным испытаний губчатой резины нельзя.  [c.314]

Объектом исследований являлась реальная конструкция, представляющая собой двухслойную плиту. Материал верхнего и нижнего слоев — бетон марки 350. Размеры плиты в плане — 700×700 см. Толщина верхнего слоя — 28 см, нижнего — 24 см. Между ними расположена обжимаемая прослойка толщиной 0,3 см, состоящая из нескольких слоев битуминизированной бумаги. Лабораторные испытания образцов материала слоев позволили определить следующие физико-механические характеристики для бетона — модуль упругости Е = = = 3,1 10″ МПа, коэффициент Пуассона i i = = 0,167 для битуминизированной бумаги — Е2 = 2 МПа, ту2 = 0,35.  [c.209]

Расчеты выполним для двухслойных цементобетонных покрытий (характеристики несущих слоев модуль упругости бетона Е = 3,3 10 МПа, коэффициент Пуассона и = 0,15) с разделительной прослойкой различной жесткости (10, 10 , 10 , 10 , 10 и 10 МН/м ) на упругом основании (коэффициент постели основания С принимаем равным 20 и 150 МН/м ) под воздействием одноколесной нагрузки 100 кН с давлением в шине 1,25 МПа. Значения толщины цементобетонных слоев назначаем такими, чтобы суммарная жесткость несущих слоев D оставалась в пределах одного расчета постоянной и составляла для рассматриваемых вариантов 15,4 МН-м /м, 45,0 МН-м /м и 151,9 МН-м /м. Такие значения жесткостей несущих слоев охватывают практически весь возможный диапазон конструкций двухслойных покрытий.  [c.254]

Приведенные ниже зависимости применимы для случаев расчета балок, выполненных из материалов, имеющих различные модули упругости при растяжении и сжатии (бетон, пластмассы и др.), а также балок, составленных из различных материалов (например, железобетон). Предполагается, что разнородные материалы соеда-иены так, что обеспечивается их совместная работа. Тогда в пределах упругих деформаций применима гипотеза плоских сечений. Нейтральная линия в общем случае не проходит через центр тяжести сечения. Сечение балок из разнородных материадгеометрическим характеристикам сечения и приведенным модулям упругости.  [c.93]

Рис. И. Характеристики восстановления деформации ползучести бетона после его разгрузки по опытам А. В. Япшна (а — деформации ползучести при нагрузке е/а в см 1кг)Х X 10 б — деформации последействия после разгрузки (в тех же единицах) в — модуль упругости при загружении призм 1) и при их разгрузке после длительной выдержки под нагрузкой (2) 3, 5, 11, 12, 13, 15 — номера призм, возраст бетона указан в сутках).

Коэффициент поперечной деформации л, так же как и модуль упругости Е, является характеристикой упругих свойств мате риала. Для материалов, упругие свойства которых одинаковй во всех направлениях, упругие постоянные и л полностью характеризуют эти свойства. Такие материалы называют изотропными. С достаточной для целей практики точностью к ним могут быть отнесены сталь и другие металлы, большинство естественных камней, бетон, каучук, неслоистые пластмассы.  [c.39]

Другой метод конфоля физико-механических свойств бетона, фанита, мрамора и т.п. основан на использовании нелинейности характеристик напряжение -деформация этих материалов. Физически это означает, что определяющий скорость распросфанения акустических волн динамический модуль упругости зависит от механических напряжений. Влияние нелинейности среды на распросфанение упругих волн проявляется в том, что скорость распросфанения волн зависит от их интенсивности, и в спекфе волны появляются высшие гармоники основной частоты.  [c.279]

Уотановл(ШО, что характеристики ползучести полимербетонов оопоставимы с аналогичными характеристиками для цементных бетонов. Подобные утверждения безусловно базируются на лабораторных исследованиях. Однако характеристика ползучести есть величина относительная и выражается формулой 6п/б Где Вп — деформация ползучеоти, и — упругая дефор- 46  [c.46]

УЗ-вые методы, основанные на измерениях скорости и затухания звука, широко используются в технике для определения свойств и состава веществ и для контроля технологич. процессов (см. Контрольно-измерительные применения ультразвука). По скорости звука определяют упругие и прочностные характеристики металлич. материалов, керамики, бетона, степень чистоты материалов, наличие примесей. Измерения скорости и поглощения в жидкостях позволяют определить концентрацию растворов, следить за протеканием химич. реакций и других процессов, за ходом полимеризации. В газах измерения скорости звука дают информацию о составе газовых смесей. При УЗ-вых измерениях в твёрдых телах используют частоты 10 —10 Гц, в жидкостях — до 10 Гц, в газах — не выше 10 Гц выбор частотных диапазонов соответствует поглощению УЗ в этих средах. Точность определения состава веществ, концентрации примесей УЗ-выми методами высока и составляет доли процента. По изменению скорости звука или по Доплера эффекту в движущихся жидкостях и газах определяют скорость их течения (см. Расходомер). Для исследования свойств веществ используют также методы, основанные на зависимости параметров резонансной УЗ-вой колебательной системы от акустич. сопротивления нагрузки, т. е. от свойств нагружающей её среды. Это т. н. импедансные методы, к-рые применяются в УЗ-вых сигнализаторах уровня, вискозиметрах, твердомерах и т. д. Во всех перечисленных методах измерений и контроля свойств вещеегв применяются весьма малые интенсивности УЗ эти методы требуют малого времени для измерений, легко поддаются автоматизации, позволяют производить дистанционные измерения в агрессивных и взрывоопасных средах и осуществлять непрерывный контроль веществ в труднодоступных местах.  [c.17]

Метод собственных колебаний основан на выведении среды упругого равновесия с помощью кратковременного импульса и пО следующей регистрации возникающих колебаний. На практике суТ метода заключается в возбуждении колебаний сопряженной систем плита-грунт с помощью ударов в бетонный блок или стальную плитУ Зарегистрированный сигнал (колебания в функции времени) подверг ется спектральному анализу с целью определения частотной характ ристики, а затем частоты, при которой характеристика достигает своеГ  [c.134]

---

Модуль упругости конструкции — Справочник химика 21

    Объясните причину увеличения модуля упругости конструкций с введением заполнителя. [c.197]

    Заметим, что несмотря на высокие показатели плотности, прочности и модуля упругости, конструкции из стеклопластиков, выполненные методом намотки, претерпевают дальнейшие изменения с тем, чтобы отвечать этим требованиям. Намотанная конструкция может быть спроектирована так, чтобы иметь желаемую прочность в нужном направлении. Отличительными свойствами волокнистых материалов является их доступность, легкость формования и немагнитные характеристики. Был проведен теоретический анализ конструктивных идей использования различных типов намоточных материалов, проведено сравнение с ограниченными экспериментальными данными. Перспективными разработками являются многочисленные конструкции корпусов с направленной намоткой, корпусы с поперечными ребрами жесткости и неоребренные однослойные корпусы с направленной намоткой [41]. Анализ был проведен для отсеков разных диаметров, от 153 мм до 3,6 м, при ориентировочном отношении длины к диаметру 1,5. Весовое соотношение многослойных и неоребренных корпусов показывает малую разницу для двух диаметров при равной прочности. Однако корпус с ребрами жесткости становится более работоспособным при увеличении диа.метра. [c.41]

    Критерий жесткости является основным для таких деталей, как рамы н корпусные элементы ман]ни, нагружаемые статическими или плавно меняющимися нагрузками, валы передач и т. д. Конструкционные материалы для таких деталей должны иметь высокий модуль упругости и технологические свойства, обеспечивающие возможность получения тонкостенных конструкций с малыми остаточными напряжениями. [c.97]

    Анизотропия свойств у углепластиков выражена еще более резко, чем у стеклопластиков. Связано это с тем. что отношение модулей упругости наполнителя и связующего у углепластиков (100 и более) существенно выше, чем у стеклопластиков (20 — 30), Кроме того, для углепластиков характерно наличие разницы между упругими свойствами самих волокон в направлении вдоль оси и перпендикулярно к ней, что приводит к дополнительной анизотропии. Обычно в конструкциях нужна меньшая анизотропия механических характеристик, В этом случае используют перекрестно армированные мате- [c.84]

