Определения
Расчетное сопротивление – это показатель стойкости материала нагружающим воздействиям. Используется он при проектировочных расчетах, и неотъемлемо связан с нормативными показателями сопротивления сжатию.
До 2000−х годов ориентировались только на марки материала, которые и принимали как расчетный показатель, но по новым техническим документам, каждой марке присвоен новый критерий соответствия образца сжимающим нагрузкам.
Согласно СП 52−101−2003, нормативные значения сопротивления представлены на фото ниже.
Есть еще такое определение, как предел прочности на растяжение. По своей природе, данный материал в разы хуже выдерживает растягивающие нагрузки. Поэтому его и армируют в ЖБИ, стяжках пола большой толщины, фундаментах и прочее.
Таблица 6.7 из СП 63.13330.2012″СНиП 52-01-2003, в которой указаны марки сопротивление к сжатию, растяжению.
| Вид | Бетон | Нормативные сопротивления МПа, и расчетные сопротивления для предельных состояний второй группы и МПа, при классе материалапо прочности на сжатие | |||||||||||||||||||||
| В1,5 | В2 | В2,5 | В3,5 | В5 | В7,5 | В10 | В12,5 | В15 | В20 | В25 | В30 | В35 | В40 | В45 | В50 | В55 | В60 | В70 | В80 | В90 | В100 | ||
| Сжатие осевое растяжение | Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий | — | — | — | 2,7 | 3,5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11 | 15 | 18,5 | 22 | 25,5 | 29 | 32 | 36 | 39,5 | 43 | 50 | 57 | 64 | 71 |
| Легкий | — | — | 1,9 | 2,7 | 3,5 | 5,5 | 7,5 | 9,5 | 11 | 15 | 18,5 | 22 | 25,5 | 29 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Ячеистый | 1,4 | 1,9 | 2,4 | 3,3 | 4,6 | 6,9 | 9,0 | 10,5 | 11,5 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Растяжение осевое | Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий | — | — | — | 0,39 | 0,55 | 0,70 | 0,85 | 1,00 | 1,10 | 1,35 | 1,55 | 1,75 | 1,95 | 2,10 | 2,25 | 2,45 | 2,60 | 2,75 | 3,00 | 3,30 | 3,60 | 3,80 |
| Легкий | — | — | 0,29 | 0,39 | 0,55 | 0,70 | 0,85 | 1,00 | 1,10 | 1,35 | 1,55 | 1,75 | 1,95 | 2,10 | — | — | — | — | — | — | — | — | |
| Ячеистый | 0,22 | 0,26 | 0,31 | 0,41 | 0,55 | 0,63 | 0,89 | 1,00 | 1,05 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — | — |
Кавабанга! Как определить коэффициент теплопроводности бетона и от чего он зависит
От прочности в срезе при скалывании, зависит устойчивость к сжатию от корреляционных показателей.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
5.1. Призменную прочность Rпрвычисляют для каждого образца по формуле
()
где Рр — разрушающая нагрузка, измеренная по шкале силоизмерителя пресса (машины);
F — среднее значение площади поперечного сечения образца, определяемое по его линейным размерам по ГОСТ 10180-78.
5.2. Модуль упругости Еsвычисляют для каждого образца при уровне нагрузки, составляющей 30 % от разрушающей, по формуле
()
где s1 = P1F— приращение напряжения от условного нуля до уровня внешней нагрузки, равной 30 % от разрушающей;
P1— соответствующее приращение внешней нагрузки;
ε1у — приращение упругомгновенной относительной продольной деформации образца, соответствующее уровню нагрузки P1 = 0,3Pp и измеренное в начале каждой ступени ее приложения, которое определяют по п. .
В пределах ступени нагружения деформации определяют по линейной интерполяции.
5.3. Коэффициент Пуассона бетона µ вычисляют для каждого образца при уровне нагрузки, составляющей 30 % разрушающей, по формуле
()
где ε2у — приращение упругомгновенной относительной поперечной деформации образца, соответствующее уровню нагрузки P1 = 0,3Pp и измеренное в начале каждой ступени ее приложения, которое определяют по п. .
5.4 Значения ε1у и ε2у определяют по формулам:
ε1у = ε1 — ∑ε1п; ()
ε2у = ε2 — ∑ε2п, ()
где ε1 и ε2 — приращения полных относительных продольных и поперечных деформаций образца, соответствующие уровню нагрузки Р1= 0,3Рр и измеренные в конце ступени ее приложения;
∑ε1п и ∑ε2п — приращения относительных продольных и поперечных деформаций быстронатекающей ползучести, полученные при выдержках нагрузки на ступенях нагружения до уровня нагрузки Р1 = 0,3Рр.
