Расчетное сопротивление бетона сжатию: Nothing found for Vidy Svojstva Raschetnoe Soprotivlenie Betona Szhatiyu 843%23I

Расчётное сопротивление бетона сжатию таблица

Бетонные конструкции изготавливаются в расчете на то, что они способны переносить высокие нагрузки без каких-либо разрушений. Характеристики сооружений из бетона закладываются в проект — это сопротивление бетона сжатию, прочность, плотность, долговечность и т.д. Бетон – материал разнородный, поэтому различные локальные участки конструкции могут обладать разной прочностью и разным сопротивлением к нагрузкам. И расчет прочности необходим, чтобы уточнить нормативные показатели материала. Что такое расчетные параметры, и как их узнают?

Что такое расчетное сопротивление

Этот параметр можно узнать и рассчитать методом простого деления указанных в ГОСТ 12730.0-78 сопротивлений на надежность, которая отражается в виде определенного коэффициента. При вычислениях сопротивления бетона этот коэффициент зависит от типа стройматериала.

График прочности на растяжение по осям

[ads-pc-1]
[ads-mob-2]

Значения расчетных сопротивлений материалов обозначаются, как R_b и R_bt

, их показатели можно менять в сторону уменьшения или увеличения методом умножения на коэффициент состояния эксплуатации бетона γb_i, который отражает пропорциональность значений от времени прикладывания нагрузки; цикличность нагружений; параметры, свойства и временной отрезок эксплуатации сооружения; метод изготовления; сечение, площадь, и т. д. Узнать конкретное расчётное сопротивление бетона сжатию таблица значений которых отражает математические вычисления, а не физические данные, можно для востребованных промышленностью классов:

Сопротивление, тип	Тип	Расчетные показатели для максимально нагруженных состояний 1-й группы Rb и Rbt, МПа, для разных классов прочности
		B 10	B 12,5	B 15	B 20	B 25	B 30	B 35
Сжатие по оси, R b	Мелкофракционный тяжелый бетон	6,0	7,50	8,5	11,5	14,50	17,0	19,50
Растяжение по оси, RM	Тяжелый бетон	0,57	0,66	0,75	0,90	1,050	1,20	1,30

Как рассчитывается прочность? Существуют определенные значения прочности, заниженные для обеспечения надежности. Эти установленные параметры и есть расчетные показатели, зависящие от фактических результатов испытаний.

Нормативное сопротивление

1. Параметр отражает показатель материала по сжатию (сжатие бетонной призмы по оси при испытаниях) R_bn и R_btn по растяжению;
2. Значения для максимально нагруженных состояний 1-го состава R_b, R_bt и 2-го состава R_b,_ser, Rbt,_ser вычисляются методом деления этих параметров согласно ГОСТ на прикрепленные коэффициенты надежности – соответственно g _bc и g_bt;
3. Значение по ГОСТ R_bn, зависящие от класса по прочности на сжатие;
4. Установленное значение R_btn при неконтролируемой прочности материала определяется по классу прочности, и воспринимается как обеспеченная прочность при растяжении;
5. Согласно п.2 параметры 1-го типа R_b и R_bt могут изменяться. Для этого R_b и R_bt умножаются на параметр g_bi;
6. Параметры 2-го типа R_b,_ser и R_bt,_ser зависят от показателя g_bi, и при нормальной нагруженности материала в 1,0. Для некоторых легких бетонов используются и другие показатели R_b,_ser и R_bt,_ser по согласованию с проектировщиками;
7. Первоначальный модуль упругости E_b определяется по таблице ниже. Если бетонный объект эксплуатируется в климатическом регионе IVА, и не обеспечен защитой от УФ излучения, то параметры E_b умножаются на 0,85.

Тип сопротивления	Rb,n и Rbt,n согласно ГОСТ, и Rb,ser и Rbt,ser (Мпа)
	B 10	B 15	B 20	B 25	B 30	B 35	B 40	B 45	B 50	B 55	B 60
Сжатие по оси Rb,m и Rb,ser	7,5	11	15	18,50	22,0	25,50	29	32	36	39,50	43
Растяжение по оси Rbt,r и Rbt ,ser	0,85	11	1,35	1,55	1,75	1,95	29	2,25	2,45	2,	2,75

Структура бетона

 

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

В таблице указано расчетное сопротивление бетона осевому сжатию по СП 52-101-2003

Тип сопротивления	Сопротивление согласно ГОСТ Rb и Rbt,и Rb,ser и Rbt,ser (Мпа)
	B 10	B 15	B 20	B 25	B 30	B 35	B 40	B 45	B 50	B 55
Сжатие по оси Rb	6	8,5	11,5	14,5	17	19,5	22	25	27,5	30
Растяжение по оси Rbt	0,56	0,75	0,9	1,050	1,15	1,30	1,40	1,50	1,60	1,70

Сопротивление по ГОСТ или СП зависит от прочности испытываемых образцов (кубиковая нормативная прочность).

R_b и R_bt для осевых растяжений при определении класса бетона устанавливается с зависимостью от прочности согласно ГОСТ испытываемых образцов типов бетона с контролем приготовления раствора. Нормативная кубиковая и призменная прочность на сжатие и на растяжение имеют определенное соотношение, устанавливаемое при стандартных испытаниях бетонных образцов.

Требования к автоклавному бетону

Марка	Первоначальный модуль упругости Еb автоклавного материала
	Сжатие и растяжение, МПа
	B 1,5	B 2	B 2,5	B 3,5	B 5	B 7,5
D 300	900	1000
D 400	1100	1200	1300
D 500	1300	1500	1600	1700
D 600	1500	1600	1700	1800	1900
D 700	1900	2200	2500	2900	3200	3400

Ячеистый бетон

[ads-pc-1]
[ads-mob-2]

Рассчитывая класс бетона по прочности на растяжение по осям, стандартные значения R_b и R_bt берутся как свойство класса, выраженное в цифрах, которые идут после символа «B».

Определяющие свойства деформаций бетона — это:

• Максимальные относительные деформации при сжатии-растяжении по осям: Ɛ_bo,n и Ɛ_bto,n;
• Первоначальный модуль упругости E_b,n;

Дополнительные свойства деформаций бетона:

• Первичный коэффициент поперечных деформаций «v»;
• Сдвиг по модулю «G»;
• Коэффициент температурных деформаций α_bt;
• Деформации, зависящие от свойств ползучести раствора Ɛ_сг;
• Деформации, зависящие от усадки материала ε_shr.

Характеристики деформаций определяются, исходя из класса и марки, плотности и технологических показателей бетона. Механические показатели бетона для напряженного состояния по одной оси в общих случаях характеризуются диаграммой деформирования материала, отражающей зависимость напряжений Σ_b,n (Σ_bt,n) и относительных продольных деформаций Ε

b,n (Ε_bt,n) бетона в растянутом или сжатом состоянии при импульсном приложении нагрузки.

Виды деформаций

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

При расчетах прочности бетонных конструкций основные характеристики, влияющие на конечный результат – это окончательное и фактическое сопротивление бетона R_b и R_bt. Характеристики прочности, полученные в результате вычислений, рассчитываются как стандартные сопротивления материала R_b,_m и R_b,_ser, а также R_bt,_r и R_bt,_ser, поделенные на g_bc и g_bt и. Показания g_bc и g_bt зависят от типа бетона, просчитанных свойств материала, предельных состояний при различных нагрузка, но должны не выходить за следующие рамки:

Для коэффициента g_bc:

1. 1,3 — для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава бетона;
2. 1,0 — для максимальных и минимальных нагрузок 2-го состава;

Для коэффициента g_bt:

1. 1,5 — для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава при определении класса на сжатие по осям;
2. 1,3 – для максимальных и минимальных нагрузок 1-го состава при определении класса на растяжение по осям;
3. 1,0 — для максимальных и минимальных нагрузок 2-го состава бетона.

Для максимальных и минимальных нагрузок 1-го и 2-го состава показатели деформаций материала берутся из их значений, указанных в ГОСТ и СНиП. Также при вычислении значений R свойства нагрузок, влияние атмосферных осадков, температуры, напряженности материала и конструкции из бетона корректируются коэффициентами условий эксплуатации конструкции γ_bi, и отражаются на расчетных деформационных и прочностных параметрах строительного материала.

Диаграммы деформаций конструкций из бетона вычерчиваются, опираясь на метод замены стандартных показателей на расчетные параметры.

Диаграммы деформаций

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Характеристики прочности при двухосном или трехосном приложении напряжений определяются по типу и классу бетона, исходя из связи между максимальными и минимальными значениями напряже­ний, приложенных в 2-х или 3-х перпендикулярах. Деформирование бетонного объекта вычисляется по плоскому или объемному приложению напряжений. Если конструкция имеет дисперсно-армированное состояние, то для нее принимаются характеристики, как для обычных бетонных или ж/б сооружений.

При работе с фибробетоном его свойства определяются, исходя из физико-эксплуатационных характеристик смеси, также берется в расчет форма, габариты, геометрия и распределение фибр в составе, сцепление фибр с раствором. Определяющие характеристики прочности и возможности деформирования армирования — это стандартные параметры прочности и свойства деформа­ции.

Неупругие деформации

Основное определение прочности материала армирования при нагрузках на растя­жение-сжатие — это установленное ГОСТ сопротивление R_s,n, которое принимается равным показателю эксплуатационного предела текучести или такого же условного предела, который будет соответствовать окончательному удлинению или укорочению, принимаемому как 0,2%. Также ограничение R_s,n происходит по показателям, соответствующим деформирующим нагрузкам, которые равны максимальным показателям деформации бетона вокруг сжатой арматуры при укорочении.

Понятия прочности и класса

Прочность по марке использовалась до введения евростандартов, и ею обозначалась средняя устойчивость на сжатие. Новые СНиП регламентируют классы прочности при сжатии-растяжении.