    Метод намотки наиболее технологичен в достижении оптимальных конструкций и свойств изделий прочности, модуля упругости, коэффициента линейного термического расширения. Как отмечалось выше, эти показатели зависят от углов намотки отдельных фрагментов изделия. Отклонение при намотке волокон от параллельного расположения более чем на 1,5 [9-22], вызывает заметное снижение механических свойств бопе[c.525]

    Расчетные и нормативные сопротивления бетона и стали следует принимать в соответствии с главой СНиП по проектированию бетонных и железобетонных конструкций. Начальный модуль упругости для бетона с добавкой 3,5% растворимого стекла следует принимать по данным, приведенным ниже. [c.87]

    Для создания жестких и прочных конструкций (например, вышка буровой установки) применяемые материалы должны обладать высоким модулем упругости в сочетании с высокой прочностью. [c.170]

    При применении алюминиево-бериллиевых сплавов в конструкциях, для которых решающим расчетным критерием является жесткость (модуль упругости), можно получить снижение веса конструкций на 20—50%. [c.171]

    Строительные конструкции. Алюминиевые строительные конструкции находят все более широкое применение. Потребление алюминия и его сплавов для изготовления строительных конструкций за 1971 г. достигло в мировом масштабе внушительной цифры 1,6 млн, т с ежегодным приростом около 8%. Расширяющееся применение алюминиевых сплавов объясняется их легкостью (примерно в 2,9 раза легче стали), широкими пределами прочностных характеристик — повышенной коррозионной устойчивостью, пониженным модулем упругости, повышенной усталостной устойчивостью, высокой технологичностью, возможностью нанесения сравнительно недорогих декоративных покрытий, высокой отражательной способностью, сохранением прочностных свойств при низких температурах, отсутствием магнитных свойств и искрообразования и т. д. Строительные конструкции изготавливают в основном из деформируемых алюминиевых [c.128]

    Твердое топливо для ракетных двигателей бывает либо в виде кассет, либо в виде отливок, получаемых на месте. Требования к механическим свойствам материала в этих двух случаях совершенно различны топливо в отливках представляет собой низкомодульный материал, а топливо в кассетах — высокопрочный материал с высоким модулем упругости. В последнем случае топливо можно сравнительно легко извлечь из двигателя — достаточно удалить один конец двигателя, освободить прижимную плиту и вытолкнуть пороховую шашку (в сборе с ингибирующим материалом) наружу. Восстановление топлива и металлической конструкции двигателя при этом не представляет сложности. Топливо, загружаемое посредством литья, можно удалить из двигателя только с помощью мощной струи воды. Эта процедура целесообразна для восстановления корпуса двигателя, но топливо и облицовка при такой обработке разрушаются. [c.505]

    Как известно, пластификаторы вводят для повышения эла- тичности компаундов, т. е, для уменьшения их модуля упругости и повышения предельной деформации, а также для сни- кения вязкости. Пластификатор не может превратить жесткую эпоксидную смолу в эластичный материал, но он уменьшает Хрупкость материала, увеличивает сопротивление удару и, самое лавное, улучшает работу при заливке конструкций. Однако Улучшение одних свойств может привести к ухудшению других. Поэтому окончательный выбор добавки определяется всем [c.157]

    Способность изотропных прозрачных тел обнаруживать двойное лучепреломление широко используется в поляризационно-оптическом методе исследования напряжений. Согласно этому методу из прозрачного материала вырезают уменьшенную копию конструкции и подвергают ее требуемому нагружению. Возникающая картина двойного лучепреломления позволяет охарактеризовать эпюру напряжений в конструкции, а метод дает возможность решать самые разнообразные статические и динамические задачи, возникающие в ходе проектирования ответственных деталей i[69]. В связи с решением таких задач к материалам, используемым в поляризационно-оптическом методе, предъявляются все более широкие требования нужны материалы с высоким и низким значением модуля упругости и коэффициента оптической чувствительности по напряжению (или по деформации), материалы с нулевым значением Са, комбинированные материалы и т. д. [c.208]

    Формулы для определения усилий и напряжений приведены для стыка рассматриваемых элементов. Чтобы найти усилия и напряжения в произвольном сечении элемента, следует использовать соответствующие выражения для данного элемента, суммируя алгебраически их значения от нагружения внутренним давлением и краевыми силами и моментами Мд, полученными для данной составной конструкции, причем для сферического сегмента в качестве Яд следует принимать разность (Яд — Я), учитывающую наличие распорной силы. Формулы приведены при условии, что модули упругости материалов сопрягаемых элементов конструкции одинаковы [c.270]

    Если натурная конструкция выполняется из материалов с различными модулями упругости, то ее упругая модель должна быть выполнена из материалов, имеющих те же соотношения модулей упругости. [c.311]

    При исследованиях термоупругих напряжений с применением нагрева или охлаждения необходимо модели выполнять из материалов с теми же соотношениями произведений температурного коэффициента линейного расширения и модуля упругости, какие имеют материалы соответствующих частей натурной конструкции.  [c.311]

    Так как модули упругости компонентов стеклопластика обычно существенно различаются между собой, то для предотвращения преждевременного разрушения необходимы полимерные связующие, предельные удлинения которых превышают среднее удлинение композиционного материала в десятки раз [631 ]. Обычно нарушение монолитности стеклопластиков начинается задолго до разрушения. Вследствие того, что поврежденные участки занимают малую часть объема материала, ориентированные стеклопластики рассчитывают на прочность как сплошные материалы. Естественно, что при оценке герметичности конструкции следует учитывать нижнюю границу нагружения, при котором начинается образование трещин [632]. Обычно количественные расчеты прочности армированных систем начинаются с однослойных моделей. Следующим шагом является рассмотрение материала, состоящего из двух или нескольких слоев. Теорию многослойных сред к армированным материалам применил В. В. Болотин [633]. Теория армированных сред в приложении к ориентированным стеклопластикам получила развитие в работе [634, с. 192]. [c.301]

    Текстильные волокна, металлическая проволока, применяемые в качестве армирующих материалов, по модулю упругости во много раз превосходят резину удлинение обычного текстильного корда при разрыве составляет 10—25%, удлинение большинства резин— 500% и более. Текстильные ткани и нити входят в конструкцию многих резиновых изделий—автомобильных авиационных, тракторных, сельскохозяйственных, мотоциклетных, велосипедных и других шин, конвейерных и транспортерных лент, приводных ремней, рукавов и шлангов, резино-пневма-тических рессор и муфт, резиновой обуви и многих других изделий и деталей. Выпускаются также различные изделия из прорезиненных тканей. [c.502]

    Основным методом выявления дефектов склеивания элементов многослойных конструкций, применяемым в Советском Союзе, является акустический (ультразвуковой) импедансный метод, для осуществления которого используется дефектоскоп ИАД-3. Этот метод применим в тех случаях, когда модуль упругости материала обшивки изделия достаточно велик (металлы, стеклопластики и т. д.). Контроль со стороны, где находятся низкомодульные материалы, этим методом невозможен (резины пенопласт и др.). Импедансный метод применяется и для контроля клееных конструкций с неметаллическими обшивками, в том числе сотовых конструкций. Благодаря точечному контакту датчика с изделием можно контролировать изделия с малым радиусом кривизны (до 5—6 мм) [153]. Дефектоскоп ИАД-3 обеспечивает запись результатов контроля на электротермическую бумагу, что позволяет автоматизировать процесс НРК. [c.120]

    Возможности и особенности метода. Чувствительность метода зависит от параметров контролируемого изделия. С уменьшением толщины обшивки и увеличением жесткости и массы внутреннего элемента на единицу поверхности изделия чувствительность возрастает. В благоприятных условиях совмещенным преобразователем выявляют дефекты диаметром 3. .. 5 мм. В случае жесткого внутреннего элемента (например, толстого металлического лонжерона) предельная толщина обшивок наибольшая (см. табл. 17). Для конструкций с внутренними элементами небольшой жесткости или выполненными из легких материалов с малыми модулями упругости (пенопласт и т.п.) предельная толщина обшивок уменьшается. [c.269]