Приращения относительных продольных и поперечных деформаций вычисляют как среднее арифметическое показаний приборов по четырем граням призмы или трем — четырем образующим цилиндра.
5.5. Значения относительных деформаций ε1 и ε2 определяют по формулам:
ε1 = Dl1l1; ()
ε2 = Dl2l2, ()
где Dl1, Dl2 — абсолютные приращения продольной и поперечной деформаций образца, вызванные соответствующим приращением напряжений;
l1, l2 — фиксированные базы измерения продольной и поперечной деформации образца.
При использовании тензорезисторов и других аналогичных приборов, шкалы которых проградуированы в относительных единицах деформаций, величины ε1и ε2 определяют непосредственно по шкалам измерительных приборов.
5.6 При определении средних значений призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона в серии образцов предварительно отбраковывают анормальные (сильно отклоняющиеся) результаты испытаний.
Для отбраковки анормальных результатов в серии из трех образцов сравнивают значения yiпризменной прочности, модуля упругости или коэффициента Пуассона в серии, показавших наибольшие и наименьшие значения этих величин со средними их значениями в серии , определенными по формуле (), и проверяют в соответствии с требованием ГОСТ 10180-78 выполнение условий, приведенных в формулах () и () указанного стандарта. Если эти требования не выполняются, то поступают в соответствии с требованием ГОСТ 10180-78; если условия выполняются, то средние значения призменной прочности бетона, его модуля упругости и коэффициента Пуассона в серии образцов определяют по формуле
()
где — среднее значение указанных величин в серии образцов данного размера;
yi — значение указанных величин по отдельным образцам;
п — число образцов в серии.
5.7. В журнале результатов испытаний должны быть предусмотрены графы в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78, за исключением значения масштабного коэффициента, поскольку этот коэффициент при определении призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона не требуется.
В журнале результатов испытаний должны быть предусмотрены, кроме того, дополнительные графы:
а) состав бетона, жесткость или подвижность смеси, вид, завод-изготовитель и активность вяжущих, вид заполнителей и добавок;
б) модуль упругости бетона отдельных образцов, МПа;
в) средний модуль упругости бетона в серии образцов, МПа;
г) значение коэффициента Пуассона отдельных образцов;
д) среднее значение коэффициента Пуассона в серии образцов;
е) база измерения деформаций, мм;
ж) тип тензометра, примененный для измерения линейных деформаций образца (цена его деления);
з) температура нагрева;
и) температура и относительная влажность воздуха помещения, в котором производились испытания.
В графе «Примечания» должны быть указаны дефекты образцов, особый характер их разрушения, отбраковка результатов испытаний, ее причины и т.д. в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78.
5.8. Применяемые в стандарте основные термины, обозначения и пояснения приведены в приложении .
От чего зависит величина?
На величину данного показателя значительно влияет наполнитель в материала. Упругость раствора зависит от множества факторов
Первое, на что обращают внимание — наполнитель. Коэффициент напрямую связан с упругостью раствора. Так, высокими показателями являются тяжелые бетоны, наполнителями в которых являются гравий и щебень
Так, высокими показателями являются тяжелые бетоны, наполнителями в которых являются гравий и щебень
Допустимые нагрузки на постройки из такого материала самые высокие, поэтому важно выбирать правильные заполнители. Учитывают не только интенсивность нагрузок, но и частоту. Возраст и время укладки материала играют немаловажную роль в показателях модуля упругости
Крепость материала возрастает на протяжении 50 лет с момента заливки, вне зависимости от внешних температур (до 230 ⁰C). Кроме того, характеристики завися от процесса затвердевания (автоклавный, естественный). Чтобы узнать продолжительность предполагаемых нагрузок, нужно начальный показатель перемножать с показателем: 0,7 для поризованных бетонов, 0,85 — для тяжелых легких и мелкозернистых
Возраст и время укладки материала играют немаловажную роль в показателях модуля упругости. Крепость материала возрастает на протяжении 50 лет с момента заливки, вне зависимости от внешних температур (до 230 ⁰C). Кроме того, характеристики завися от процесса затвердевания (автоклавный, естественный). Чтобы узнать продолжительность предполагаемых нагрузок, нужно начальный показатель перемножать с показателем: 0,7 для поризованных бетонов, 0,85 — для тяжелых легких и мелкозернистых.