Нарастание прочности

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Понятие «класс» означает сопротивление материала согласно СП сжатию бетонного куба по оси. Эталонные габариты куба – 15 х 15 см. Из-за неравномерности распределения параметров прочности по всему материалу использование среднеарифметических показателей прочности не рекомендовано, так как на локальном участке объективная прочность может быть меньше.

Основная характеристика длительности эксплуатации бетонного объекта – это его класс. При определении класса принимается во внимание и осевое сжатие, и осевое растяжение, значения которых определяются с запасом прочности через удельное сопротивление элементов.

Предельно допустимые напряжения

Формула определения сопротивления нагрузкам сжатия: R = R_n /g;

Где g – коэффициент прочности материала, принимаемый как 1,0. Чем однороднее бетон, тем коэффициент g ближе к единице.

Дополнительные параметры для расчетов:

1. Электрическое удельное сопротивление раствора;
2. Влагостойкость – ее параметры необходимы, чтобы знать максимальное давление жидкой среды, которое может выдержать бетон;
3. Воздухопроницаемость связана с прочностью, и имеет постоянное значение в диапазоне 3-130 c/см³.
4. Морозостойкость обозначается символом «F» и числами от 50 до 1000, означающими количество циклов заморозки-разморозки;
5. Теплопроводность влияет на плотность материала. Чем больше воздуха в бетоне, тем меньше плотность и теплопроводность;

Визуальное выявление трещин в образцах

[ads-pc-1]
[ads-mob-3]

Продольные трещины в испытываемых призменных образцах появляются под действием поперечных нагрузок. Прочность образца увеличивается при стягивании бетона хомутами, но разрушение произойдет в любом случае, и трещины появятся позже. Такое отодвигание разрушения во времени называется эффектом обоймы. Хомут, сжимающий элемент, можно заменить укладкой в раствор поперечной стержневой арматуры, металлической сетки или спирали из стали.

1. Марка обозначается символом «M», и означает среднюю кубиковую прочность R_в, которая выражается в кг/см². Следующие за латинской буквой числа – это прочность;
2. Класс – символ «B», обозначающий кубиковую прочность (Мпа) с вероятностью 0,95. Неоднородность прочности материала колеблется в пределах R_min-R_max.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции

Конструкция или элемент из железобетона, нагруженный искусственно созданными внутренними напряжениями, направленные обратно реальным физическим нагрузкам при эксплуатации объекта. Искусственные напряжения появляются после внедрения в тело конструкции предварительно напряженной арматуры. Сделать это можно так:

1. При заливке раствора в конструкции оставляют пазы, в которые укладывается арматура (сетка, стержни, спирали). Набор прочности завершается натягиванием арматурной сетки или другого типа арматуры с креплением концов по бокам элемента. Натягивание арматуры сопровождается сжатием бетона. Усилие натяжения обозначается символом «Р»;
2. Арматура натягивается перед заливкой раствора (т.н. натяжение на упоры), а после отвердения смеси отпускается, что и создает напряжение сжатия.

Еще один вариант создания предварительного напряжения – заливка специального напрягающего цемента марки НЦ. Затвердевая, объем конструкции из цемента этой марки увеличивается, при этом растягивается и арматура, создавая напряжение растяжения.

Расчетное сопротивление бетона по СП 63.13330

Расчетное сопротивление тяжелого, мелкозернистого и напрягающегося бетона на осевое сжатие приведено в СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Данный СП действующий и обязательных к применению (см. пост.985)

Согласно таблицы 6.8 п.6.1.11 СП 63.13330.2018 расчетное сопротивление тяжелого, мелкозернистого и напрягающегося бетона на осевое сжатие (призменная прочность), Rb, равна:

Класс бетона	Расчетное сопротивление тяжелого бетона осевому сжатию, Rb, МПа
В10	6,0
В12,5	7,5
В15	8,5
В20	11,5
В25	14,5
В30	17,0
В35	19,5

Согласно п. 6.1.12 СП 63.13330.2018 в необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы , учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):

а) Y_b1 — для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивлений R_b  и R_bt  и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

• Y_b1 =1,0 — при действии всех нагрузок, включая кратковременные нагрузки;
• Y_b1 =0,9  (для ячеистых и поризованных бетонов  Y_b1=0,85) — при действии только постоянных и длительных нагрузок;

б) Y_b2 =0,9 — для бетонных конструкций, вводимых к расчетным значениям сопротивления R_b и учитывающий характер разрушения конструкций

в) Y_b3 =0,85 — для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона

Узнать значение модуля упругости бетона

определение значений по таблицам, нормативные характеристики материала

Для обеспечения прочности и долговечности конструкций из бетона на стадии проектирования производятся расчёты, учитывающие основные характеристики материала. К ним относятся морозоустойчивость, водонепроницаемость, прочностные характеристики. Расчётное сопротивление бетона определяется в зависимости от нормативного сопротивления для этого класса материала.

Расчетные значения

Прочность является определяющей характеристикой бетона. От неё зависят эксплуатационные качества возводимых сооружений, их долговечность и надёжность. Проверка прочности производится в лабораторных условиях по образцам. При проверке прочности на сжатие проверяется марка бетона. Цифровое значение марки является пределом прочности на сжатие, выраженным в Мегапаскалях.

При проектировании бетонных сооружений производят расчёты по двум группам предельных состояний. Первая группа — это полная непригодность к эксплуатации, включая разрушение. Вторая группа — это непригодность, которая определяется появлением трещин и недопустимых деформаций.

В зависимости от группы предельных состояний выбираются коэффициенты надёжности, которые вводятся, чтобы снизить допустимые нагрузки на конструкцию.

Расчётные сопротивления бетона сжатию в таблицах 1 и 2 вычисляются путём деления величин нормативного сопротивления бетона на коэффициенты надёжности. В формулы для определения прочности вводят коэффициенты, зависящие от характера нагрузок, условий эксплуатации и учитывающие характер разрушений этого типа строений. Расчётные сопротивления бетона осевому сжатию Rb, Rb, ser и осевому растяжению Rbt, Rbt, ser приводятся в таблицах 1 и 2. Характеристики предельных состояний первой группы приводятся в таблице 2, а второй группы — в таблице 1.

Таблица 1.

Таблица 2.

Характеристики материала

Информация о характеристиках материала необходима при строительстве объектов. Недостаточная прочность может привести к образованию трещин и досрочному выходу сооружения из строя. Прочностные характеристики материала определяются в испытаниях по образцам в лабораторных условиях. Способы исследования бывают разрушающие и неразрушающие.

Для разрушения используются образцы, изготовленные из пробы испытуемой бетонной смеси или полученные бурением поверхности бетонной конструкции. Образцы сжимаются прессом. Нагрузка увеличивается постепенно до того момента, пока образец полностью не разрушится. По величине критической нагрузки и рассчитываются значения прочности материала. Для этого величину нагрузки делят на площадь поперечного сечения испытуемого объекта и умножают на масштабный коэффициент.

Неразрушающие методы проводятся прямо на бетонной поверхности, для них не требуются образцы. Исследование проводится следующими методами:

1. частичное разрушение;
2. ударный метод;
3. ультразвуковое исследование.

Это способы местного воздействия, не наносящие большого вреда бетонной конструкции. Но они имеют меньшую точность, чем разрушающие методики. При сдаче здания в эксплуатацию обязательным является исследование методом разрушения проб.

Факторы прочности

Скорость химических процессов, протекающих в водных растворах, оказывает большое влияние на характеристики бетона. Причинами, способствующими увеличению прочности, можно считать следующие:

1. Главным фактором является активность цемента. Чем он активнее, тем прочнее получится материал. Точным считается метод определения активности в лабораторных условиях. Существуют различные экспресс-технологии, способные дать ответ на вопрос о возможности использования материала. Для частного и неответственного строительства можно составить представление о качестве цемента путём осмотра. Хороший материал должен быть серо-зеленоватого цвета и хорошо сыпаться. Если присутствуют небольшие комки, то их легко раздавить пальцами. Если же есть большие твёрдые комья, то можно сделать вывод, что цемент потерял активность и не может быть использован в строительстве.
2. Большое значение имеет также процентное соотношение цемента в растворе. Чем выше процент цемента, тем лучше будут прочностные характеристики бетона. Очень важным является соотношение воды и цемента в смеси. Бетон способен связывать только 15−20% воды, входящей в его состав. Это значительно меньше, чем количество воды, присутствующее в растворе. Из-за этого образуются поры, и прочность материала уменьшается.
3. Применение в качестве наполнителей крупнофракционного материала хорошо сказывается на свойствах бетона.
4. Время застывания тоже играет важную роль. Стопроцентные показатели предела прочности бетон приобретает только через 28 суток. Испытания бетонных образцов проводятся на третьи сутки, когда материал достигает 30% от своих максимальных прочностных характеристик.
5. Условия внешней среды тоже влияют на процесс отвердевания бетона. Наилучшие условия отвердевания создаются при температуре 15−20 °C и высокой влажности. Увеличение прочности продолжается до тех пор, пока материал полностью не высохнет или не замёрзнет.

Долговечность и надёжность конструкций из бетона во многом зависит от качества проектирования. Необходимо учитывать все характеристики материалов, подбирать наиболее пригодные в существующих условиях и учитывать особенности работы материалов с разными видами нагрузок.

Материал хорошо работает на сжатие, а расчётное сопротивление растяжению у бетона на порядок хуже. Поэтому нужно избегать внецентренных нагрузок и изгибающих моментов.

» Показатели и методы тестирования расчетного сопротивления бетона

Строители знают, что прочностные характеристики бетонного раствора могут отличаться в пределах всех образцов, которые используются для тестирования смеси одной партии. Это связано с тем, что бетон является неоднородной массой. И как бы вы не старались хорошо его смешать, стопроцентной равномерности распределения компонентов добиться невозможно.