    При оценке качества и надежности изделий и конструкций необходимо знание ряда физико-механических параметров материалов, из которых они изготовлены. Так например, одной из основных физических характеристик материала является его плотность. Плотность используется при расчетах большинства других физических и механических характеристик материалов, в частности, динамического модуля упругости, коэффициента теплопроводности, коэффициента отражения и др. Кроме того, плотность является и важнейшей технологической характеристикой материалов, особенно композитных. От плотности зависит количественное содержание отдельных компонентов, пористость, степень кристаллизации, проницаемость, содержание летучих, неоднородность и т. п. [c.446]

    Исследуем зависимость резонансного значения угла А = шах а поворота абсолютно твердого тела 3 относительно оси х от параметров системы путем изменения модуля Ег варьировалась я ест-кость конструкции при принятых ранее значениях других параметров механической конструкции. На рис. 3.7, а, б, в приведены амплитудно-частотные характеристики нри различных значениях мгновенного модуля упругости Ег. На рис. 3.8 приведена зависимость резонапспых значений Лреэ. max от модуля Е . Максимальные резонансные значения амплитуды вынужденных колебаний количественно оценивают интенсивность диссипативных процессов в системе, которая тем выше, чем пиже пики резонансной максимальной амплитуды. [c.152]

    Изменим далее степень иеодно-родности рассматриваемой механической конструкции сведением дополнительной промежуточной кольцевой массы 4 иа защитном кожухе 2 (рис. 3.9). Па рис. 3.10 (сплошная липия) и 3.11 приведены полученные (без промежуточной массы) зависимости основных частот Мп и коэффициентов демпфирования oi от значения мгновенного модуля упругости кожуха Ег. Значение Ег варьируем во всем физически реализуемом диапазоне 2 = 1 10 10 H/м Иаибольший интерес представляют значения мгновенного модуля Ег в интерЕЭле [c.154]

    Преобразователи для контроля анизотропии механических и электрофизических свойств металлов. Одной из важнейших характеристик современных металлов и сплавов, во многом определяющей их механические и физические свойства, является степень совершенства кристаллографической текстуры, под которой понимается преимущественная пространственная ориентация зерен в полюфисталле. Текстура, обусловливая анизотропию свойств, обеспечивает избирательно в различных направлениях повышение пластичности, прочности, модуля упругости, магнитных свойств, стойкости металлических покрытий против коррозии и т. д. Создание в материалах совершенной кристаллографической текстуры является в ряде случаев одним из путей повышения их эксплуатационных характеристик. Для этого исследователям и специалистам-пракгикам необходимы методы и средства для получения сведений о типе и степени совершенства кристаллографической текстуры. Другой не менее важный аспект необходимости измерения анизотропии физических свойств металлов, обусловивший рождение на свет разнообразных конструкций датчржов, вызван необходимостью определения механических остаточных напряжений в деталях машин и механизмов, элементах строительных конструкций и т. д., выполненных из различных марок конструкционных сталей. Для этих целей используется явление магнитоупругого эффекта, под которым в общем случае принято понимать изменение магнитных свойств материала под воздействием механических напряжений. Измерив изменение величины или характера анизотропии магнитных свойств, можно, используя градуировочные кривые зависимости магнитных свойств исследуемого материала от величины механических напряжений, судить об их наличии в металле, а иногда и оценить их величину [50]. [c.134]

    По другой схеме пропитка связуюпцш осуществляется в конечной части фильеры [9-22]. Возможна протяжка через несколько фильер. Этот метоп позволяет получать изделия с однонаправленными волокнами в форме уголков, двутавров, квадратов и других относительно простых форм. Для изготовления профильных изделий со сложной системой армирования применяются вы-сокомоцульные и высокопрочные ленты спепиального плетения. Этот способ имеет наибольший практический интерес для получения препрегов с высокими значениями модуля упругости, например для рамных конструкций солнечных батарей. [c.526]

    Напряжение в граничных слоях кокса может быть снижено при позоре компонентов КМУУ с близкими значениями относительной деформации. Так как деформация до разрушения кокса связующего мала, несущая конструкция КМУУ должна быть из углеродных волокон с высокими значениями модуля упругости и относительно пониженной деформацией до разрушения. [c.647]

    Высокомодульные деформируемые сплавы Al-Be-Mg — двухфазные гетерогенные системы. Они превосходят по модулю упругости пром. легкие сплавы в 2-3 раза их плотн. 2,0-2,4 г/см , модуль упругости 45 000-220000 МПа, относит, удлинение 15-10%. Такие сплавы обладают также повыш. теплоемкостью и теплопроводностью, более высокой усталостной прочностью (в т. ч. уникальной акустич. выносливостью), меньшей скоростью роста усталостных трещин. Применяют их преим. для изготовления тонких жестких элементов несущих конструкций, что позволяет уменьшить массу изделия до 40%. [c.120]

    Начальной стадией деформации металла является упругая деформация (участок АВ рис. 2.8). С точки зрения кристаллического строения, упругая деформация проявляется в некотором увеличении расстояния между атомами в кристаллической решетке. После снятия нафузки атомы возвращаются в прежнее положение и деформация исчезает. Другими словами, упругая деформация не вызывает никаких последствий в металле. Чем меньщую деформацию вызывают напряжения, тем более жесткий и более упругий металл. Характеристикой упругости металла являются дна вида модуля упругости модуль нормальной упругости (модуль Юнга) — характеризует силы, стремящиеся оторвать атомы друг от друга, и модуль касательной упругости (модуль Гука) — характеризует силы, стремящиеся сдвинуть атомы относительно друг друга. Значения модулей упругости являются константами материала и зависят от сил межатомного взаимодействия. Все конструкции и изделия из металлов эксплуатируются, как правило, в упругой области. Таким образом, упругость — это свойство твердого тела восстанавливать свою первоначальнуто фор.му и объем после прекращения действия внешней нафузки. Модуль упругости практически не зависит от структуры металла и определяется, в основном, типом кристаллической решетки. Так, например, модуль Юнга для магния (кристаллическая решетка ГП% ) равен 45-10 Па, для меди (ГКЦ) — 105-10 Па, для железа (ОЦК) — 210-10 Па. [c.28]

    Тензометр представляет собой точное измерительное средство, позволяющее регистрировать очень малые деформации. Например, при определении с ногрещно-стью 2 % механического напряжения СТм = = 200 МПа в стальной конструкции требуемая чувствительность тензометра, выраженная через относительную деформацию, л = Аом/ у = 10 » Еу — модуль упругости) чувствительность, выраженная через линейную деформацию, А/ = /ёд = = 0,05 мкм при базе 1 = 5 мм.  [c.556]

    При выборе металла, удовлетворяющего требованиям минимальной массы, необходимо избегать противоречий с другими требованиями. Так, например, ограничением в некоторых случз51х оказывается низкий модуль упругости металла, определяющий жесткость и устойчивость элемента конструкции, а также невысокая жаропрочность или коррозионная стойкость металла в определенных средах. [c.12]

---

Армирование – что это такое, виды армирования

29.10.2021

Бетон очень хороший строительный материал, он прочный, надежный и равноценной замены ему пока не придумали. Бетонный камень остается целым без трещин, если нагрузка на него будет только на сжатие. Но при условии воздействия на него растягивающих сил (нижняя грань балки, перемычки), пойдут трещины.

Если в строительстве бетон ничем не заменить, его необходимо усилить.

Что такое армирование

Чтобы бетонный блок выдерживал растягивающие нагрузки в него добавляют материал, который хорошо справится с крутящими нагрузками. Это металлическая или композитная арматура, у нее высокий модуль упругости при этом это свойство она передает всему бетонному блоку, повышая его несущую способность.

В итоге можно сказать, что армирование ж/бетонной конструкции это добавление в бетон арматуры с прочностью и модулем упругости выше, чем у бетона, для увеличения несущего потенциала всей конструкции.