Возраст залитого материала находится в прямопропорциональной зависимости с данным показателем.
Классы бетонного раствора в частной стройке варьируют в пределах В7,5—30 (марки М100—400), но таких прочностных и других характеристик хватает вне зависимости от требований и сложностей конструкций. Показатели модуля увеличивает арматура, так как характеристики арматуры повышают показатели общей конструкции. Методика укладки арматуры в бетон определяется ГОСТом 24452—80.
Посмотреть «ГОСТ 24452-80» или
Способы определения и контроля показателей прочности металлов
Развитие металлургии и других сопутствующих направлений по изготовлению предметов из металла обязано созданию оружия. Сначала научились выплавлять цветные металлы, но прочность изделий была относительно невысокой. Только с появлением железа и его сплавов началось изучение их свойств.
Первые мечи для придания им твердости и прочности делали довольно тяжелыми. Воинам приходилось брать их в обе руки, чтобы управляться с ними.
Со временем появились новые сплавы, разрабатывались технологии производства. Легкие сабли и шпаги пришли на замену тяжеловесному оружию. Параллельно создавались орудия труда.
С повышением прочностных характеристик совершенствовались инструменты и способы производства.
Виды нагрузок
При использовании металлов прилагаются разные нагрузки статического и динамического воздействия. В теории прочности принято определять нагружения следующих видов.
Сжатие – действующая сила сдавливает предмет, вызывая уменьшение длины вдоль направления приложения нагрузки. Такую деформацию ощущают станины, опорные поверхности, стойки и ряд других конструкций, выдерживающих определённый вес. Мосты и переправы, рамы автомобилей и тракторов, фундаменты и арматура, – все эти конструктивные элементы находятся при постоянном сжатии.
Растяжение – нагрузка стремится удлинить тело в определенном направлении. Подъемно-транспортные машины и механизмы испытывают подобные нагружения при подъеме и переноске грузов.
Сдвиг и срез – такое нагружение наблюдается в случае действия сил, направленных вдоль одной оси навстречу друг другу. Соединительные элементы (болты, винты, заклепки и другие метизы) испытывают нагрузку подобного вида. В конструкции корпусов, металлокаркасов, редукторов и других узлов механизмов и машин обязательно имеются соединительные детали. От их прочности зависит работоспособность устройств.
Кручение – если на предмет действует пара сил, находящихся на определенном расстоянии друг от друга, то возникает крутящий момент. Эти усилия стремятся произвести скручивающую деформацию. Подобные нагружения наблюдаются в коробках передач, валы испытывают именно такую нагрузку. Она чаще всего непостоянная по значению. В течение времени величина действующих сил меняется.
Изгиб – нагрузка, которая изменяет кривизну предметов, считается изгибающей. Мосты, перекладины, консоли, подъемно-транспортные механизмы и другие детали испытывают подобное нагружение.
В середине XVII века одновременно в нескольких странах начались исследования материалов. Предлагались самые разные методики по определению прочностных характеристик. Английский исследователь Роберт Гук (1660 г.) сформулировал основные положения закона по удлинению упругих тел в результате приложения нагрузки (закона Гука). Введены и понятия:
- Напряжения σ, которое в механике измеряется в виде нагрузки, приложенной к определенной площади (кгс/см², Н/м², Па).
- Модуля упругости Е, который определяет способность твердого тела деформироваться под действием нагружения (приложения силы в заданном направлении). Единицы измерения также определяются в кгс/см² (Н/м², Па).
Формула по закону Гука записывается в виде ε = σz/E, где:
- ε – относительное удлинение;
- σz – нормальное напряжение.
Демонстрация закона Гука для упругих тел:
Из приведенной зависимости выводится значение Е для определенного материала опытным путем, Е = σz/ε.
Модуль упругости – это постоянная величина, характеризующая сопротивление тела и его конструкционного материала при нормальной растягивающей или сжимающей нагрузке.
В теории прочности принято понятие модуль упругости Юнга. Это английский исследователь дал более конкретное описание способам изменения прочностных показателей при нормальных нагружениях.
Значения модуля упругости для некоторых материалов приведены в таблице 1.