Поэтому вопрос, как рассчитать прочность бетонной смеси, встает в этой ситуации сам собой. Для этого обычно используют так называемые расчетные значения. И в данном конкретном случае это будет расчетное сопротивление бетона.

Характеристики

Неспециалист в области строительства может не понять, по какому принципу разделяются характеристики бетона (имеются в виду прочностные). То есть, что такое расчетные значения, а что такое нормативные.

Так вот, расчетные показатели должны быть ниже фактических, которые определяются прочностью готовой конструкции. А сами фактические показатели и являются нормативными. Взаимосвязь между двумя показателями прямая.

Нормативные показатели

До 1984 года качество бетона определялось одним единственным показателем (характеристикой) – это его прочность, которая обозначалась буквой «М». Данный показатель определял временную устойчивость бетонного раствора на сжатие. С 2001 года специалисты ввели новый норматив (СНиП 2.03.01), который вводил новое разделение бетона по классам. В основе этой классификации лежала прочность по осевому сжатию.

По сути, данная характеристика определялась сопротивлением бетона сжатию. Тестирование, как обычно, проводилось на эталонных кубах из бетонного раствора размерами 15×15х15 см. При этом точность проводимого теста доходила до 95%. То есть вероятность риска всего лишь 5%.

Обратите внимание, что в расчетах не используется средняя величина полученных результатов. Все дело в том, что в данном случае присутствует вероятность 50/50, что в опасном месте конструкции прочность бетона окажется ниже средней.

Нижнюю величину тестирования также брать не стоит. Это обязательно приведет к увеличению стоимости бетонных работ за счет использования бетона высокой марки и увеличения размеров самой конструкции. Поэтому прочность бетона сегодня определяется его классом. Кстати, обозначается класс буквой «В». Но не забывайте, что учитывается не только сопротивление бетона сжатию, но и устойчивость к растяжению. Чтобы не быть голословными, приведем таблицу взаимосвязи класса бетона и показателя устойчивости к растяжению.

Класс бетона	Устойчивость к растяжению, МПа
В3,5	0,39
В5	0,55
В7	0,7
В10	0,85

Из таблицы видно, что чем выше класс материала, тем выше показатель устойчивости к растяжению.

Расчетные показатели

Выше уже говорилось о том, что для обеспечения надежности бетонной конструкции необходимо выполнить расчет, в который закладывается определенный запас прочности. Так вот, именно этот запас и является гарантией прочности. Чтобы его получить, необходимо удельное сопротивление бетонной смеси разделить на определенный коэффициент. Обычно этот коэффициент имеет показатель 1,3. Но при расчетах нередко учитывается однородность самого раствора. И чем она ниже, тем выше коэффициент.

Еще одна таблица соответствия класса материала расчетному сопротивлению бетона. Нет необходимости сегодня проводить расчеты. Все давно рассчитано и занесено в таблицы, которые находятся в свободном доступе.

Класс бетона	Устойчивость к осевому сжатию, МПа
В3,5	2,1
В5	2,8
В7,5	4,5
В10	6
В12	7,5
В15	8,5
В20	11,5

Виды тестирования образцов

Начнем с того, что прочностные характеристики бетона определяются его классом и маркой. Но чем отличаются эти два термина друг от друга? Отличие одно – марка не учитывает колебания характеристики прочности по всему объему бетонного раствора в конструкции. Класс это учитывает.

Поэтому самым важным показателем является прочность при сжатии. А расчетное сопротивление бетона сжатию является его основным свойством.

Но тут нормативные характеристики определяются тестами, в которых используются опытные образцы в виде кубиков или призм. Об этом уже упоминалось выше.

Кубиковая прочность

Что показывают опыты? Оказывается, что использование опытных образцов разных размеров и форм дают разные показатели, которые сильно расходятся с номиналом.

К примеру, если прочность раствора, залитого в куб с размерами 150×150х150 мм (это так называемый базовый кубик), равна определенному показателю, обозначим его буквой «R», то при использовании куба с размерами 200×200х200 мм прочность материала падает на 7%. То есть становится равной 0,93R. Уменьшая размеры куба до 100×100х100 мм, получаем значение прочности – 1,1R.

Призменная прочность

Но самое главное то, что бетонные конструкции, используемые в строительстве, далеки от форм куба. Так что при определении прочностных характеристик лучше всего использовать тестирование с помощью призмы. Опыты показали, что призменная прочность ниже, чем кубиковая. Но она уменьшается и в том случае, если высота призмы увеличивается.

Специалисты говорят о том, что оптимальный вариант для определения расчетного сопротивления бетона – это использовать призму, в которой соотношение ее высоты к ребру основания равно 4. При этом нормативное сопротивление бетона стабилизируется, и если сравнивать его с кубиковым показателем по сжатию, то оно меньше приблизительно на 25%.

То есть получается так, что для опытных кубиков оптимальный размер 150×150х150 мм, а для призм соотношение высоты и ребра должно быть равно 4. Почему уменьшается показатель прочности с изменением размеров испытуемых образцов? Все дело в силе трения, которая действует по торцам образцов. И чем больше размеры, тем ниже сила трения.

Условия тестирования

Бетонный раствор заливается в подготовленные формы – куб или призма. При этом тестирование должно производиться при положительной температуре 18-20 C°. Затвердевшие изделия должны простоять 28 дней, в течение этого времени они приобретут заявленную марочную прочность.

После чего образцы устанавливают на пресс, где и производится осевое сжатие. Все показания записываются. Для расчетного сопротивления бетона на растяжение или сжатие берется максимальный показатель. После чего полученный результат умножается на коэффициент. Как уже было сказано выше, для прочности по сжатию берется коэффициент 1,3, по растяжению – 1,5.

Таким образом, получается расчетное сопротивление или нормативное.

Другие варианты испытаний

Есть еще два способа испытать бетон на прочность и устойчивость к сжатию и растяжению.

1. С помощью кернов.
2. С помощью специальных инструментов.

Первый из двух способов самый трудоемкий и сложный в исполнении. Для этого необходимо из уже готовой бетонной конструкции выбурить керн (конусовидный образец), который подвергается тем же испытаниям на прессе, что куб и призма. Используют его сегодня редко, потому что нарушение целостности конструкции, снижает ее прочность и надежность.

Тестирование с помощью инструментов

Второй вариант связан с использование специальных градуированных инструментов (к примеру, молоток Кашкарова). С их помощью напрямую определить прочность изделия невозможно. Для этого тестируется бетонная конструкция на основе ее других свойств, которые переводятся в прочностные показатели. Здесь несколько методов.

1. Метод пластической деформации.
2. Способ отскока.
3. Ударного импульса.
4. Скалывание с учетом отрыва куска от массы бетонного раствора.
5. Отрыв стальных дисков.
6. Ультразвук.

Метод деформации и отскока

К первому варианту, кстати, относится определение прочности молотком Кашкарова. Им ударяют по бетонной поверхности, где остается от стального шарика след (углубление). Размеры следа и переводят в прочностные характеристики. Для чего используется специальная таблица.

Во втором варианте используется склерометр Шмидта. При этом учитывается расстояние отскока рабочего органа инструмента от испытуемой поверхности.

Измерение импульса и скалывание

Третий вариант основан на измерении выделяемой энергии при ударе рабочего органа инструмента о бетонную поверхность конструкции. На сегодняшний день это самый распространенный вариант определения прочности бетона и его сопротивления, который используется в России. Чаще всего для этого применяется прибор ИПС.

Четвертый вариант основан на определении силы, прикладываемой к ребру конструкции. Максимальное ее значение при отрыве куска от массы и определяет сопротивление бетонной конструкции. Прилагать усилие можно не только к ребру. Можно в плоскость забить анкер и прилагать усилия к нему.

Применение стальных дисков и ультразвука

Пятый вариант. Для этого к поверхности изделия крепится стальной диск, который отрывается от него. При этом составляется соотношение площадей отрыва плоскости и самого диска. Скажем прямо, не самый эффективный способ.

Шестой – это использование ультразвука. Скорость прохождения его сквозь массу бетона определяет сопротивление последнего. Этот вариант дает возможность определить характеристики материала не только на поверхностных слоях, но и внутри по всей массе.

Что такое сопротивление бетона на сжатие и растяжение?

Содержание статьи:

Бетон – высокопрочный строительный материал. Поэтому любое изделие из бетонного раствора должно сохранять свои показатели прочности и износоустойчивости в течение всего эксплуатационного срока. Таким образом, расчет показателей сопротивления БСГ на сжатие и растяжение позволяет обеспечить максимальную долговечность и износостойкость изделия.

Расчетное сопротивление – что это такое?

Стоит обратить внимание, что бетон – неоднородный по своей структуре материал, что обусловлено характеристиками используемых компонентов. Прочность образцов, изготовленных из одинаковой смеси может быть абсолютно разной. По этой причине строителями определяются расчетные данные, позволяющие вычислить сопротивление БСГ на сжатие и растяжение. Для вычисления используются специальные таблицы и нормативные показатели. Коэффициент сопротивления стройматериала вычисляется за счет разделения нормативных сопротивлений на отдельные показатели.

Определяя прочность конструктивных элементов, учитываются такие критерии, как:

• многократность нагрузок;
• длительность воздействия нагрузок;
• особенности производства изделия;
• параметры конструктивного элемента и т. д.

Чтобы упростить процесс вычисления, производители используют коэффициенты, в которых указывается устойчивость бетона к износу, его прочность. Такие значения зависят от нормативных показателей, и называются расчетными.

Основным показателем сопротивления бетона на сжатие и растяжение считается класс бетона. Данная характеристика идентифицирует нормативное сопротивление образца осевому сжатию. Стоимость бетона увеличивается относительно его класса, т.к. чем выше класс бетона тем выше его стоимость. Также учитывается способность бетонного изделия к устойчивости на растяжение (усредненные показатели указываются в таблице ГОСТа).

