Под чистым срезом понимают разделение элемента на части по сечению, к которому приложены перерезывающие силы, например F/2, т.е. такое напряженное состояние, при котором главные напряжения |σ₁|=|σ₂|=|σ₃|=0, при этом |τ_max|=|σ₁|.

Под чистым скалыванием понимают взаимное смещение (сдвиг) частей элемента между собой под действием скалывающих (сдвигающих) усилий. ЖБ конструкции редко работают на срез и скалывание. Обычно срез сопровождается действием продольных сил, а скалывание – действием поперечных сил. Сопротивление срезу может возникать в шпоночных соединениях и у опор балок, а сопротивление скалыванию – при изгибе преднапряженных балок до появления в них наклонных трещин, если не обеспечена надежная связь между верхней и нижней частями бетона на опорах. Временное сопротивление бетона срезу и скалыванию при изгибе принимают равным 2σ_{btu .}

Рис.10. Схема испытания образцов:

а) – на срез; б) – на скалывание; 1 – испытуемый образец; 2 – неподвижные стальные опоры; 3 – рабочая арматура; 4 – прорези (щели);

5 – участки, где происходит скалывание бетона

Зависимость прочности бетона от его возраста, условий хранения и приготовления.

При благоприятных условиях естественного твердения прочность бетона постепенно увеличивается. При этом, чем меньше тонкость помола цемента, тем выше скорость и меньше продолжительность роста прочности бетона. Наиболее интенсивно бетон набирает прочность в первые 28 сут, поэтому испытания бетона на прочность производят в 28-суточном возрасте.

R_n = R₂₈lgn/lg28 = 0,7R ₂₈lgn ,

где R_n – кубиковая прочность бетона в возрасте nсут; R ₂₈– то же, в возрасте 28 сут.

Твердение бетона значительно ускоряется с повышением температуры и влажности среды. Поэтому на предприятиях изделий сборного железобетона подвергают тепловлажностной обработке (температура до 90 ⁰С и влажность до 100%) или специальной автоклавной обработке при высоком давлении пара и температуре порядка 170 ⁰С. Эти способы позволяют за сутки получить прочность бетона, равную 70 % от проектной прочности.

При температуре ниже +5 ⁰С твердение бетонов существенно замедляется, а при температуре бетонной смеси – 10 ⁰С практически прекращается. За 28 сут твердения при

- 5 ⁰С бетон набирает не более 8 % прочности бетона, твердевшего в нормальных условиях, при 0 ⁰С – 40…50 %, при +5 ⁰С – 70…80 %. После оттаивания бетонной смеси твердение бетона возобновляется, но конечная прочность его всегда оказывается ниже прочности бетона, твердевшего в нормальных условиях.

При бетонировании в условиях низких температур (до – 30 ⁰С) охлажденную смесь перед укладкой посредством электропрогрева нагревают до температуры +70 ⁰С.

Противоморозные добавки (хлористые соли, углекислый калий, азотистый натрий) обеспечивают твердение бетона при температурах до – 10 ⁰С. Добавку принимают не более 15 % от массы цемента. Лишнее количество добавки вредно действует на бетон и вызывает коррозию арматуры.

Классы и марки бетона.

Под классом (маркой) бетона понимают нормируемое значение унифицированного ряда показателей, определенных по стандартной методике с доверительной вероятностью 95% (соответственно 80%).

Класс бетона по прочности на сжатие В (растяжение ) – это среднестатистическое значение сопротивления стандартного образца сжатию (растяжению) изготовленного, хранимого и испытанного в соответствии с ГОСТ.

Для конструкций из тяжелого бетона СП рекомендует применять классы от В10 до В60(шаг 5 МПа). Допускается применять бетоны промежуточных классов (В12,5, В22,5) если это экономически целесообразно.

Для легких бетонов устанавливаются классы с градацией 0,5МПа (В05 – В15) МПа. Для самонапрягающихся бетонов В20 – В60, градация 10 МПа.

Бетоны класса В40 и выше называют высокопрочными. Для предварительно напряженных конструкций рекомендуется применять бетоны от В15 и выше. Класс бетона назначается во всех случаях.

Класс бетона назначается для тех конструкций, где растяжение имеет главенствующее значение и контролируется на производстве (стенки резервуаров, бетонные изгибаемые элементы). Назначаются классы бетона Bt 0,8 – Bt 3,2 с шагом 0,4 МПа.

Марка по морозостойкости F 50- F 500 (75,100,150,200,300…500) определяет количество циклов попеременного замораживания - оттаивания водонасыщенных образцов, после испытания, которых прочность снижена не более чем на 15%. Марку по морозостойкости назначают при ⁰C. Если есть непосредственное воздействие атмосферы - М F75, если контакта с внешней средой нет, то F50.

Марка по водонепроницаемости. W 2..4-12 назначается для конструкций, к которым предъявляются требования по ограничению водопроницаемости. Назначаются по давлению воды в МПа, приложенных к одной грани стандартного образца(b=60см) при котором не происходит просачивание на другой.

Марка по средней плотности ( D кг/м³)Обозначается D500 – D2800 с градацией 100 кг.

Марка по самонапряжению- указывается для конструкции на S_R цементах. Под маркой понимают гарантированное значение напряжения обжатия в бетоне, созданное само расширением бетона при количестве продольной арматуры 1% от площади бетона.

При схватывании бетона происходит его сцепление с арматурой. При дальнейшем твердении увеличивается объем бетона, удлинение на . Арматура удлиняется также на . При этом в ней возникает деформация и . Так как сумма всех сил равна нулю, то в бетоне появляется напряжение .

Выбор вида и класса бетона, его марки обусловлен видом конструкции, способом ее изготовления и условиями её эксплуатации, которые определяют требования по огнестойкости, морозостойкости и так далее. В практических расчетах используют нормативные и расчетные характеристики бетона принятые по количественному значению класса и его марок используемого бетона.

По классу В (класс по прочности на сжатие) определяется нормативное сопротивление бетона сжатию – призменная прочность. Определяется по эмпирической формуле:

                  (2.6)

Кубиковая прочность: R_n = B    (2.7)

Нормативное значениеcсопротивления бетона растяжению определяется:

а) по классу бетона на сжатие В (табличные значения)

б) по классу бетона на растяжение      

R_{bt , n}= B_t (2.8)

Расчетное значение характеристики получают делением на коэффициент надежности по бетону  и .

  Различают 2 группы предельных состояний и соответственно 2 группы расчетов

(1-я по несущей способности;2-я по нормальной эксплуатации).

Для расчетов сопротивлений первой группы применяют:

= 1,3 = R_b

= 1,5 если  определен по B (класс бетона на сжатие);

= 1,3R если  определен по  (класс бетона на растяжение).

Тогда расчетные характеристики:

                                                    (2.9)

По второй группе предельных состояний принимают:

= =1 , то есть

(2.10)

    Другие условия работы и прочие факторы, влияющие на несущую способностьи деформативность конструкции, учитывается коэффициентами работы бетона:

1)  = 0,9( ) умножается, если учитывается только постоянные и длительные нагрузки;

2)  = 0,9(Rb, R) умножается при расчете бетонных элементов;

3) = 0,9 (Rb, R) умножается при расчете элементов бетонируемых в вертикальномположении. Для элементов бетонированных в горизонтальном состоянии прочность снижается на 10%.