Таблица 1: Модуль упругости для металлов и сплавов
| Наименование материала | Значение модуля упругости, 10¹²·Па |
| Алюминий | 65…72 |
| Дюралюминий | 69…76 |
| Железо, содержание углерода менее 0,08 % | 165…186 |
| Латунь | 88…99 |
| Медь (Cu, 99 %) | 107…110 |
| Никель | 200…210 |
| Олово | 32…38 |
| Свинец | 14…19 |
| Серебро | 78…84 |
| Серый чугун | 110…130 |
| Сталь | 190…210 |
| Стекло | 65…72 |
| Титан | 112…120 |
| Хром | 300…310 |
Понятие модуля упругости
Все твердые тела при возрастании нагрузки подвержены деформациям. Причем сначала изменения носят обратимый характер, а их зависимость от приложенных усилий — линейная.
Тело восстанавливает размеры и форму после прекращения внешнего воздействия. Здесь применяется закон Гука, где абсолютное сжатие или удлинение прямо пропорционально приложенной силе с коэффициентом пропорциональности, равным модулю упругости.
С ростом нагрузки тело вступает в фазу необратимых изменений, где деформации носят неупругий пластичный характер. В этой зоне удлинение или сжатие образцов при испытаниях происходят без значительного увеличения внешней силы.
В дальнейшем бетонный образец реагирует на усилия нелинейно — деформации растут без увеличения нагрузки. Это — зона ползучести. Связи внутри материала разрушаются, конструкция теряет прочность.
В рыхлых непрочных смесях присутствует стадия псевдопластических деформаций, когда с уменьшением нагрузки изменения размеров нарастают. Появляются отслоения, трещины и другие деструкции тела бетона.
Последующее увеличение усилий растяжения или сжатия приводят к полному разрушению образца.
Линейная зависимость между напряжением и деформациями в фазе упругости выражается формулой:
где E — модуль упругости (Па);
εпред — относительная деформация, т.е. отношение абсолютного удлинения к начальному размеру (∆l/l).
Модуль упругости определяют опытным путем. При испытаниях строят диаграмму зависимости деформаций от усилий, прикладываемых к образцу. Тангенс угла кривизны на участке упругих изменений размеров и есть искомая величина. Значения для разных классов и марок бетона занесены в таблицы.
График зависимости деформаций от напряжений при постепенном загружении
Зная E и действующие усилия, рассчитывают упругие абсолютные деформации бетона в конструкции по формуле:
где σ — напряжение, равное отношению внешней силы к площади сжатой или растянутой зоны сечения (P/F).
Чем больше модуль упругости, тем меньшие деформации при нагрузках испытывает материал. Значения E варьируются от 19 до 40 МПа*10 -3 .
Модуль Юнга для стали
Под термином модуля Юнга или продольной упругости конструкционного материала принято понимать физическую величину, которая показывает определенное свойство материалов. Свойство это обеспечивает их сопротивление, действующим деформациям в продольном направлении. Иными словами, этот показатель говорит о степени жесткости какого-либо конкретного материала.
Свое название данный модуль получил, благодаря Томасу Юнгу, который и работал над выявлением данного феномена. Такая физическая величина выражается в Паскалях и обозначается буквой латинского алфавита – Е.
Область применения
Основной сферой применения данного показателя является испытание всевозможных материалов.
Благодаря этой величине можно судить о степени деформации материала во время его растяжения, сжатия и изгиба
В строительстве крайне важно знать модуль Юнга всех материалов, использующихся в работе
Именно от него, в большей степени, зависит уровень прочности, долговечности и надежности возведенных зданий.
Существует специальная таблица, согласно которой, можно найти показатель модуля Юнга того или иного материала. Так, модуль Юнга для стали равняется 200 Е, (ГПА), что может считаться достаточно высокой цифрой. а наименьшим показателем обладает дерево – всего 10 Е, (ГПА).
Формула модуля Юнга
Если модуль Юнга нужно показать графически, то следует изобразить специальную диаграмму напряжения. На ней будут изображены кривые, которые получались при многократном испытании на прочность одного и того же вещества.
Тогда модуль Юнга можно выразить отношением нормального напряжения к показателю деформации на каком-то участке диаграммы.
Таким образом, математическое выражение можно записать следующим способом E=σ/ε=tgα.
Тогда, модуль продольной упругости и показатели поперечных сечений оказываются в непосредственной связи. Зависимость эта может выражаться, как ЕА и Е1.
ЕА является показателем жесткости при сжатии и растяжении материала на его поперечном сечении. Площадь сечения в этом выражении обозначается буквой «А».
Е1 означает показатель жесткости во время изгиба поперечного сечения материала. В этой формуле «1» означает осевой момент инерции, появляющийся в сечении изгибаемого материала.