Особенности расчета

Для обеспечения надежности и долговечности изделий, показатели рассчитываются с запасом. При этом, учитывается удельное сопротивление изделий, которое делится на коэффициент прочности по формуле R = Rn /g, где g – прочностная характеристика. Величина коэффициента определяется за счет однородности строительного материала.

Некоторые классы бетона из нашего каталога

Сопротивление бетона

Сопротивление бетона на сжатие и растяжение

СП 63.13330.2012

6.1.11 Расчетные значения сопротивления бетона осевому сжатию R_bи осевому растяжению R_btопределяют по формулам:

Значения коэффициента надежности по бетону при сжатии γ_bпринимают равными:

для расчета по предельным состояниям первой группы:

1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

1,5 — для ячеистого бетона;

для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.

Значения коэффициента надежности по бетону при растяжении γ_btпринимают равными:

для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на сжатие:

1,5 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

2,3 — для ячеистого бетона;

для расчета по предельным состояниям первой группы при назначении класса бетона по прочности на растяжение:

1,3 — для тяжелого, мелкозернистого, напрягающего и легкого бетонов;

для расчета по предельным состояниям второй группы: 1,0.

Расчетные значения сопротивления бетона R_b, R_bt, R_b,ser, R_bt,ser(с округлением) в зависимости от класса бетона по прочности на сжатие и осевое растяжение приведены: для предельных состояний первой группы — в таблицах 6.8, 6.9, второй группы — в таблице 6.7.

 

Таблица 6.7

Вид	Бетон	Нормативные сопротивления бетона Rb,n, Rbt,n, МПа, и расчетные сопротивления бетона для предельных состояний второй группы Rb,serи Rbt,ser, МПа, при классе бетона по 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 (призменная прочность) Rb,n, Rb,ser	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 Rbt,n и Rbt,ser	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	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Примечания 1 Значения сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10 %. 2 Для мелкозернистого бетона на песке с модулем крупности 2,0 и менее, а также для легкого бетона на мелком пористом заполнителе значения расчетных сопротивлений Rbt,n, Rbt,serследует принимать с умножением на коэффициент 0,8. 3 Для поризованного бетона, а также для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения расчетных сопротивлений Rbt,n, Rbt,serследует принимать как для легкого бетона с умножением на коэффициент 0,7. 4 Для напрягающего бетона значения Rbt,n, Rbt,serследует принимать с умножением на коэффициент 1,2.

Таблица 6.8

Вид	Бетон	Расчетные сопротивления бетона Rb, Rbt, МПа, для предельных состояний первой группы при классе бетона по прочности на сжатие
		В1,5	В2	В2,5	В3,5	В5	В7,5	В10	В12,5	В15	В20	В25	в30	B35	В40	В45	В50	В55	В60	В70	В80	В90	В100
Сжатие осевое (призменная прочность)	Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий	—	—	—	2,1	2,8	4,5	6,0	7,5	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	25,0	27,5	30,0	33,0	37,0	41,0	44,0	47,5
	Легкий	—	—	1,5	2,1	2,8	4,5	6,0	7,5	8,5	11,5	14,5	17,0	19,5	22,0	—	—	—	—	—	—	—	—
	Ячеистый	0,95	1,3	1,6	2,2	3,1	4,6	6,0	7,0	7,7	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Растяжение осевое	Тяжелый, мелкозернистый и напрягающий	—	—	—	0,26	0,37	0,48	0,56	0,66	0,75	0,90	1,05	1,15	1,30	1,40	1,50	1,60	1,70	1,80	1,90	2,10	2,15	2,20
	Легкий	—	—	0,20	0,26	0,37	0,48	0,56	0,66	0,75	0,90	1,05	1,15	1,30	1,40	—	—	—	—	—	—	—	—
	Ячеистый	0,09	0,12	0,14	0,18	0,24	0,28	0,39	0,44	0,46	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
Примечания 1 Значения сопротивлений приведены для ячеистого бетона средней влажностью 10 %. 2 Для мелкозернистого бетона на песке с модулем крупности 2,0 и менее, а также для легкого бетона на мелком пористом заполнителе значения расчетных сопротивлений Rbtследует принимать с умножением на коэффициент 0,8. 3 Для поризованного бетона, а также для керамзитоперлитобетона на вспученном перлитовом песке значения расчетных сопротивлений Rbtследует принимать как для легкого бетона с умножением на коэффициент 0.7. 4 Для напрягающего бетона значения Rbtследует принимать с умножением на коэффициент 1,2. 5 Для тяжелых бетонов классов В70 — В100 расчетные значения сопротивления осевому сжатию Rbи осевому растяжению Rbtприняты с учетом дополнительного понижающего коэффициента γb,br, учитывающего увеличение хрупкости высокопрочных бетонов в связи с уменьшением деформаций ползучести и равного , где В — класс бетона по прочности на сжатие.

Таблица 6.9

Вид сопротивления	Бетон	Расчетные значения сопротивления бетона для предельных состояний первой группы Rbt, МПа, при классе бетона по прочности на осевое растяжение
		Вt 0,8	Вt 1,2	Вt 1,6	Вt 2,0	Вt 2,4	Вt 2,8	Вt 3,2
Растяжение осевое Rbt	Тяжелый, мелкозернистый, напрягающий и легкий	0,62	0,93	1,25	1,55	1,85	2,15	2,45

 

Расчетное сопротивление бетона: особенности сопротивляемости

Как известно, бетон является весьма неоднородным материалом, в результате его показатели прочности могут существенно отличаться даже в пределах нескольких опытных образцов, изготовленных из одной смеси. Но, как в таком случае рассчитать прочность бетонной конструкции, к примеру, на сжатие? Для этого используют расчетные значения, в данном случае это будет расчетное сопротивление бетона сжатию.

Далее мы рассмотрим, что такое расчетные характеристики и как их узнать, а также ознакомимся с некоторыми другими параметрами данного материала.

Неоднородная бетонная поверхность

Как получить расчетное сопротивление

Для обеспечения достаточной надежности бетонных конструкций, при выполнении расчетов, используют такие значения прочности бетонного материала, которые в большинстве случаев ниже фактических показателей в конструкциях. Эти значения называют расчетными, соответственно, они напрямую зависят от фактических или по-другому – нормативных значений.

Нормативные характеристики

Еще совсем недавно (до 1984 г) единственной характеристикой прочности бетона была его марка (М). Этот параметр обозначает среднюю временную устойчивость материала на сжатие. Но, с появлением СНиП 2.03.01 были также введены классы по прочности на сжатие.

По сути, класс является нормативным сопротивление осевому сжатию эталонных кубов размером 15х15х15 см с обеспеченностью 0,95 или гарантированной доверительной вероятностью 95%, и риском 5 процентов. Надо сказать, что в данном случае брать среднюю крепость рискованно, так как имеется 50 процентов вероятности того, что в опасном сечении конструкции она окажется ниже средней.

В то же время брать за основу минимальный показатель слишком накладно, так как это приведет к существенному неоправданному увеличению сечения конструкции.

На фото — бетонная конструкция

Таким образом, основным параметром прочности в нашем случае является класс. Но, помимо осевого сжатия, важной характеристикой является еще и осевое растяжение. Устойчивость к осевому растяжению (если этот параметр не контролируется) определяют в зависимости от класса B:

Класс	B10	B7,5	B5	B3,5
Устойчивость к осевому растяжению (МПа)	0,85	0,70	0,55	0,39

Совет!
Чем выше класс материала, тем выше его цена .
Поэтому нецелесообразно возводить конструкции с необоснованным запасом прочности.

Расчетные характеристики

Как уже было сказано выше, для обеспечения надежности конструкций, выполняют расчет с определенным запасом прочности. Чтобы получить этот запас, удельное сопротивление бетона делят на определенный коэффициент, и таким образом данный показатель при расчетах уменьшают.

Определение фактического коэффициента прочности

Расчетное сопротивления бетона растяжению или сжатию можно вычислить по следующей формуле — R= Rn /g, где g – является коэффициентом надежности по прочности. Обычно данное значение составляет 1,3. Однако, чем менее однородный массив, тем этот коэффициент больше.

Правда, выполнять расчет не обязательно, так как получить нужные значения позволяет таблица расчетного сопротивления бетона сжатию и растяжению:

	B20	B15	B12,5	B10	B7,5	B5	B3,5
Устойчивость к осевому сжатию (МПа)	11,5	8,5	7,5	6	4,5	2,8	2,1
Устойчивость к осевому растяжению (МПа)	0,90	0,75	0,66	0,57	0,48	0,37	0,26

Алмазная резка бетонной поверхности

Совет!
В результате высокой прочности бетонных изделий, их механическая обработка вызывает определенные сложности.
Чтобы упростить эту процедуру, используют электроинструмент с алмазными насадками.
В частности, строителями зачастую выполняется резка железобетона алмазными кругами, или же алмазное бурение отверстий в бетоне, а также алмазная шлифовка бетонных поверхностей.

Определение электрического сопротивления опытного образца

Прочие характеристики

Помимо вышерассмотренных параметров, при выполнении некоторых расчетов, требуются и другие характеристики бетона.