Усиление бетонных конструкций проводят стальной или композитной арматурой, добавлением фиброволокна. Стержневая арматурная сталь бывает разных марок и диаметров. Разработанные нормативные документы регламентируют прочность, упругость, трещиностойкость железобетонных блоков в зависимости от типа армирования и класса бетона.

Виды армирования

При монолитной заливке бетона в основном устанавливают металлические сетки и каркасы.

Сетки

Это полотно из перпендикулярно сваренных стержней. Крестообразные соединения сварены на автоматизированном станке контактной сваркой, а стыковые соединения-стыковой сваркой. Мы реализуем сварные сетки, ознакомьтесь с нашими ценами и условиями доставки.

Сетка уложенная в бетонный массив добавит ему качества металла: прочность, упругость. Сетчатое полотно устанавливают внутри массива, на 1/3 от нижней грани, потому что в этой плоскости самые сильные растягивающие усилия.

Сетка ничего не усилит, если она будет на поверхности массива или на дне, только если ее уложить внутрь на 1/3 от низа, распределение нагрузки станет равномерным по всему объему.

Разные части строительного объекта требуют отдельного расчетного усиления, чтобы компенсировать нагрузки. При расчете армирования учитывают марку стали (ее предел текучести).

ГОСТ 23279-2012 группирует сетки по видам и марке стали.

Есть тяжелые сетки, с диаметром стержней от 12 мм, есть легкие с диаметром от 10 мм и менее. Сетки с большим диаметром выпускаются в плоских картах удобных размеров, с диаметром продольных стержней от 3 мм до 5 мм выпускаются в рулонах.

При расчете усиления учитывают направление рабочих стержней, они должны быть направлены перпендикулярно изгибающим и растягивающим воздействиям. Поэтому сетки выпускают с разным направлением (продольным или поперечным) напрягаемых рабочих стержней.

Диаметры рабочих стержней получают из расчета общей площади диаметрального сечения арматуры. При этом сохраняется отношение меньшего диаметра к большему 0,25. Из этого же расчета по определению плотности армирования получают нужный размер квадратных или прямоугольных ячеек.

Для разных видов бетонных работ результаты расчетов по плотности армирования различаются. Поэтому сетки выпускаются с разными диаметрами, размерами и формами ячеек.

• Полотно в рулонах для отделочных работ имеет диаметр проволоки 1,6 мм, а сторона ячейки 2,5; 5; 6 см.
• Кладочные и дорожные сетки с диаметром от 2,5 см до 4,8 см, сторона ячейки от 2,5 см до 20 см. Ячейка квадратная или прямоугольная.
• Строительная сетка с диаметром от 6 мм до 12 мм, с ячейками от 5 см до 20 см. Выпускаются в плоских картах, с разными удобными для монтажа размерами.

Легкие сетчатые полотна устанавливают при разных видах строительных работ.

• Штукатурные и отделочные работы.
• Кладочные работы для первых трех рядов с последующим чередованием.
• Усиление перемычек над проемами с заходом стержней на 0,8 метра.
• Усиление балочных пролетов под межэтажным перекрытием.
• Монтаж колонн.
• Железобетонные плиты (перекрытия, стены).
• Полы, отмостки, дорожки, подъезды.

Тяжелые сетки участвуют в монтаже конструкций усиления:

• при заливке несущих балок;
• опорных колонн;
• в мостостроении;
• гидротехнических сооружений;
• взлетно-посадочных полос;
• фундаментов;
• площадок для тяжелого транспорта;
• откосов с нестабильной структурой грунта и высокой степенью уклона.

Каркасы

Пространственный металлический каркас состоит из продольных и поперечных стержней, в разных плоскостях. Продольные стержни несут рабочую нагрузку, а поперечные выполняют вспомогательную, конструктивную функцию. Они фиксируют положение рабочих стержней в конструкции, воспринимают поперечные воздействия, равномерно распределяют нагрузки по всему каркасу.

Каркасы монтируют сварными соединениями: крестообразными, стыковыми, нахлесточными, тавровыми. При необходимости стыки арматур в каркасе соединяют механическим способом: опрессованием обжимными муфтами или муфтами с резьбой. Диаметр рабочей и вспомогательной арматуры, шаг поперечных хомутов покажет расчет по плотности армирования.

Пространственные каркасные конструкции монтируют при монолитной заливке бетоном:

• ленточных и свайных фундаментов;
• несущих балок;
• ответственных конструкций;
• гидротехническом строительстве;
• мостостроении.

Компания Интерстрой изготавливает арматурные каркасы, перейдите по ссылке, чтобы узнать об условиях доставки и ценах.

Задачи армирования конструкции

• Увеличение прочности и жесткости конструкции, повышение ее несущего потенциала
• Сокращение трещинообразования в массиве.
• Продольные и поперечные стержни плоских и пространственных каркасов воспринимают нагрузку и равномерно распределяют ее по всему объему.
• Сохраняет ж/бетонную конструкцию от влияния неравномерной осадки, движения грунтов, сейсмических волн, перепада температур.
• Части строения, соединенные арматурными связями становится устойчивым.

Материалы для армирования

В сетчатом полотне и металлических каркасах для рабочей арматуры берут сталь с периодическим профилем А600С, А500С, стержневую горячекатаную А240, ГОСТ 34028-16 п/п 6.1.4.3.

Монтажные работы проводят по ГОСТу № Р-57997-17. Марку стали, соответственно ГОСТу № 5781-82, берут 35ГС, 25Г2С. При монтаже стали применяют СП № 63-3330-12 (п/п 6.2 и п/п 11.2).

Класс сплава стали А600С, А500С очень хорошо сваривается, этому способствует его химический состав. Легирующие вещества: ванадий, ниобий, молибден в сплаве содержатся по 0,1 %, их общий процент 0,15%. Количество всех легирующих веществ не менее 0,05 %. Такое соотношение легирующих веществ в сплаве стали дает ей хорошую свариваемость. Это показывает углеродный эквивалент полученного сплава, который равен 0,5.

Рулонное сетчатое полотно сваривают из проволоки Вр 1 сечением 3-5 мм.

Назад ко всем статьям

Модуль упругости бетона

Что такое модуль упругости?

Модуль упругости (также известный как модуль упругости , коэффициент упругости ) материала представляет собой число, определяемое отношением приложенного напряжения к соответствующей деформации в пределах предела упругости. Физически это указывает на сопротивление материала деформации при воздействии на него напряжения. Модуль упругости также указывает на жесткость материала.Значение модуля упругости выше для более жестких материалов.

\[\text {Модуль упругости,}\; E=\frac{f}{s} \]

Здесь f= приложенное напряжение к телу
s= деформация, соответствующая приложенному напряжению

 

Определение модуля упругости бетона. Источник: http://civilarc.com. от нулевого напряжения до сжимающего напряжения 0.45 f’ _c . Так как бетон — неоднородный материал. Прочность бетона зависит от относительной доли и модуля упругости заполнителя.

Чтобы узнать точное значение модуля упругости бетонной смеси, можно провести лабораторные испытания. Кроме того, существуют некоторые эмпирические формулы, предоставленные различными кодами, для получения модуля упругости бетона. Эти формулы основаны на зависимости между модулем упругости и прочностью бетона на сжатие.С помощью этих формул можно легко получить приблизительное значение модуля упругости бетона, используя 28-дневную прочность бетона ( f’ _c ).

Модуль упругости бетона из кода ACI

Различные нормы предписывают некоторые эмпирические соотношения для определения модуля упругости бетона. {1.2
\]

Тест для определения модуля упругости бетона

Следующее видео (источник: youtube.com) поможет вам получить представление об экспериментальной методике определения модуля упругости бетона. В этом видеоролике показана процедура испытания для определения модуля упругости бетона в соответствии со стандартом EN 12390-13.

 

Модуль упругости бетона

В этой статье мы обсудим:- 1.Определение модуля упругости 2. Определение модуля упругости 3. Измерение деформации в бетоне 4. Типы модуля упругости Юнга 5. Связь с прочностью 6. Факторы, влияющие 7. Использование.