Самые высокие показатели модуля Юнга имеют:
• Хром – 300 Е, (ГПА)
• Никель – 210 Е, (ГПА)
• Сталь – 200 Е, (ГПА)
• Чугун – 120 Е, (ГПА)
• Хром – 110 Е, (ГПА)
• Кремний – 110 Е, (ГПА).
Среди материалов с самым низким значением модуля Юнга можно отметить:
• Олово – 35 Е, (ГПА)
• Бетон – 20 Е, (ГПА)
• Свинец – 18 Е, (ГПА)
• Древесина – 10 Е, (ГПА).
Рекомендации по определению модуля упругости
Существует ряд рекомендаций для вычисления модуля упругости.
- Бетонные смеси должны соответствовать требованиям ГОСТ 7473.
- Значения регламентируемых данных отпускной и передаточной прочности бетона сборных ЖБИ, устанавливают в технических условиях на эти изделия.
- Минимальный класс бетона по прочности на сжатие для армированных изделий принимают по ГОСТ 13015.
- Бетонные смеси для бетонов высокой морозостойкости следует следуют изготавливать с добавлением газообразующих добавок в размере не менее 4%.
Эти и другие рекомендации, которые закладывают в технические условия, помогают сделать ЖБИ с максимально возможным модулем упругости.
Другой рекомендацией при расчете модуля упругости бетона считается учёт коэффициента Пуассона – коэффициента поперечной деформации. Для бетона его принимают равным 0,2.
Подводя итог, можно сделать вывод о том, что модуль упругости является ключевым показателем при расчетах в строительстве. Однако, эта характеристика будет интересна скорее проектировщикам, чем непосредственно строителям. Для определения модуля упругости применяют как старинные, давно зарекомендовавшие себя с хорошей стороны, лабораторные методы, так и новые, более современные экспресс-способы.
Факторы, влияющие на модуль упругости бетона
Значение модуля упругости может существенно отличаться. На него влияет множество факторов. Чтобы получить желаемый результат, стоит с ними познакомиться заранее.
ФОТО: static.tildacdn.comЗначение зависит от многих факторов
Качество и объёмное содержание заполнителей
Бетон представляет собой смесь, состоящую из некоторого количества цемента и заполнителей. Качество и концентрация последних оказывают непосредственное влияние на значение модуля упругости. Если структура является неоднородной, вероятность возникновения сложного напряжённого состояния существенно возрастает. Основная нагрузка приходится на жёсткие частицы. Зоны с пустотами и порами испытывают поперечное растяжение.
ФОТО: house-keys.ruСоотношение компонентов может отличаться
Класс бетона
Класс бетона оказывает непосредственное влияние на модель упругости. Чем выше класс, тем большей прочностью на сжатие и плотностью будет обладать состав и будет лучше сопротивляться воздействующей нагрузке. Самое высокое значение – у бетона В60 – численно равно 39,5 МПа×10-3. Наименьшее значение у В10 и соответствует 19 МПа×10-3.
ФОТО: cemmix.ruКласс бетона – важный критерий
Температура воздуха и влажность среды
При повышении температуры деформация в бетоне увеличивается, а упругие свойства снижаются. Это способствует повышению внутренней энергии смеси, а также линейному расширению материала, траекторий движения молекул и увеличению пластичности.
ФОТО: static.tildacdn.comТемпература определяет скорость набора прочности и количество деформаций
Влажность влияет на упругость материала. В расчётах используется коэффициент ползучести. Чем выше процентное содержание водяного пара, тем ниже будут пластические деформации.
ФОТО: wallpapertag.comУровень влажности бетона влияет на пластичность
Время воздействия нагрузки и условия твердения смеси
Продолжительность действия нагрузки на бетонную конструкцию также влияет на модуль упругости. Если нагружение осуществляется, мгновенно деформация конструкции увеличивается пропорционально приложенным внешним силам. Длительное напряжение приводит к уменьшению величины модуля. Зависимость носит нелинейный характер. Пластическая и упругая деформация складываются.
ФОТО: static.tildacdn.comХарактер прикладываемой нагрузки может отличаться
Условия, в которых бетон набирает свою прочность, могут отличаться. В естественных условиях значение всегда выше. Если материал обрабатывается в автоклавной установке либо осуществляется пропаривание в условия атмосферных давлений, значение несколько снизится. Причиной этого является образование большого числа пустот и пор благодаря неравномерному температурному расширению объёма, понижению качества гидратации зёрен цемента.