Далее мы рассмотрим некоторые из них:

• Удельное электрическое сопротивление бетона (p)- является сопротивлением прохождению электрического тока через бетонный кубик размером 1х1х1 см. На данный параметр жидкой фазы влияет содержание щелочей в цементе и соотношение жидкости. В зависимости от этого, значение может меняться в пределах от 4 до 20 Ом.
  Определение этой характеристики может потребоваться при организации своими руками обогрева раствора электродами. Чем выше это значение тем, соответственно, масса нагревается сильней.
• Водопроницаемость – данный параметр обозначает наибольшее давление воды, которому может противостоять материал, т.е. при которых вода не может просочиться сквозь бетонный образец. По водонепроницаемости существуют марки W2-W20, цифры марки при этом говорят о давлении в кгс/см2, при котором структура способна противостоять воде.
• Воздухонепроницаемость – данная характеристика зависит от плотности структуры. Сопротивление бетона прониканию воздуха по ГОСТу 12730.5-84 может составлять 3,1-130,2 с/см3, в зависимости от его марки по водопроницаемости.
• Морозостойкость – способность переносить многократные циклы замерзания и оттаивания без потери основных свойств. Существуют марки с градацией от F50 до F1000, где цифры обозначают количество циклов замерзания/оттаивания, которые способен выдержать материал. На практике, среднестатистическая морозостойкость в обычном строительстве находится в пределах F100-F200.
• Теплопроводность – является одним из важнейших параметров ограждающих конструкций, который зависит от плотности структуры. Чем больше ее пористость, тем меньше теплопроводность, так как воздух, заполняющий поры, является отличным теплоизолятором. При плотности при плотности 1200 кг/м3, теплопроводность материала составляет 0,52 Вт/(м-°С).
  Поэтому в качестве теплоизоляционных материалов используют легкие газо- или пенобетонные блоки, которые имеют пористую структуру.

Определение водо- и воздухопроницаемости материала

Вывод

Расчетное сопротивление является крайне важным параметром при проектировании ответственных несущих конструкций. Инструкция по расчету этих значений довольно простая и сводится к занижению нормативных характеристик, путем их деления на соответствующие коэффициенты.

Из видео в этой статье можно получить дополнительную информацию по данной теме.

Прочность бетона на сжатие | Определение, важность, приложения

Прочность бетона на сжатие составляет около 4000 фунтов на квадратный дюйм.

Определение

Прочность бетона на сжатие — это прочность затвердевшего бетона, измеренная при испытании на сжатие. Прочность бетона на сжатие — это мера способности бетона противостоять нагрузкам, которые стремятся его сжать.Он измеряется путем раздавливания цилиндрических образцов бетона в машине для испытаний на сжатие.

См. Также : Процедура испытания бетона на сжатие

Таблица: Прочность на сжатие различных бетонных смесей

Прочность на сжатие бетона может быть рассчитана путем деления разрушающей нагрузки на площадь поперечного сечения, выдерживающего эту нагрузку, и выраженных в фунтах на квадратный дюйм в обычных единицах США и мегапаскалях (МПа) в единицах СИ. . Требования к прочности бетона на сжатие могут варьироваться от 2500 фунтов на квадратный дюйм (17 МПа) для жилого бетона до 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа) и выше в коммерческих структурах.Для определенных применений указаны более высокие значения прочности до и выше 10 000 фунтов на кв. Дюйм (70 МПа).

Важность определения прочности на сжатие:

Результаты прочности на сжатие в первую очередь используются для определения того, что бетонная смесь, поставленная на строительную площадку, соответствует требованиям указанной прочности, fc ‘, в рабочих характеристиках. Цилиндры, испытанные на предмет приемки и контроля качества, производятся и отверждаются в соответствии с процедурами, описанными для образцов стандартного отверждения в ASTM C-31 (который является стандартной практикой изготовления и отверждения бетонных образцов для испытаний в полевых условиях).Для оценки прочности бетона на месте ASTM C-31 предоставляет процедуры для образцов, отвержденных в полевых условиях. Цилиндрические образцы испытываются в соответствии со стандартом ASTM C-39 (который является стандартным методом испытаний на прочность цилиндрических бетонных образцов на сжатие).

Результат испытания — это среднее значение по крайней мере двух образцов прочности стандартного отверждения, изготовленных из одной и той же партии бетона и испытанных в одном и том же возрасте. В большинстве случаев требования к прочности бетона составляют 28 дней.

Получение данных по прочности на сжатие:

Инженеры-конструкторы используют указанную прочность для проектирования элементов конструкций.Эта указанная прочность включается в документы подряда и называется расчетной прочностью бетона. Бетонная смесь предназначена для получения средней прочности fc ‘выше указанной прочности, так что риск несоблюдения спецификации прочности сводится к минимуму. Чтобы соответствовать требованиям к прочности, указанным в спецификации работы, применяются следующие критерии приемки:

1. Среднее значение трех последовательных испытаний должно быть равно указанной прочности fc ‘или превышать ее.
2. Ни одно испытание на прочность не должно падать ниже fc ‘более чем на 500 фунтов на квадратный дюйм (3,45 МПа) или более чем на 0,10fc’, когда fc ‘составляет более 5000 фунтов на квадратный дюйм (35 МПа).

Важно понимать, что падение отдельного теста ниже fc ‘не обязательно означает, что тест не прошел и спецификации не соответствовали требованиям. Когда среднее значение испытаний на прочность соответствует требуемой средней прочности fc ‘, вероятность того, что отдельные испытания на прочность будут меньше указанной прочности, составляет около 10%, и это учитывается в критериях приемки.

Когда результаты испытаний на прочность показывают, что бетон не соответствует требованиям спецификации, важно понимать, что разрушение бетона также может быть вызвано процедурой испытания. Это особенно верно, если изготовление, обращение, отверждение и испытания баллонов не проводятся в соответствии со стандартными процедурами.

Прочность бетонных кубов на сжатие Видео

Сообщите нам в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!

Прочность бетона на сжатие и испытания бетона

Прочность бетона на сжатие и испытания бетона должны быть известны при проектировании конструкций.Прочность на сжатие сначала проверяется путем расчета смеси, чтобы убедиться, что марка бетона, учитываемая при проектировании конструкции, была достигнута. Испытания бетонных кубов или цилиндров проводятся для проверки развития прочности бетона.

Другими словами, мы тестируем бетон, чтобы проверить, достиг ли он или развился за пределы характеристической прочности бетона , принятой в проекте.

По результатам испытаний можно проверить соответствие требованиям соответствующих стандартов.В этой статье мы обсуждаем методы, предусмотренные в BS 5328 и BS EN 206-1. В этой статье рассматриваются следующие области.

• Нормы отбора проб бетона
• Метод отливки бетонных кубиков / цилиндров
• Испытания бетонных кубов и цилиндров
• Критерии соответствия согласно BS 5328
• 9rit0007 Критерии соответствия EN 206-1

Скорость отбора проб бетона

Скорость отбора проб зависит от количества бетона , заливаемого в конкретный бетон.Для бетона меньшего размера частота отбора проб выше по сравнению с бетоном большого объема.

Следующая таблица извлечена из BS 5328: Часть 1 указывает нормы, которые следует учитывать при отборе проб бетона.

Обычно объем бетона зависит от типа бетонируемых элементов. Следовательно, описанный выше метод можно использовать для всех типов элементов.

Существует два типа отливок испытательных образцов.

1. Образец с двумя кубиками / цилиндрами
2. Образец с тремя кубами / цилиндрами.

Оба метода общие в строительстве. Однако в больших конструкциях чаще всего можно наблюдать метод двух кубов.

Метод литья кубов / цилиндров

Давайте посмотрим на размеры кубов и цилиндров для испытаний бетона

• Куб — 150 мм x 150 мм x 150 мм
• Цилиндр — диаметр 150 мм и высота 300 мм

Следующая процедура может быть использовались для отливки тестовых образцов

• Собрать случайные образцы.Сбор может производиться на основе результатов теста на просадку и на основе случайного метода. Например, если частота выборки составляет 20 м ³ и каждая дорожка содержит 5 м ³ , то будет четыре дорожки. Если в этом нет сомнений, инженер может случайным образом выбрать сэмплы из этих четырех треков.
• Залить бетон в кубики в 3 слоя.
• Каждый слой должен быть уплотнен 35Nos. ударов.

• После уплотнения обработайте верхнюю поверхность затиркой.
• Через 24 часа осторожно извлеките образец из формы, не повредив его.
• Необходимый идентификационный номер или обозначение должны быть нанесены на куб для справки.
• Образцы должны быть погружены в чистую воду до тех пор, пока они не будут взяты на испытания. Это стандартный метод отверждения, который использовался при испытании бетона.
• В зависимости от количества отлитых для образца образцов, испытания можно провести через 7 или 28 дней.
• Если есть быстротвердеющий бетон там, где требуется ранний набор прочности, испытания могут быть проведены раньше, чем за 7 дней, в зависимости от проекта.
• Кроме того, существуют бетоны с низким набором прочности, которые проходят испытания в течение 28 и 56 дней. Эти испытания должны проводиться в соответствии с конкретной спецификацией проекта.

Влияние продолжительности отверждения в воде на прочность бетона

Отверждение в воде , и время отверждения , оказывают значительное влияние на достижение прочности бетона. Кроме того, отверждение влияет на долговечность бетона .

Эффект влажного отверждения можно выразить следующим образом.

• Обеспечение немедленного высыхания бетона до достижения только 40% прочности
• Трехдневное отверждение увеличивает прочность только до 60%
• Отверждение за 7 дней увеличивает прочность до 75%
• Отверждение в воде за 28 дней увеличивает прочность до 95 %.

Эти факты показали важность сохранения влажности бетона для достижения необходимой прочности.

Что еще более важно, тестовые кубы хранятся под водой до тех пор, пока они не начнут тестировать.Таким образом, они получают максимальное лечение. Однако во время строительства бетон в большинстве случаев не застывает в указанные выше сроки. Следовательно, ожидаемая прочность не может быть развита в реальных условиях в течение 28 дней.

Кроме того, существует определенных рисков, когда подопытные детеныши незначительно достигают требуемой силы, поскольку на участке она не могла развиться из-за отсутствия лечения . Поэтому при проверке результатов тестового куба следует проявлять должную осторожность.