В теории железобетона предполагается, что бетон упругий, изотропный и однородный и подчиняется закону Гука. На самом деле ни одно из этих предположений не является строго верным, и бетон не является абсолютно эластичным материалом. По определению упругости деформация возникает при приложении напряжения или силы и исчезает при снятии напряжения.Если отверждение напряжение-деформация прямолинейно, как показано на рис. 15.1, то материал является эластичным.

С другой стороны, если кривая показана на рис. 15.2, то материал не является идеально эластичным. В случае бетона он деформируется при приложении нагрузки, но эта деформация не подчиняется какому-либо установленному правилу. Деформация бетона зависит от величины нагрузки, скорости приложения нагрузки и времени, прошедшего после регистрации наблюдений. Таким образом, деформационное поведение бетона довольно сложное.

Для расчета прогиба конструкций и проектирования железобетонных элементов в зависимости от их сечения, количества стали и т. д. необходимо знание деформационных свойств. Во время проектирования железобетонной конструкции предполагается, что связь между бетоном и сталью идеальна, а напряжение в стали в m раз больше напряжения в бетоне, где m — отношение модуля упругости стали и конкретный. Это соотношение известно как модульное соотношение.Точность расчета будет зависеть от значения модуля упругости бетона, так как модуль стали более или менее является определенной величиной.

Определение модуля упругости :

Его можно определить как наклон отношения между напряжением и деформацией. Его также можно определить как изменение напряжения по отношению к упругой деформации и рассчитать по следующему соотношению.

Модуль упругости = единица напряжения/единица деформации

Это мера жесткости или сопротивления деформации материала.Термины «модуль упругости» или «модуль упругости Юнга» могут применяться строго к линейной зависимости, то есть к прямой части кривой напряжения-деформации. Величина наблюдаемых деформаций и кривизна зависимости напряжение-деформация зависят от скорости приложения напряжения. Когда нагрузка прикладывается очень быстро, зарегистрированные деформации значительно уменьшаются, а кривизна кривой напряжения-деформации уменьшается до очень небольшого значения.

При замедлении скорости нагружения, т.е. при увеличении времени нагружения с 5 секунд до примерно 2 минут, увеличение деформации увеличивается на 15%, но при нормальной скорости нагружения обычно от 2 до 10 минут. время, необходимое для испытания образца на обычной испытательной машине, увеличение деформации очень мало.Следовательно, степень нелинейного поведения также очень мала.

Определение модуля упругости :

Модуль упругости определяют, подвергая цилиндр диаметром 15 см и длиной 30 см или куб со стороной 15 см одноосному сжатию, обычно в U.T.M. (универсальная испытательная машина) и измерение напряжения или деформации тензодатчиками или циферблатными датчиками, закрепленными на определенной длине датчика. Значение деформации рассчитывается путем деления показаний датчика на длину датчика.Напряжение будет получено путем деления нагрузки на площадь поперечного сечения образца. По полученным значениям напряжения и деформации строят кривую напряжение-деформация.

Модуль упругости, полученный таким образом при фактической нагрузке, называется статическим модулем упругости. Было замечено, что даже при кратковременном нагружении бетон не ведет себя как упругий материал. Однако примерно до 10-15% предела прочности бетона кривая напряжения-деформации не сильно изогнута, и можно получить более точные значения модуля упругости.

При более высоких напряжениях кривая напряжения-деформации будет более изогнутой и даст неточные результаты. Кривые напряжения-деформации для бетона с разным составом смеси показаны на рис. 15.3. Модуль упругости бетона можно измерить при сжатии, растяжении или сдвиге. Модуль упругости при растяжении равен модулю упругости при сжатии.

Взаимосвязь между напряжением и деформацией заполнителя и Ce ment Paste:

Кривая, проведенная между напряжением и деформацией только заполнителя, оказалась довольно хорошей прямой линией.Точно так же кривая напряжения-деформации только цементного теста представляет собой довольно хорошую прямую линию. Но кривая напряжения-деформации бетона, который представляет собой комбинацию заполнителя и цементного теста, дает изогнутую кривую.

Возможно, это связано с развитием мелких или микротрещин на границе заполнителя и цементного теста. Это разрушение связи на границе раздела увеличивается быстрее, чем из-за приложенного напряжения. Таким образом, кривая напряжение-деформация продолжает изгибаться быстрее, чем увеличивается напряжение.Зависимость напряжения от деформации заполнителя, цементного теста и бетона показана на рис. 15.4.

Измерение деформации бетона :

Измерить деформацию бетона непросто, но в определенных пределах ее можно определить с помощью роликового экстензометра Лэмба. В этом методе экстензометр закрепляют на цилиндре размером 15 см х 30 см, помещают в машину для испытаний на сжатие и нагружают со скоростью 140 кг/см ² в минуту. Нагрузка на цилиндр увеличивалась до 1/3 прочности куба плюс 7 кг/см ² . Теперь эта нагрузка выдерживается в течение 1 минуты. После непрерывной нагрузки в течение одной минуты нагрузку постепенно сбрасывают со скоростью 1,5 кг/см ² .

Во второй операции записывают показания экстензометра и снова нагружают его до достижения нагрузки 1/3 прочности куба плюс 1,5 кг/см ² . Записывают показание экстензометра и медленно ослабляют нагрузку, пока она не достигнет значения 1,5 кг/см ² на цилиндрическом образце.

В третьем цикле нагрузка от нулевого положения до 1/3 прочности куба плюс 1.5 кг/см ² делится на 10 интервалов. Цилиндр нагружают со стандартной скоростью и в конце каждого интервала отмечают показания экстензометра. Разница между штаммами второго и третьего наблюдений не должна быть более 5%. Эти деформации нанесены в зависимости от нагрузки, как показано на рис. 15.5.

Типы модуля упругости Юнга :

Модуль упругости бетона можно разделить на две основные группы:

1. Статический модуль.

2. Динамический модуль.

1. Статический модуль упругости:

Деформации, полученные, как указано выше, наносятся на график в зависимости от напряжения, и получается кривая, как показано на рис. 15.5. Поскольку бетон является несовершенным упругим материалом, диаграмма напряжения-деформации представляет собой кривую линию. Следовательно, для определения модуля упругости можно использовать три метода.

(a) Начальный модуль касательной.

(б) Касательный модуль.

(c) Секущий модуль.

(a) Начальный модуль касательной:

Представляется наклоном касательной к кривой напряжение-деформация, проходящей через начало координат. Этот модуль имеет значение только для низких напряжений и поэтому имеет ограниченное значение, и его нелегко определить. Она представлена ​​линией ОА на рис. 15.5.

(b) Касательный модуль:

Он представлен наклоном линии, проведенной по касательной к кривой напряжения-деформации в любой точке кривой, но этот модуль применяется только к очень небольшим изменениям нагрузки выше или ниже нагрузки, при которой рассматривается модуль касательной. Во-вторых, трудно точно определить модуль касательной, так как касательная к кривой рисуется на глаз.

(c) Секущий модуль:

Представляется наклоном линии, проведенной от начала координат до любой точки С на кривой. Этот метод является наиболее практичным и широко используется, поскольку он представляет фактическую деформацию в выбранной точке, и ее определение не связано с неопределенностью. Секущий модуль уменьшается с увеличением напряжения, поэтому следует указать напряжение, при котором он был определен.

2. Динамический модуль:

Значение модуля упругости E _c , определяемое фактической нагрузкой бетона, известно как статический модуль упругости. Этот метод испытаний известен как разрушающий метод, так как образец подвергается нагрузке или нагрузке до его разрушения. Статический модуль упругости не отражает истинное упругое поведение бетона из-за явления ползучести. При более высоких напряжениях модуль упругости страдает более серьезно.

Таким образом, для определения модуля упругости применяется неразрушающий метод испытаний, известный как динамический метод. В этом случае напряжение на образец не действует. Модуль упругости определяется путем воздействия на образец продольной вибрации с их собственной частотой, поэтому он известен как динамический модуль.