ФОТО: beton-house.comТвердение в естественных условиях предпочтительней
Возраст бетона и армирование конструкции
Для набора прочности свежезалитому бетону достаточно четырёх недель. По истечении указанного периода смесь будет обладать упругими свойствами и достаточной пластичностью. Максимальная твёрдость будет достигнута только через 200-250 дней. Именно в это время модуль упругости достигнет максимального значения, соответствующего марочной прочности.
ФОТО: cemmix.ruДля набора прочности требуется время
Для того чтобы монтируемая конструкция прослужила подольше, её обязательно армируют. В качестве армирующих элементов берётся сетка либо каркас, для изготовления которого использовалась арматура, относящаяся к классам АI, AIII, А500С, Ат800, древесина и композиты. Все эти элементы в процессе эксплуатации воспринимают растягивающие и сжимающие нагрузки, воздействующие на бутон.
Благодаря армированию удается повысить упругость и прочностные характеристики конструкции. Уменьшается вероятность образования трещин деформационного и усадочного типа.
ФОТО: a-plus-enterprises.comАрмирование повышает упругость
Основное понятие
Важным параметром при выборе бетона является его упругость, которая показывает способность застывшей массы оставаться в целостности даже под воздействием деформации. Такие данные нужны проектировщикам для того, чтобы возводить прочные и долговечные конструкции.
Безусловно, главным достоинством материала является его твердость. Но из-за ползучести затвердевшая масса в процессе эксплуатации может деформироваться. Все это может происходить из-за воздействия нагрузки, если ее значение превысит допустимые нормы. Поэтому следует учитывать величину приложенной нагрузки и значение коэффициента ползучести, из-за которых структура затвердевшего изделия постепенно меняется.
Стандарт определения и таблица модулей упругости бетона
Выбор стройматериала является важнейшей задачей строителя перед началом выполнения работ. Модуль упругости бетона — один из главных критериев, влияющих на эксплуатационные характеристики
Параметр определяет возможность стеснения и расширения материала, зависит от многих факторов, которые важно учитывать
Что за величина?
Модуль упругости бетона — это возможность конструкции противостоять изменениям под воздействиями внешних факторов.
Это важный критерий выбора марки материала для определенной работы, так как затвердевший материал в процессе эксплуатации сжимается и растягивается.
Поэтому на этапе проектирования нужно правильно рассчитать допустимые значения для той или иной конструкции. Для расчетов пользуются таблицами определения модуля упругости, что представлены в нормативах для строительных работ.
Разновидности бетона и их показатель упругости
Бетонный камень в окончательном виде — твердый материал, что под влиянием внешней среды способен деформироваться. При постоянных механических нагрузках, даже модуль упругости железобетона может быть недостаточно высоким. Для определения вида прочности учитывается 2 критерия — растяжение и сжатие, что влияют на сопротивление нагрузкам.
Различают следующие виды материала:
Материал может производиться в нескольких разновидностях.
- тяжелые;
- легкие;
- мелкозернистые;
- поризованные;
- автоклавного твердения.
Таблица, содержащая классы и соответствующие модули упругости
Классификация в таблице производится согласно СП 52—101—2003:
| Класс бетона | Модуль упругости |
| 19,0 | В10 |
| 24,0 | В15 |
| 27,5 | В20 |
| 30,0 | В25 |
| 32,5 | В30 |
| 34,5 | В35 |
| 36,0 | В40 |
| 37,0 | В45 |
| 38,0 | В50 |
| 39,0 | В55 |
| 39,5 | В60 |
От чего зависит величина?
На величину данного показателя значительно влияет наполнитель в материала.
Упругость раствора зависит от множества факторов
Первое, на что обращают внимание — наполнитель. Коэффициент напрямую связан с упругостью раствора. Так, высокими показателями являются тяжелые бетоны, наполнителями в которых являются гравий и щебень
Так, высокими показателями являются тяжелые бетоны, наполнителями в которых являются гравий и щебень
Так, высокими показателями являются тяжелые бетоны, наполнителями в которых являются гравий и щебень
Допустимые нагрузки на постройки из такого материала самые высокие, поэтому важно выбирать правильные заполнители
Учитывают не только интенсивность нагрузок, но и частоту.
Возраст и время укладки материала играют немаловажную роль в показателях модуля упругости. Крепость материала возрастает на протяжении 50 лет с момента заливки, вне зависимости от внешних температур (до 230 ⁰C).
Кроме того, характеристики завися от процесса затвердевания (автоклавный, естественный).
Чтобы узнать продолжительность предполагаемых нагрузок, нужно начальный показатель перемножать с показателем: 0,7 для поризованных бетонов, 0,85 — для тяжелых легких и мелкозернистых.