Тестирование бетона — кубики и цилиндры

Как обсуждалось выше, сроки тестирования будут варьироваться от проекта к проекту, хотя обычно они проходят через 7 дней и 28 дней.Бетонные испытания проводятся, чтобы убедиться в соблюдении предполагаемой характеристической прочности при проектировании.

Что такое прочность на сжатие?

Прочность бетона при сжимающей нагрузке. Давление с точки зрения напряжения измеряется, чтобы определить напряжение сжатия, которое может выдержать бетон.

Почему важна прочность на сжатие?

Прочность на сжатие — это параметр, который представляет бетон в конструкции конструкции. В основном в смеси присутствуют два материала, такие как бетон и сталь.Поэтому знание прочности на сжатие крайне важно для дизайнера.

Факторы, влияющие на прочность бетона на сжатие

Существует множество факторов, влияющих на прочность бетона. Семь из них перечислены ниже.

• Качество материалов, таких как цемент, крупный заполнитель, мелкозернистый заполнитель и вода

• Вода Цементный раствор
• Воздухововлечение
• Совокупное предложение (грубое: мелкое)
• Отношение заполнителя к цементу
• Использование добавок
• Период отверждения
• Время после бетонирования

Процедура испытания

• Убедитесь, что испытательный куб или цилиндр сухой
• Измерьте вес образца
• Поместите образец в опорные плиты машины как показано на следующем рисунке

• Правильно совместите пластину с осью нагрузки.Сохраняйте точность ± 1% от размера образца между центральной осью образца и нижней пластиной.
• Постепенно увеличивайте нагрузку, пока она не выйдет из строя. Скорость нагружения составляет 0,6 ± 0,2 Н / мм ² / с
• Запишите максимальное усилие от машины

Такая же процедура применяется и при испытании бетонных цилиндров.

Прочность на сжатие можно рассчитать по следующему уравнению

Прочность на сжатие = приложенная максимальная нагрузка / площадь верхней поверхности образца

Метод разрушения

Метод разрушения куба или цилиндра учитывается при получении результатов дано.Если куб или цилиндр вышли из строя, испытательный образец не принимается во внимание.

Следующие критерии, приведенные в BS EN 12309-3, могут использоваться для определения удовлетворительных / неудовлетворительных режимов отказа.

Удовлетворительное разрушение бетона

Неудовлетворительное разрушение образцов куба

Удовлетворительное разрушение образцов цилиндра

Неудовлетворительное разрушение 9000 образцов цилиндра 9000 очень важно после испытания

9000 образцов

перед испытанием учитывая прочность образца в результате.

Критерии соответствия согласно BS 5328 Часть 4

Следующая информация сведена в таблицу согласно информации BS 5328 Part 4.

Вышеупомянутые критерии соответствия могут быть дополнительно объяснены следующим образом.

Рассмотрим прочность куба f _cu как C35, и доступны три последовательных результата испытаний.

Критерии B

f _cui ≥ f _cu — 3

Пример;

f _cui ≥ 35-3 = 32 Н / мм ²

Критерий A для 3 последовательных результатов испытаний

f _cum3 ≥ f _cu + 2

Пример;

f _cum3 ≥ 35 + 2 = 37 Н / мм ²

Критерии соответствия согласно BS EN 206-1: 2000

Приведены следующие критерии соответствия.

Приведенные выше критерии можно пояснить следующим образом.

Начальное производство

Рассмотрим бетон как C28 / 35

Индивидуальные критерии

f _ci ≥ f _ck -4

Пример

f _{35 — 4 31 Н / мм ²}

Среднее значение трех последовательных результатов испытаний

f _см3 ≥ f _ck + 4

Пример

f _см3 ≥ 35 + 4 = 39 Н / мм ²

Критерии соответствия согласно BS EN 206: 2013

Следующие рекомендации приведены для критериев соответствия.

Высокопрочный бетон

Высокопрочный бетон Высокопрочный Бетон

Высококачественный бетон — это термин используется для описания бетона с особыми свойствами, не относящимися к нормальным конкретный. Высокая производительность означает, что бетон имеет одну или несколько из следующих характеристик: следующие свойства: низкая усадка, низкая проницаемость, высокий модуль упругости эластичность, или высокая прочность. По словам Генри Рассела, ACI определяет высокий бетон как «бетон, отвечающий особым характеристикам и однородности требования, которые не всегда могут быть выполнены в обычном порядке с использованием только обычных материалы и обычные методы смешивания, размещения и отверждения.Требования может включать улучшения размещения и уплотнения без сегрегации, длительные механические свойства, ранняя прочность, вязкость, объем стабильность или срок службы в суровых условиях »(Concrete International, п. 63). Под высокопрочным бетоном обычно понимается бетон с прочность на сжатие 28-дневного цилиндра превышает 6000 фунтов на квадратный дюйм или 42 МПа. В более общем смысле, бетон с прочностью на одноосное сжатие более чем то, что обычно получается в данном географическом регионе, считается высокопрочным, хотя предыдущие ценности широко признаны.Сильные стороны до 20000 фунтов на квадратный дюйм (140 МПа) использовались в различных приложениях . Лаборатории показали прочность, приближающуюся к 60000 фунтов на квадратный дюйм (480 МПа).

Высокопрочный бетон может противостоять нагрузки, которые не может выдержать бетон нормальной прочности. Несколько отчетливых преимуществ и недостатки можно проанализировать. Важно учитывать все побочные результаты выбора высокопрочного бетона, так как особые необходимо учитывать не только прочностные характеристики.

Если принято решение использовать высокопрочные, высокопрочный бетон, смесь Процесс проектирования и производства может начаться. Используемые материалы и концепции, связанные с повышением прочности бетона, должны быть четко разобрались с целью получения желаемых свойств. Тестирование — это неотъемлемая шаг в производственном процессе, поскольку исследования контроля качества показывают, что небольшие изменения пропорций смеси могут привести к большим изменениям в прочность бетона на сжатие.Когда расчет дизайна завершен, смешивание можно начинать с дополнительным учетом удобоукладываемости и сопутствующие свойства смеси.

Как только высокопрочный бетон размещен, упрочненного бетона, свойства можно предсказать в дополнение к его особым характеристикам. Несколько из свойства немного отличаются от бетона с меньшей прочностью, а некоторые различаются более значительно. Чтобы проверить производительность высокопрочных бетон на практике, несколько тематических исследований можно исследовать.

Список полезных ссылок исследуя тему высокопрочного бетона, нажмите здесь .

Что такое прочность на сжатие? — Matmatch

Прочность на сжатие относится к способности определенного материала или элемента конструкции выдерживать нагрузки , которые уменьшают размер этого материала или элемента конструкции при применении. Сила прикладывается к верхней и нижней части испытуемого образца до тех пор, пока образец не сломается или не деформируется .

Материалы, такие как бетон и горная порода , часто оцениваются с помощью испытания на прочность на сжатие, и в этих случаях происходит разрушение.

Такие материалы, как , сталь , также могут быть испытаны на прочность на сжатие, а в случае пластичных материалов, как правило, имеет место деформация. Первоначально пластичный материал будет воспринимать приложенную нагрузку, регулируя его внутреннюю структуру — процесс, называемый пластическим течением.

Когда деформация концентрируется в одной области, пластический поток прекращается, и материал разрушается.Для пластичных металлов предел прочности обычно является предпочтительным показателем для измерения и сравнения. Это связано с тем, что растягивающее напряжение измеряет силы, необходимые для разрыва материала, что лучше подходит для явления пластического течения.

Как измеряется прочность на сжатие?

Прочность бетона на сжатие часто проверяется, чтобы оценить, соответствует ли фактическая бетонная смесь требованиям проектной спецификации. Испытания обычно проводятся в лабораториях дозирования .

Для проведения испытания на прочность на сжатие небольшой образец бетонной смеси сначала отливают в форме куба или цилиндра и выдерживают в течение 28 дней. Для образцов бетона, содержащих дополнительный материал, рекомендуется более длительное время отверждения — 56 дней. Если инженер-проектировщик хочет протестировать существующую конструкцию , то из этой конструкции берутся пробуренные образцы керна .

Затем образец помещают между двумя плитами машины для испытания бетона , и к противоположным сторонам образца прикладывают нагрузку до тех пор, пока он не сломается.Скорость нагружения важна, поскольку слишком низкая скорость нагружения может вызвать ползучесть.

Факторы

, такие как пропорции смеси , водоцементное соотношение и условия выдержки , влияют на прочность бетона на сжатие.

Формула, используемая для расчета прочности на сжатие:

F = P / A

Где:

F = Прочность на сжатие (МПа)

P = максимальная нагрузка (разрушающая нагрузка), приложенная к образцу (Н)

A = Площадь поперечного сечения образца, выдерживающего нагрузку (мм2)

Стандартные приложения обычно требуют, чтобы бетон соответствовал требованиям прочности на сжатие от 10 МПа до 60 МПа, тогда как для определенных приложений требуется более высокая прочность, и бетонные смеси могут быть спроектированы, отвечающие требованиям прочности 500 МПа.Бетон, отвечающий этому требованию прочности, обозначается как сверхвысокопрочный бетон .

Прочность на сжатие стали и других пластичных материалов можно определить с помощью универсальной испытательной машины . Тестируемый пластичный материал помещают между двумя пластинами уровня, и сжатие происходит до тех пор, пока не будет достигнута определенная нагрузка или пока материал не сломается.

Ключевые измерения , которые будут оцениваться в этом случае, — это максимальное усилие, достигаемое до разрушения, или нагрузка при смещении.Нагрузки прикладываются механически или гидравлически.

Какие материалы имеют самую высокую / самую низкую прочность на сжатие?

В группе хрупких материалов такие материалы, как горная порода, обычно имеют более высокую прочность на сжатие, равную 140 МПа. Более мягкие вариации, такие как песчаник, обычно имеют более низкую прочность на сжатие, около 60 МПа.

