ТЕМА 3. Железобетонные конструкции. Физико-механические свойства бетона, арматурных сталей, железобетона.

Физико-механические свойства бетона, арматуры. Железобетон. Сущность железобетона, общие свойства и структура.

Бетон. Классификация бетонов. Прочность бетона. Деформативность бетона. Диаграмма "напряжения-деформации" бетона при сжатии и растяжении. Модуль деформации бетона. Усадка и ползучесть бетона. Показатели качества бетона – классы. Коэффициент вариации прочности бетона, его экономическое значение.

Арматура. Назначение и виды арматуры, физико-механические свойства. Классификация арматуры. Арматурные изделия. Соединения арматуры, способы упрочнения арматуры. Применение арматуры в железобетонных конструкциях.

Железобетон. Сцепление арматуры с бетоном. Анкеровка арматуры в бетоне. Усадка и ползучесть железобетона. Достоинства и недостатки железобетона. Способы изготовления сборных железобетонных конструкций.

Сущность железобетона. Железобетон состоит из бетона и стальной арматуры, рационально расположенной в конструкциях для восприятия растягивающих а в ряде случаев сжимающих усилий.

Бетон, как и другие каменные материалы, обладает значительным сопротивлением, сжимающим напряжением и весьма малым сопротивлением растяжению.

Прочность бетона на растяжение в 10-15 раз меньше прочности на сжатие. Так, при приложении нагрузки в верхней зоне сечения балки возникает сжатие, в нижней – растяжение. Когда напряжения в растянутой зоне достигнут предельного сопротивления бетона растяжению, образуется трещина и происходит хрупкое разрушение балки задолго до того, как будет использована прочность бетона на сжатие. Несущая способность такой балки ограничена низким сопротивлением бетона растяжению. В связи с этим бетонные (неармированные) конструкции, предназначенные для работы на изгиб или растяжение, были бы очень массивными, нерентабельными и практически неприемлемыми.

Армирование (усиление) растянутой зоны изгибаемых элементов материалами, обладающими значительно более высокой прочностью на растяжение, чем бетон, позволяет существенно повысить их несущую способность. Таким материалом чаще всего является сталь, а конструкции, полученные на основе рационального объединения бетона и стали при условии обеспечения их совместной работы, называются железобетонными.

Рассмотрим особенности их работы под нагрузкой на примере железобетонной балки. Предположим, что в растянутой зоне уложена мягкая сталь. В процессе загружения рассматриваемая балка будет вначале работать подобно бетонной. После образования трещин в бетоне растянутой зоны балка не разрушится, так как растягивающие усилия будут восприняты арматурой. Разрушение в этом случае наступит вследствие развития текучести стали и последующего раздавливания бетона сжатой зоны.