Возраст залитого материала находится в прямопропорциональной зависимости с данным показателем.
Классы бетонного раствора в частной стройке варьируют в пределах В7,5—30 (марки М100—400), но таких прочностных и других характеристик хватает вне зависимости от требований и сложностей конструкций.
Показатели модуля увеличивает арматура, так как характеристики арматуры повышают показатели общей конструкции. Методика укладки арматуры в бетон определяется ГОСТом 24452—80.
Посмотреть «ГОСТ 24452-80» или cкачать в PDF (350 KB)
Как определить?
СП 52 101 2003 — стандарт определения параметров применения бетона.
Здесь указаны значения всех необходимых коэффициентов для расчета параметров, а подтверждение проводится путем эксперимента на изготовленных образцах.
Суть испытания заключается в постепенной нагрузке на образцы (цилиндры или призмы из бетонной смеси) путем осевого сжимающего нагружения до разрушения. Параллельно измеряется степень деформации.
Посмотреть «СП 52-101-2003» или cкачать в PDF (1007.4 KB)
Результаты можно обозначить следующим образом:
- Показатель соответствует расчетам, образец поддался пластической деформации без растрескивания.
- Предварительные подсчеты неверные: при предполагаемом нагружении образец подвергается сильным разрушениям.
Расчетным способом определяют запас прочности не только обычных зданий, но и арочных сооружений, перекрытий, мостов и дорог. Модуль упругости асфальтобетона при использовании — проблемная задача проектирования, так как подход, разрешающий провести точные расчеты еще не выведен. Не удается определить взаимосвязь между статическим и динамическим модулями в процессе использования дорог.
Расчетные сопротивления и модули упругости для строительных материалов
При расчете строительных конструкций нужно знать расчетное сопротивление и модуль упругости для того или иного материала. Здесь представлены данные по основным строительным материалам.Таблица 1. Модули упругости для основных строительных материалов
| Материал | Модуль упругости Е, МПа |
| Чугун белый, серый | (1,15…1,60) · 105 |
| Чугун ковкий | 1,55 · 105 |
| Сталь углеродистая | (2,0…2,1) · 105 |
| Сталь легированная | (2,1…2,2) · 105 |
| Медь прокатная | 1,1 · 105 |
| Медь холоднотянутая | 1,3 · 103 |
| Медь литая | 0,84 · 105 |
| Бронза фосфористая катанная | 1,15 · 105 |
| Бронза марганцевая катанная | 1,1 · 105 |
| Бронза алюминиевая литая | 1,05 · 105 |
| Латунь холоднотянутая | (0,91…0,99) · 105 |
| Латунь корабельная катанная | 1,0 · 105 |
| Алюминий катанный | 0,69 · 105 |
| Проволока алюминиевая тянутая | 0,7 · 105 |
| Дюралюминий катанный | 0,71 · 105 |
| Цинк катанный | 0,84 · 105 |
| Свинец | 0,17 · 105 |
| Лед | 0,1 · 105 |
| Стекло | 0,56 · 105 |
| Гранит | 0,49 · 105 |
| Известь | 0,42 · 105 |
| Мрамор | 0,56 · 105 |
| Песчаник | 0,18 · 105 |
| Каменная кладка из гранита | (0,09…0,1) · 105 |
| Каменная кладка из кирпича | (0,027…0,030) · 105 |
| Бетон (см. таблицу 2) | |
| Древесина вдоль волокон | (0,1…0,12) · 105 |
| Древесина поперек волокон | (0,005…0,01) · 105 |
| Каучук | 0,00008 · 105 |
| Текстолит | (0,06…0,1) · 105 |
| Гетинакс | (0,1…0,17) · 105 |
| Бакелит | (2…3) · 103 |
| Целлулоид | (14,3…27,5) · 102 |
Нормативные данные для рассчетов железобетонных конструкций
Таблица 2. Модули упругости бетона (согласно СП 52-101-2003)
| Значения начального модуля упругости бетона при сжатии и растяжении Eb, МПа · 10-3, при классе бетона по прочности на сжатие | ||||||||||
| B10 | B15 | B20 | B25 | B30 | B35 | B40 | B45 | B50 | B55 | B60 |
| 19,0 | 24,0 | 27,5 | 30,0 | 32,5 | 34,5 | 36,0 | 37,0 | 38,0 | 39,0 | 39,5 |
Таблица 2.1 Модули упругости бетона согласно СНиП 2.03.01-84*(1996) Примечания: 1. Над чертой указаны значения в МПа, под чертой — в кгс/см². 2. Для легкого, ячеистого и поризованного бетонов при промежуточных значениях плотности бетона начальные модули упругости принимают по линейной интерполяции. 3. Для ячеистого бетона неавтоклавного твердения значения Еb принимают как для бетона автоклавного твердения с умножением на коэффициент 0,8. 4. Для напрягающего бетона значения Еb принимают как для тяжелого бетона с умножением на коэффициент a