Прочность на сжатие пластичных материалов, таких как низкоуглеродистая сталь, используемых для большинства конструкционных целей, составляет около 250 МПа.

Какие области применения требуют высокой / низкой прочности на сжатие?

Что касается бетона, сверхвысокопрочный бетон может использоваться для строительства конструкций, которые должны выдерживать большие нагрузки и напряжения, такие как автомобильные мосты, тогда как для стандартных бытовых мощений бетон может иметь более низкую прочность на сжатие. 30 МПа.

(PDF) ОЦЕНКА ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ БЕТОНА

— если класс прочности бетона на сжатие ≥ C55 / 67 (высокопрочный бетон) и после снятия изоляции

кубики

застыли в смеси (7 дней под водой, затем в условиях окружающей среды). ),

затем:

fcm, cube, test, H  fck, cube / 0,95 + tn × scube, test, HN / mm2

Приложение P стандарта MSZ 4798: 2016 близко к EHE-08: 2008 (испанский национальный документ стандарта проектирования

Еврокод 2) No.14167/2008 Постановление премьер-министра по конструкционному бетону

Приложение 19, пункт 5.1, в соответствии с которым «с помощью статистических критериев необходимо обеспечить, чтобы риск

заказчика в отношении прочности на сжатие бетона, принимающего дефектную поставку

, был обеспечен. , должно быть ниже 45% »(это то, на что ссылается приложение J стандарта EN 206: 2013).

2. ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ ПОЛИРОВАННЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЦИЛИНДРОВ

Приведенные выше соотношения действительны только в том случае, если испытуемые поверхности образцов (кубики или цилиндры

) не полированы.Стандарты издавна относятся к тому, что поверхность

образцов плохой формы подлежит полировке. Но настоящие стандарты

не принимают во внимание развитие технологии полировки за последние два десятилетия. От наждачной бумаги

, медленной полировки до технологии алмазной высокоскоростной полировки

значительно изменилось качество полируемых поверхностей. Те, кто применяет стандарт

, могут неправильно понять текст стандарта.

Рекомендации по полировке в EN 12390-3: 2009, EN 12504-1: 2009,

EN 13791: 2007 и EN 13369: 2013 предназначены только для таких случаев, если образец имеет дефект формы или размера

. Например, согласно приложениям стандарта EN 12390-3: 2009:

— Приложение A: «Когда необходимо уменьшить размер образца, он должен быть отшлифован или

распилен. Предполагаемые несущие поверхности должны быть подготовлены шлифованием или укупоркой.»,

— Приложение B:« Если какой-либо размер больше или меньше 3% от указанного размера, то образец

отклоняется или корректируется »,

— И следующее правило Приложения A не может толковаться так: «В спорных случаях исходным методом должно быть измельчение

. Примечание. Могут использоваться другие методы регулировки, если

они утверждены на предмет измельчения ».

Серьезным недостатком является то, что в этих стандартах не говорится об увеличивающемся влиянии полировки

на измеряемую прочность на сжатие и о необходимости преобразования.К полировке

прочность на сжатие увеличится только виртуально, так как структура бетона

при этом не меняется, меняются только условия испытаний.

Согласно нашему опыту полировка плоскостей сжатия пробуренных образцов

по сравнению с неполированными, распиленными, но не полированными образцами, или с образцами

, подготовленными в опалубке и не закрытыми или закрытыми раствором, увеличится. измеримая прочность на сжатие

, даже если сжатые плоскости были идеально параллельны до полировки

(Таблица 2.). Чем совершеннее полировка сжатых плоскостей, тем ближе она к прижимной пластине

во время испытания, между пластинами воздух полностью раскрывается, и адгезия

между частицами плоскостей имеет все больший и больший эффект. Сила трения сцепления

увеличивается в случае полированной и чистой поверхности, в связи с чем измеренная прочность на сжатие

будет больше. Если сжатая плоскость полированного образца влажная, трение

и измеренная прочность на сжатие могут быть меньше, поскольку тонкая пленка воды

может образовывать скользящий слой.

Низкая прочность бетона на сжатие и сердечники | Журнал Concrete Construction

Вопрос : В одном из недавних проектов у нас были цилиндры малой прочности. Инженер приказал убрать бетон. Мы хотим взять ядра, но нам не разрешают. В лаборатории тестирования говорят, что керны представляют собой проблему, так как бетон старше 28 дней. Как мы можем справиться с этой ситуацией, не удаляя только бетон?

Ответ : Посмотрите свою спецификацию. Обычно коммерческое строительство в У.С. будет ссылаться на ACI 301, спецификацию для конструкционного бетона. В Канаде CSAA 23.1, эквивалент ACI 318, предъявляет аналогичные требования к испытаниям сердечников, включая предположение, что бетон будет иметь определенную скорость разрушения в отношении прочности на сжатие. В частности, что только один результат из 10 будет ниже указанной прочности, и что ни одно среднее из трех последовательных испытаний не упадет ниже указанной прочности без отдельного испытания ниже прочности на сжатие более чем на 500 фунтов на квадратный дюйм или 10%, в зависимости от того, что лучше.

Для достижения этого к бетону предъявляются статистические требования, например, расчетная прочность на сжатие выше указанной. Тем не менее, некоторые сбои можно ожидать, даже если эти требования будут выполнены.

ACI 301 также указывает, что следует делать в случае, если результаты прочности на сжатие сердечников упадут ниже заданной прочности. Бетон, как правило, считается конструктивно адекватным, если среднее значение любых трех ядер соответствует 85% указанной прочности, и ни одно отдельное ядро ​​не составляет менее 75% прочности на сжатие.

Получение и испытание кернов должно выполняться в соответствии с ASTM C 42. Если не указано иное, это испытание требует кондиционирования кернов в течение пяти дней после их получения. Часто ждать слишком долго, и ядра будут сломаны в состоянии «как было получено». Если эти результаты показывают приемлемые характеристики, то это не вызывает серьезных опасений в отношении программы тестирования, поскольку сила будет выше только при кондиционировании. Точно так же, если они значительно ниже критериев приемлемости, проверка условий влажности не имеет значения.Важно то, что если результат показывает отказ, но лишь в незначительной степени, вполне вероятно, что надлежащее кондиционирование влаги приведет к тому, что образцы пройдут.

Часто возникают возражения против использования этих пониженных требований к прочности для сердечников, когда «28-дневная сила не была достигнута, а теперь вы измеряете силу в более старшем возрасте».

индуцирование перелома

Цель взятия керна — оценить, является ли материал на месте структурно адекватным. Буровой керн разрезает крупные частицы заполнителя и может вызвать разрушение.Вот почему существует более низкий стандарт для сердечников по сравнению с испытательными цилиндрами. Точно так же структура будет эксплуатироваться более 28 дней, и аргумент, что 28-я контрольная дата является священной, показывает невежество говорящего.

Конечно, подготовка, обращение и загрузка должны осуществляться в строгом соответствии с ASTM C 42. До недавнего времени это требовало либо крышек для серы, либо торцевого шлифования образцов. Последняя редакция ASTM C 42, выпущенная в октябре 2015 года, позволяет использовать системы укупорки без склеивания, соответствующие ASTM C 1231.

Помните, что для корончатого сверла с номинальным диаметром 4 дюйма требуется стержень диаметром около 3,7 дюйма. Если используется обычная система несвязанного покрытия ASTM C 1231, зазор между краем образца и ограничивающим кольцом не будет соответствовать требованиям, что приведет к смещению в сторону более низкой прочности. Потребуются керны диаметром четыре дюйма, взятые со стволом диаметром 4 1/4 дюйма.

Даже если ASTM C 42 специально не упоминается в спецификации, ACI 301 содержит положения для удаления керна.Это не карточка «выйти из тюрьмы без тюрьмы», но это разумный шаг, указанный инженером записи, и представляет собой следующий шаг, который необходимо предпринять, если тесты цилиндра покажут изменчивость в бетоне.

Кевин Макдональд — президент Beton Consulting Engineers. Пишите по адресу [email protected] или посетите www.betonconsultingeng.com.

УСЛОВИЯ ПРОЧНОСТИ БЕТОННОЙ КЛАДКИ

ВВЕДЕНИЕ

Бетонные элементы кладки могут быть спроектированы одним из нескольких методов в соответствии со Строительными нормами и правилами для каменных конструкций (см.1): эмпирический расчет, расчет прочности или расчет допустимого напряжения. В данном TEK представлен базовый обзор критериев проектирования и требований к бетонным каменным конструкциям, спроектированным с использованием положений по расчету прочности, содержащихся в главе 3 Строительных норм для каменных конструкций издания 2002 г. (также называемых Кодексом MSJC) (ссылка 1) как указано и изменено в Разделе 2108 Международного Строительного Кодекса (IBC) 2003 г. (ссылка 2). Кроме того, изменения в методе расчета прочности включены в Кодекс MSJC издания 2005 г. (см.3) через раздел 2108 Международного строительного кодекса 2006 г. (ссылка 4), а также изменения, включенные в Кодекс MSJC 2008 года (ссылка 5).

Для получения эмпирических требований и требований к расчету допустимых напряжений пользователю следует обратиться к TEK 14-8A, Эмпирический расчет бетонных стен из каменной кладки (ссылка 6) и TEK 14-7A, Расчет с допустимым напряжением бетонной кладки (ссылка 7), соответственно. . Таблицы, диаграммы и дополнительные средства проектирования, специфичные для проектирования различных бетонных элементов кладки, можно найти в других связанных TEK.