В этом методе измеряется либо резонансная частота в образце бетона, либо скорость импульса, проходящего через бетон.По известным значениям длины образца, плотности бетона и резонансной частоты значение динамического модуля в единицах СИ определяют по соотношению-

Эд = К.н ² Л ² ρ

где,

Ed = динамический модуль упругости

К = константа

n = резонансная частота

L = длина образца

ρ = плотность бетона

Если длина образца измеряется в мм, а плотность ρ в кг/м ³ , то-

Ed = 4n ² L ² ρ x 10 ^–15 ГПа

Значение динамического модуля упругости также можно определить из соотношения-

Ed = ρv ² [(1 + µ)(1 – 2µ)/(1 – µ)]

где,

v = скорость пульса в мм/с

ρ = плотность бетона кг/м ³

µ = коэффициент Пуассона.

Значение динамического модуля упругости, рассчитанное по методу скорости ультразвукового импульса, несколько выше, чем статический модуль упругости, поскольку динамический модуль не влияет на ползучесть. Ползучесть также не оказывает существенного влияния на начальный модуль касательной. Таким образом, значение начального касательного модуля и динамического модуля примерно одинаковы, но значение динамического модуля заметно выше секущего модуля. Связь между статическим и динамическим модульным задается следующим соотношением в G.Н/м ² .

Ec = 1,25 Ed – 19 … (i)

Это отношение не применимо к очень насыщенному бетону с содержанием цемента более 500 кг/м ³ и легкому бетону. Для легкого бетона отношение —

Ec = 1,04 Ed – 4,1 …(ii)

Связь между модулем упругости и прочностью :

Было замечено, что при одном и том же соотношении напряжения и прочности, чем прочнее бетон, тем выше деформация. Напротив, чем прочнее бетон, тем выше его модуль упругости. Это может быть связано с тем, что для более прочных бетонов его гель также более прочный, следовательно, при данной нагрузке деформации меньше. Эта более низкая деформация дает более высокие значения модуля упругости. В международной системе единиц (единицы СИ) единицей модуля упругости является ГПа. (Гега Паскаль)

ISI-456-2000 предложил следующую связь между статическим модулем упругости Ec и характеристической прочностью бетона:

E _e = 5000 √ f _ск

, где Ec выражается в Н/мм ² единиц, называемых (ГПа), и f _ск прочность цилиндра бетона 28 дней.

Некоторые значения модуля упругости приведены в таблице 15.1:

В единицах СИ E _e = 9,1 ( f _ck ) ^1/3 для плотности бетона 2320 кг/м ³ .

Примечание:

Фактические измеренные значения могут отличаться на ± 20 % от значений, полученных из приведенного выше соотношения.

Факторы, влияющие на модуль упругости :

Следующие факторы влияют на значение модуля упругости:

1.Прочность бетона:

Это один из наиболее важных факторов, влияющих на модуль упругости. Более высокие прочности дают более высокое значение модуля упругости.

2. Состояние влажности бетона:

Величина модуля упругости влажного образца оказывается выше от 3 до 4 ГПа (от 3,2 до 4,3 x 10 ⁴ кг/см ² ), чем у сухого образца, т.е. модуль упругости влажного бетона выше на 16,3 % до 7,5 в зависимости от прочности на сжатие.Более высокое значение 16,3 % наблюдается для более низкой прочности, т. е. 21 МПа, и увеличение на 7,5 % для прочности 70 МПа, при этом прочность влажного бетона оказывается меньше, чем сухого бетона. Деформация влажного бетона оказывается меньше, чем у сухого бетона, поэтому модуль упругости у влажного бетона выше, чем у сухого.

Влияние состояния влажности во время испытаний на секущий модуль в разном возрасте показано на рис. 15.6.

3. Свойства заполнителя:

Модуль заполнителя и его объемная доля влияют на модуль упругости бетона следующим образом:

(а) Чем выше модуль заполнителя, тем выше модуль упругости бетона.Модуль заполнителя выше, чем модуль цементного теста.

(b) Чем больше объем заполнителя, тем выше модуль упругости бетона. Однако эти свойства не сильно влияют на прочность бетона.

4. Эффект возраста:

Модуль упругости бетона увеличивается с возрастом быстрее, чем прочность бетона. Таким образом, связь между модулем упругости бетона и его прочностью зависит от возраста.

5. Пропорция смеси:

Было замечено, что более богатые смеси имеют более высокий модуль упругости бетона, т.е. большее количество цемента; выше модуль упругости. Величина модуля упругости бетона состава смеси 1:1,67:2 составляет 31,9 ГПа, тогда как для смеси 1:2,5:3 составляет 25 ГПа для того же возраста и влажных условий.

Модуль упругости бетона с легким заполнителем обычно колеблется от 40 до 80% от модуля упругости бетона с нормальным весом той же прочности, фактически он аналогичен модулю цементного теста.

Форма кривой напряжения-деформации:

Форма кривой напряжения-деформации влияет на статический модуль упругости бетона E _c , но не на динамический модуль E _d , поэтому соотношение E _c и E _d не является фиксированным. Соотношение между модулем упругости и прочностью не сильно зависит от температуры до 230°С, так как оба эти свойства изменяются с температурой одинаково. У бетона, отвержденного паром, модуль упругости несколько ниже, чем у бетона, отвержденного водой, той же прочности.

Использование модуля упругости:

Несмотря на то, что бетон не является эластичным материалом в полном смысле этого слова, все же в определенных пределах он считается эластичным материалом. Модуль упругости бетона используется при расчетах деформаций конструкций. В случае железобетонных конструкций он используется для определения напряжений, развивающихся в простых элементах, а также для определения моментов, прогибов и напряжений в более сложных конструкциях.

Динамический модуль используется для определения относительной долговечности бетона при воздействии суровых климатических условий, поскольку динамический модуль бетона изменяется в зависимости от качества бетона.Этот метод очень удобен для определения качества бетона, когда его подвергают поочередному замораживанию и оттаиванию.

Модуль упругости — Американский бетон

Статический модуль упругости

Немногие темы способны вызвать больше споров среди специалистов по высокопрочному бетону, чем модуль упругости. Хотя принято думать о модуле упругости бетона как о единственном свойстве бетона, на самом деле бетон имеет два модуля упругости: модуль упругости пасты и модуль упругости заполнителя.На границе раздела двух материалов находится переходная зона между пастой и заполнителем, которая, возможно, является наиболее важным фактором, влияющим на механические свойства высокопрочного бетона.

Рис. 4.1 Типичное соотношение напряжение-деформация для бетона высокой, средней и обычной прочности.

Хотя бетон не считается идеально линейно-упругим материалом, закон упругости Гука применим к конструкционным бетонам в диапазоне деформаций, обычно используемых в проектных расчетах.Модуль упругости (модуль Юнга) является одним из важнейших механических свойств бетона. Модуль упругости определяется как отношение нормального напряжения к соответствующей деформации для растягивающих или сжимающих напряжений ниже пропорционального предела материала. Это ключевой фактор, влияющий на конструктивные характеристики железобетонных конструкций, и особенно важный параметр проектирования при прогнозировании деформации высотных зданий.

Модуль упругости бетона во многом определяется свойствами крупного заполнителя.Увеличение размера крупных заполнителей или использование более жестких крупных заполнителей с более высоким модулем упругости увеличивает модуль упругости бетона. Поскольку бетон представляет собой композиционный материал, состоящий из пасты и заполнителя, модуль упругости бетона при сжатии тесно связан с механическими свойствами пасты по сравнению с

Рис. . Предоставлено CTLGroup.

частиц заполнителя. Следует отметить, что в то время как более жесткие или более плотные заполнители улучшают модуль упругости бетона, они также способны создавать концентрации напряжений в переходной зоне и последующее микротрещинование на границах скрепления, тем самым снижая предельную прочность бетона на сжатие.