= 0,56 + 0,006В.Таблица 3. Нормативные значения сопротивления бетона (согласно СП 52-101-2003)Таблица 4. Расчетные значения сопротивления бетона сжатию (согласно СП 52-101-2003)Таблица 4.1 Расчетные значения сопротивления бетона сжатию согласно СНиП 2.03.01-84*(1996)Таблица 5. Расчетные значения сопротивления бетона растяжению (согласно СП 52-101-2003)Таблица 6. Нормативные сопротивления для арматуры (согласно СП 52-101-2003)Таблица 6.1 Нормативные сопротивления для арматуры класса А согласно СНиП 2.03.01-84* (1996)Таблица 6.2 Нормативные сопротивления для арматуры классов В и К согласно СНиП 2.03.01-84* (1996)Таблица 7. Расчетные сопротивления для арматуры (согласно СП 52-101-2003)Таблица 7.1 Расчетные сопротивления для арматуры класса А согласно СНиП 2.03.01-84* (1996)Таблица 7.2 Расчетные сопротивления для арматуры классов В и К согласно СНиП 2.03.01-84* (1996)
Нормативные данные для расчетов металлических контрукций
Таблица 8. Нормативные и расчетные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе (согласно СНиП II-23-81 (1990)) листового, широкополосного универсального и фасонного проката по ГОСТ 27772-88 для стальных конструкций зданий и сооружений Примечания: 1. За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки (минимальная его толщина 4 мм). 2. За нормативное сопротивление приняты нормативные значения предела текучести и временного сопротивления по ГОСТ 27772-88. 3. Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициенты надежности по материалу, с округлением до 5 МПа (50 кгс/см²).Таблица 9. Марки стали, заменяемые сталями по ГОСТ 27772-88 (согласно СНиП II-23-81 (1990)) Примечания: 1. Стали С345 и С375 категорий 1, 2, 3, 4 по ГОСТ 27772-88 заменяют стали категорий соответственно 6, 7 и 9, 12, 13 и 15 по ГОСТ 19281-73* и ГОСТ 19282-73*. 2. Стали С345К, С390, С390К, С440, С590, С590К по ГОСТ 27772-88 заменяют соответствующие марки стали категорий 1-15 по ГОСТ 19281-73* и ГОСТ 19282-73*, указанные в настоящей таблице. 3. Замена сталей по ГОСТ 27772-88 сталями, поставляемыми по другим государственным общесоюзным стандартам и техническим условиям, не предусмотрена.
Расчетные сопротивления для стали, используемой для производства профилированных листов здесь не показаны.
Новые редакции указателей нормативных документов по энергетике
Для работы с текстом документа (печать документа, поиск по тексту) необходимо авторизоваться.
Сервис содержит 19095 бесплатных документов
, которые доступны зарегистрированным пользователям. Регистрируйся бесплатно >>>
- Информация о документе
- Ссылки на документы
- Ссылки из других документов
| Наименование документа | ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона |
| Дата начала действия | 01.01.1982 |
| Дата принятия | 18.11.1980 |
| Дата отмены действия | 01.09.2010 |
| Статус | Недействующий |
| Новый документ | ДСТУ Б В.2.7-217:2009 |
| Вид документа | ГОСТ (Межгосударственный стандарт) |
| Шифр документа | 24452-80 |
| Разработчик | Госстрой СССР |
| Принявший орган | Госстрой СССР |
В данном документе нет ссылок на другие нормативные документы.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР
Методы определения призменной прочности,
модуля упругости и коэффициента Пуассона
Concretes. Methods of prismatic, compressive strength,
modulus of elasticity and Poisson’s ratio determination
Дата введения 1982-01-01
УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 18 ноября 1980 г. № 177.
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Июль 1989 г.
Стандарт устанавливает методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона бетона.
Стандарт соответствует рекомендации СЭВ РС 279-65 и РИЛЕМ Р8 в части требований к образцам.
Размеры образцов в зависимости от наибольшей крупности заполнителя должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10180-78