Когда модули упругости частиц пасты и заполнителя приближаются друг к другу, получаемый бетон имеет тенденцию демонстрировать более линейную зависимость между напряжением и деформацией и повышенную хрупкость (Neville, 1997).Обсуждаются две модели, представляющие две границы поведения композиционных материалов (Hansen, 1958). Первая модель – идеальный композиционный твердый материал, имеет частицы наполнителя с низким модулем упругости, связанные между собой матрицей упругой фазы, имеющей высокий модуль упругости. Вторая модель, идеальный композиционный мягкий материал, имеет частицы наполнителя с высоким модулем упругости, связанные между собой матрицей упругой фазы, имеющей низкий модуль упругости. Из двух идеализированных моделей высокопрочные бетоны больше соответствовали бы первой модели, тогда как бетоны обычной прочности больше соответствовали бы второй.

Значительная разница в поведении высокопрочных бетонов в отношении начальной прочности заключается в отношении прочности на сжатие к другим механическим свойствам. Как правило, прочность на сжатие увеличивается быстрее, чем прочность связи в межфазной переходной зоне. Это приведет к пропорциональным различиям в модуле упругости и прочности на растяжение в раннем и более позднем возрасте. Следовательно, нельзя ожидать, что пропорциональность механических свойств прочности на сжатие более позднего возраста (28 дней или позже) высокопрочного бетона будет применяться, как это происходит с бетонами обычной прочности.

Myers (1999) исследовал различные методы увеличения модуля упругости. Более высокие значения модуля упругости обычно достигаются с использованием крупного заполнителя большего размера, чем тот, который обеспечивает оптимальную прочность на сжатие. Крупный заполнитель позволяет использовать более крупные объемы крупного заполнителя, ключевого параметра модуля упругости, без ущерба для обрабатываемости, которая может пострадать, если будут использоваться аналогичные объемы мелкого заполнителя. В таких случаях компромиссы становятся необходимыми для достижения приемлемых механических характеристик.Заполнитель большего размера, хотя и дает более низкую прочность на сжатие, может обеспечить более высокий модуль упругости. Бетоны с чрезвычайно высоким модулем упругости были произведены с использованием больших объемов жесткого крупного заполнителя, связанного с плотной пастой с низким соотношением В/В.

Модуль упругости бетона обычной прочности обычно увеличивается пропорционально квадратному корню из прочности на сжатие. Хотя было предложено много эмпирических уравнений для прогнозирования модуля упругости, лишь немногие уравнения предсказывают модуль упругости высокопрочного бетона так же точно, как для бетона обычной прочности. Комитет ACI 363 сообщает, что следующее уравнение в целом оказалось надежным выражением нижней границы для высокопрочного бетона нормальной плотности на основе большинства собранных данных по высокопрочному бетону:

Ec = 40 000 (fc’) 0-5 + 1 000 000 (для 3000 psi < fc' < 12 000 psi Ec = 3320 (fc') 0-5 + 6900 (для 21 МПа < fc' < 83 МПа

Однако, основываясь на недавних исследованиях (Gross and Burns, 1999; Myers and Carrasquillo, 1999), Комитет предупреждает, что использование этого выражения может привести к значительным недооценкам.Измеренный модуль упругости очень чувствителен к содержанию влаги в испытуемом образце. Считается, что это связано с эффектом высыхания в межфазной переходной зоне. Для данного бетона модуль упругости образцов, испытанных во влажном состоянии, примерно на 15 % выше, чем у образцов, испытанных в сухом состоянии.

Исследователи Исследовательского комитета высокопрочного бетона Архитектурного института Японии (AIJ) провели множественный регрессионный анализ более 3000 данных, в которых прочность на сжатие и удельный вес

(плотность) были взяты в качестве объясняющих переменных, а модуль упругости — в качестве целевой переменной (Tomosawa and Noguchi, 1995). Прочность на сжатие исследованных бетонов нормальной плотности составляла от 20 до 160 МПа (от 3000 до 23000 фунтов на квадратный дюйм). По результатам было предложено следующее уравнение:

Е = к1*к2*3,35*104*(7/2,4)2*(аВ/60)1/3

где, k1 = поправочный коэффициент на крупный заполнитель k2 = поправочный коэффициент на минеральную примесь 7 = удельный вес (плотность), кг/м3 ctb = измеренная прочность на сжатие, МПа.

На рисунках 4.3a и 4.3b представлены измеренные модули упругости для шести коммерчески доступных высокопрочных бетонов, изученных Burg and Ost (1992).В целом измеренный модуль упругости находился между значениями, предсказанными уравнениями в ACI 318 и ACI 363. На рис. 4.4 показаны результаты 91-дневного испытания цилиндрических образцов, отвержденных в различных условиях.

Рисунок 4.3a (единицы СИ) Измеренный модуль упругости через 28, 91 и 426 дней по данным Burg and Ost (1992) для цилиндров мокрого отверждения 150 X 300 мм.

Рисунок 4.3b (единицы дюйм-фунт) Измеренный модуль упругости через 28, 91 и 426 дней по Burg and Ost (1992) для влажного отверждения 6 X 12 в цилиндрах.’i’i lily mcncutie

Рисунок 4.4. Измеренный модуль упругости через 91 день по Burg and Ost (1992) для цилиндрических образцов разного размера, отвержденных в различных условиях.

Номинальный максимальный размер заполнителя, используемый в смесях. 1-5 составляли 12 мм (% дюймов) и 25 мм (1 дюйм) в смеси №. 6. Смеси 1-5 содержали 1068 кг/м3 (1800 фунтов/ярд3) дробленого доломитового известняка. Смесь 6 содержала 1121 кг/м3 (1890 фунтов/ярд3).

В настоящее время нет единого мнения относительно применимости одной универсальной методики, которая могла бы точно предсказать модуль упругости высокопрочного бетона.Для конструкций, требующих точного знания модуля упругости, лучшим подходом по-прежнему является прямое измерение с использованием местных материалов и смесей. Модуль упругости следует определять как можно раньше на этапе проектирования; либо через программу оценки полевых испытаний, либо на основе ранее задокументированных данных о производительности в полевых условиях.

Динамический модуль упругости

Имеется мало информации о динамическом модуле высокопрочного бетона.Как Зия и соавт. (1997), измерение динамического модуля соответствует очень малой мгновенной деформации. Разница между статическим и динамическим модулями частично связана с тем, что неоднородность бетона влияет на каждый из них по-разному. Для бетонов низкой, средней и высокой прочности динамический модуль обычно на 40%, 30% и 20% соответственно выше, чем статический модуль упругости (Mehta, 1986). Нильсен и Айтчин (1992) использовали тест скорости импульса для прогнозирования статического модуля упругости высокопрочного бетона.

Продолжить чтение здесь: Коэффициент Пуассона

Была ли эта статья полезной?

Что такое модуль упругости бетона? – idswater.

com

Что такое модуль упругости бетона?

Ec = модуль упругости бетона. f’c = прочность бетона на сжатие. IS:456 модуль упругости бетона 5000√f’c, МПа.

Как найти модуль упругости по графику?

Модуль упругости Юнга (E), также известный как модуль упругости, представляет собой отношение между напряжением и деформацией: E = s/e и имеет те же единицы измерения, что и напряжение.E — наклон графика напряжения-деформации: чем круче наклон, тем жестче материал.

Имеет ли бетон определенный модуль упругости?

Модуль упругости бетона относительно постоянен при низких уровнях напряжения, но начинает уменьшаться при более высоких уровнях напряжения по мере развития трещин в матрице. Модуль упругости затвердевшей пасты может составлять порядка 10-30 ГПа, а заполнителей примерно от 45 до 85 ГПа.

Как рассчитать модуль Юнга по графику напряжения-деформации?

Уравнение модуля Юнга: E = растягивающее напряжение/деформация растяжения = (FL) / (A * изменение L), где F — приложенная сила, L — начальная длина, A — площадь квадрата, а E — модуль Юнга в Паскали (Па). С помощью графика можно определить, проявляет ли материал эластичность.

Что такое модуль бетона?

Модуль упругости бетона — это измерение жесткости бетона, которое является хорошим показателем прочности. При более высоком значении модуля упругости бетон может выдерживать более высокие нагрузки и становиться хрупким. Как правило, бетон имеет модуль упругости в диапазоне от 30 до 50 ГПа.

Как можно улучшить модуль упругости бетона?

Модуль упругости бетона увеличивается с увеличением прочности бетона на сжатие.

Является ли модуль упругости таким же, как модуль Юнга?

Модуль Юнга, также называемый модулем упругости, модулем растяжения или модулем упругости при растяжении, представляет собой отношение напряжения к деформации и равен наклону диаграммы напряжения-деформации для материала.

Как построить модуль Юнга?

Модуль Юнга (или модуль упругости) — это, по сути, жесткость материала. Другими словами, насколько легко он сгибается или растягивается. при графическом отображении результирующий график будет выглядеть примерно так: модуль Юнга — это наклон начального участка кривой (т.е. m в y = mx + b).

Какие факторы влияют на модуль упругости бетона?

8 факторов, влияющих на модуль упругости бетона

• Прочность бетона.
• Цементная паста.
• Агрегаты.
• Состояние влажности бетона.
• Переходная зона.
• Пропорция смешивания.
• Бетонный век.
• Режим отверждения.

От чего зависит модуль упругости бетона?

Модуль упругости бетона определяется как отношение напряжения, приложенного к бетону, к соответствующей вызванной деформации.Точное значение модуля упругости бетона можно определить, проведя лабораторное испытание, называемое испытанием на сжатие цилиндрического образца бетона.

Что такое модульный эксперимент Юнга?

Модуль Юнга задается градиентом линии на графике напряжения-деформации. В эксперименте на видео выше мы измерили модуль Юнга некоторого медного провода, который не сильно удлиняется. Таким образом, можно использовать реперный маркер, например, ленту, чтобы определить исходную и увеличенную длину.

Как определяется модуль упругости бетона? – Sluiceartfair.com

Как определяется модуль упругости бетона?

Модуль упругости бетона определяется как отношение напряжения, приложенного к бетону, к соответствующей вызванной деформации. Наклон линии, проведенной на кривой напряжения-деформации от нулевого значения напряжения до значения напряжения сжатия 0,45f’c (рабочее напряжение), дает модуль упругости бетона.(1/2)).

Что такое модуль Юнга для бетона?

Модуль упругости затвердевшего цементного теста составляет от 10 до 30 ГПа, а заполнителя — от 45 до 85 ГПа. Бетон обычно имеет модуль упругости от 30 до 50 ГПа.

Что такое модуль бетона?

Модуль упругости бетона (Ec) определяется как отношение приложенного напряжения к соответствующей деформации. Он демонстрирует не только способность бетона противостоять деформации из-за приложенного напряжения, но и его жесткость.Другими словами, он отражает способность бетона упруго прогибаться.

Почему используется модуль?

Оператор модуля возвращает остаток от деления одного числа на другое. В большинстве языков программирования модуль обозначается знаком процента. Например, «4 mod 2» или «4%2» возвращает 0, потому что 2 делится на 4 идеально, без остатка.

Как определяется модуль упругости бетона?

Модуль упругости бетона можно определить как наклон линии, проведенной от нулевого напряжения до нулевого напряжения сжатия.45f’c. Так как бетон — неоднородный материал. Прочность бетона зависит от относительной доли и модуля упругости заполнителя.

Как рассчитать модуль упругости на основе Британского стандарта?

Модуль упругости на основе британского стандарта Значение модуля упругости при возрасте бетона 28 дней приведено в BS 8110: Часть II 1985: fcu,28: прочность бетона на сжатие через 28 дней. 5. Модуль упругости на основе IS 456. Модуль упругости бетона на основе индийского стандарта можно рассчитать, используя следующее выражение:

Какова эластичность бетона через 28 дней?

Значение модуля упругости бетона в возрасте 28 дней приведено в BS 8110: Часть II 1985: fcu,28: прочность бетона на сжатие через 28 дней.5. Модуль упругости по IS 456

.

Какие бывают типы упругих констант?

Типы констант упругости 1 Модуль Юнга или модуль упругости (E) 2 Модуль сдвига или модуль жесткости (G) 3 Объемный модуль (K) 4 Коэффициент Пуассона (µ)

1. ВведениеПроще говоря, бетон представляет собой смесь цемента, песка и заполнителя в определенной пропорции. Когда к такой смеси добавляется вода, происходит гидратация, в результате чего образуется твердая масса, известная как бетон. Из-за огромного использования бетонных конструкций необходимо убедиться в качестве бетона в строительстве. Одно из таких испытаний включает определение модуля упругости бетона.

Модуль упругости бетона, как правило, относится к отношению приложенного к бетону напряжения к вызванному деформацией.

Испытание для определения модуля упругости бетона известно как испытание на сжатие цилиндрического образца бетона .

Испытание обычно состоит из компоновки компрессометра и применения серии циклов сжимающего напряжения примерно до 40% измеренного сжимающего напряжения.

 

 

  2. Цель 

Определить модуль упругости бетона.

 

  3. Теория  

Основной принцип этого испытания основан на оценке деформации образца бетона при различных условиях нагрузки.

На основе этих наблюдений строится график напряжения-деформации и определяется модуль упругости.

График напряжения-деформации также широко известен как график нагрузки-прогиба.

Затем на кривой напряжение-деформация рисуется наклон линии от нулевого значения напряжения до значения напряжения сжатия, вычисляемого как 0.45f‘c  дает модуль упругости бетона.

4. Процедура

Процедура определения модуля упругости состоит из следующих шагов:

1. Настройка компрессотера:

Первый шаг включает в себя настройку компрессометра.

Компрессометр может быть определен как устройство, используемое для оценки деформационного поведения цилиндрического образца бетона.

Установка включает следующие шаги:

i. Верхняя и нижняя рамки компрессометра регулируются с помощью распорок.

ii. Затем поворотный стержень удерживается на винтах и ​​надежно фиксируется в нужном положении.

iii. Затем компрессометр осторожно помещают в центр образца.

iv. Винты затягиваются, пока компрессометр удерживается на месте.

v. Наконец, после завершения позиционирования распорки отвинчиваются и снимаются.

 

2. Испытание образца:

Испытание образца в основном состоит из следующих этапов:

i. После правильного размещения образца к нему прикладывают нагрузку со скоростью 140 кг/см²/минуту.

ii. Приложение нагрузки постоянно увеличивается до тех пор, пока не будет достигнуто значение напряжения, равное (c+5) кг/см². C указывает 1/3 среднего напряжения сжатия.

iii. После достижения вышеуказанного значения нагрузку держат около минуты.Затем напряжение снижается до 1,5 кг/см².

iv. Точно так же скорость нагрузки увеличивается до (c+1,5) кг/см² и записывается показание.

v. Нагрузка увеличивается аналогично с интервалом 1T и записывается.

VI. Затем строится график с использованием полученных значений.

5. Расчеты

Рис. График напряжения

1. Наклон касательного при рабочем стрессе дает,

касательная модуль на рабочем стрессе = напряжение / штамм

2 .Наклон линии, соединяющей точку касания и точку рабочего напряжения, дает Модуль касательной при рабочем напряжении =……..Н/мм 2

Секущий модуль (модуль упругости бетона) =…….Н/мм 2

 

  7. Меры предосторожности  

немедленно и непрерывно без каких-либо задержек.

2. Может потребоваться повторение испытания, если показания деформации отличаются более чем на 5%.

 

Инженер-строитель и генеральный директор Naba Buddha Group

%PDF-1.4 % 1 0 объект >поток 2018-02-28T15:23:11-05:00Microsoft® Word 20162022-02-11T06:58:58-08:002022-02-11T06:58:58-08:00iText 4.2.0 от 1T3XTapplication/pdfuuid:3e3c88a3- a026-4c57-b55e-683de283eaf8uuid: 8aac6224-e830-4203-8dee-072b7342fb6duuid: 3e3c88a3-a026-4c57-b55e-683de283eaf8

savedxmp. iid: A736012E3B23E8118AADE1148D431BE02018-03-09T07: 12: 51 + 05: 30Adobe Bridge CS6 (Windows) / метаданные

Вибово

Пурванто

конечный поток эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект >поток xXn7SDHEzhoE}rJQ_j_R»G:uPJGr|p?R.