Расчет прочности

основан на следующих предположениях проектирования в сочетании с основными принципами инженерной механики (ссылки 1, 3, 5), как показано на рисунке 1 для усиленного элемента:

• Плоские сечения до гибки остаются плоскими после гибки. Следовательно, деформация кладки и арматуры, если она присутствует, прямо пропорциональна расстоянию от нейтральной оси.
• Для неармированной кладки предполагается, что изгибные напряжения в кладке прямо пропорциональны деформации.Для армированной кладки предел прочности кладки не учитывается при расчете изгибной прочности, но учитывается при расчете прогиба.
• Элементы, раствор, цементный раствор и арматура для армированной кирпичной кладки действуют совместно, чтобы противостоять приложенным нагрузкам.
• Номинальная прочность поперечных сечений кладки при комбинированной изгибной и осевой нагрузке определяется применимыми условиями равновесия.
• Максимальное сжимающее напряжение кладки составляет 0,80 f ’ _м как для армированной, так и для неармированной кладки.
• Максимально допустимая деформация ε _mu при крайнем сжатии волокна бетонной кладки составляет 0,0025.
• Для армированной кирпичной кладки напряжения сжатия и растяжения в арматуре ниже заданного предела текучести, f _y , принимаются равными модулю упругости арматуры Es , умноженному на деформацию стали ε _s . Для деформаций, превышающих предел текучести, соответствующий f _y , напряжение в арматуре принимается равным f _y .
• Для армированной кирпичной кладки напряжение сжатия имеет прямоугольную форму и равномерно распределяется по эквивалентной зоне сжатия, ограниченной стороной сжатия кладки с глубиной a = 0,80c.

На основе предписанной расчетной модели, описанной выше, внутреннее распределение напряжений и деформаций показано на рисунке 1 для армированного элемента кладки. Более подробный обзор расчетной модели представлен в Masonry Structures, Behavior and Design (ref.8).

Рисунок 1 — Распределение напряжений и деформаций для расчета прочности армированной кладки

2003 ИЗМЕНЕНИЯ В КОНСТРУКЦИИ ПРОЧНОСТИ IBC

IBC 2003 принимает Кодекс MSJC 2002 года с двумя модификациями, специфичными для процедуры расчета прочности в Разделе 2108 IBC. Эти две модификации заключаются в следующем.

• Раздел 2108.2 вводит максимальную эффективную ширину сжатия для изгиба вне плоскости, в шесть раз превышающую номинальную толщину стенки, чтобы не превышать расстояние между арматурой. Это аналогично ограничениям, которые исторически использовались положениями о допустимом напряжении в Кодексе MSJC, а также теми, которые были приняты в Кодексе MSJC 2005 года для расчета прочности, как рассмотрено ниже.
• Сварные и механические соединения в элементах кладки, спроектированные методом расчета прочности, также должны соответствовать Разделу 2108.3 МБК 2003 г. Для сварных соединений свариваемая арматура должна соответствовать ASTM A 706 (ссылка 9). Соединение механическими соединителями классифицируется как механическое соединение типа 1 или типа 2 в соответствии с ACI 318, Требования строительных норм для конструкционного бетона (ссылка 10). Механические соединения типа 1 требуются только для достижения 125 процентов номинального предела текучести соединяемой арматуры. Механические соединения типа 2, наоборот, должны обеспечивать полную заданную прочность на разрыв арматуры.Сварные и механические соединения Типа 1 не разрешается использовать в области пластмассовых шарниров промежуточных или специальных армированных стенок, подвергающихся сдвигу.

2002 КОД MSJC КРИТЕРИИ ПРОЧНОСТИ ПРОЧНОСТИ

При расчете прочности расчетная прочность элемента кладки сравнивается с требуемой (или факторизованной) прочностью (обозначенной нижним индексом и ), которая включает коэффициенты нагрузки для учета неопределенности при прогнозировании расчетных нагрузок и вероятности большего одновременно действует более одной расчетной нагрузки.Требуемая прочность основана на комбинациях расчетных нагрузок на прочность в соответствии с требованиями Раздела 1605 IBC. По выбору проектировщика или когда Кодекс MSJC используется в сочетании с другим строительным кодексом, который не содержит комбинаций нагрузок, конструкции каменной кладки рассчитаны на сопротивление комбинации нагрузок, указанной в ASCE 7, Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций ( ссылка 11). Для расчета прочности эти комбинации нагрузок практически одинаковы.

Расчетная прочность кладки — это номинальная прочность (обозначенная индексом n), умноженная на соответствующий коэффициент снижения прочности Φ.Расчет приемлем, когда расчетная прочность равна или превышает факторную прочность (т.е. когда Φ M _n ≥ M _u ) для всех предписанных комбинаций нагрузок. В следующих разделах рассматриваются общие требования к расчету прочности, применимые как к неармированным, так и к армированным конструкциям каменной кладки, за исключением требований к конструкции для анкерных болтов и соединений внахлест. По этим темам пользователь может обратиться к TEK 12-3A, Проектирование анкерных болтов, закладываемых в бетонную кладку (см.12) и TEK 12-6, Соединения, развертки и стандартные крючки для бетонной кладки (ссылка 13), соответственно.

Коэффициенты снижения прочности

Чтобы учесть неопределенности в конструкции, свойствах материала, рассчитанных по сравнению с фактическими значениями прочности и ожидаемыми видами разрушения, номинальная прочность элемента кладки умножается на соответствующий коэффициент уменьшения прочности Φ. Коэффициенты снижения прочности используются вместе с коэффициентами нагрузки, применяемыми к расчетным нагрузкам. Значения коэффициентов снижения прочности для различных типов условий нагружения:

• для армированных элементов кладки, подверженных изгибным или осевым нагрузкам; Ф = 0.90;
• для неармированных элементов кладки, подверженных изгибным или осевым нагрузкам; Φ = 0,60;
• для элементов кладки, подверженных сдвиговым нагрузкам; Φ = 0,80;
• для опоры на элементы кладки; Φ = 0,60.

Дрейф и отклонение

При проектировании на случай землетрясений смещение этажа (относительное смещение соседних этажей) должно сравниваться с предписанными IBC допустимыми смещениями этажей. Когда Кодекс MSJC используется вместе со строительными нормами, не содержащими допустимых сносов этажей, используются положения ASCE 7.Для кирпичных зданий с консольными стенами, работающими на сдвиг, IBC ограничивает смещение этажа до 0,01 h _sx , где h _sx — высота этажа ниже уровня, для которого рассчитывается снос. Для других типов зданий с каменной стеной, за исключением каменных каркасов, допустимый сдвиг этажа ограничен 0,007 h _sx . В то время как IBC включает пределы сноса этажей для зданий с каменными каркасными стенами, такие структурные конфигурации используются редко.При расчете сноса этажа рассчитанный упругий прогиб умножается на коэффициент усиления прогиба, C _d , как предписано в IBC для типа проектируемой структурной системы. Коэффициент усиления отклонения аппроксимирует дополнительное отклонение из-за неупругого отклика (если применимо) системы во время землетрясения. Из-за присущей конструкциям каменной кладки жесткости в плоскости отклонение в плоскости и дрейф этажа редко являются контрольным пределом, если не предусмотрено относительно большое количество отверстий, снижающих прочность и жесткость вдоль линии поперечного сопротивления.

В отличие от расчета допустимых напряжений, который позволяет рассчитывать отклонения с учетом участков без трещин как для армированной, так и для неармированной кладки, расчет прочности требует, чтобы отклонения армированных элементов кладки основывались на характеристиках сечения с трещинами, которые ограничиваются половиной свойств общего сечения. если не выполняется тщательный анализ сечения с трещинами. Отклонение неармированных элементов кладки, которые должны оставаться без трещин, используют свойства сечения без трещин.

Поскольку неармированные элементы кладки должны быть спроектированы таким образом, чтобы они не имели трещин, отклонение редко является контрольным пределом для этих систем. Однако армированные элементы каменной кладки, особенно высокие, тонкие стены, изгибающиеся вне плоскости, могут проявлять чрезмерный прогиб даже при относительно низких приложенных нагрузках. Таким образом, Кодекс MSJC ограничивает прогиб на средней высоте, δ _s , усиленных элементов каменной кладки, изгибающихся вне плоскости из-за боковых и осевых нагрузок рабочего уровня до 0.007 ч . Эффекты второго порядка из-за вкладов P -delta также должны быть приняты во внимание, что обычно достигается путем итерации до тех пор, пока не будет достигнута сходимость.

Когда приложенный момент, M _ser , меньше момента, необходимого для возникновения трещин, M _cr , ( M _ser < M _cr ), затем средняя высота прогиб элемента кладки, подверженного равномерной нагрузке вне плоскости, можно определить с помощью уравнения 1.

И наоборот, когда приложенный момент, M _ser , больше момента, необходимого для возникновения трещин, M _cr , но меньше номинального момента прочности сборки ( M _cr < M _ser < M _n ) прогиб на средней высоте элемента кладки, подверженного равномерной нагрузке вне плоскости, можно определить с помощью уравнения 2.

MSJC не предписывает метод определения момента инерции трещины, I _cr . Таким образом, разрешен любой рациональный метод определения свойств сечения с трещинами. TEK 14-1B «Свойства сечения бетонных стен из каменной кладки» (ссылка 14) предоставляет типичные характеристики сечения для различных участков стены без трещин. Для использования в уравнениях 1 и 2 момент растрескивания можно принять как

Где модуль разрыва f _r , получен из таблицы 1 для рассматриваемого типа раствора и конструкции.

Свойства материала

Из-за отсутствия доступных исследовательских данных, подтверждающих его использование, заданная прочность бетонной кладки на сжатие, f ‘ м , рассчитанная методом расчета прочности, должна составлять не менее 1500 фунтов на квадратный дюйм (10,34 МПа), но не более 4000 фунтов на квадратный дюйм (27,58 МПа). Кроме того, при использовании в качестве конструкции требуется, чтобы указанная прочность цементного раствора на сжатие была, по крайней мере, равной указанной прочности бетонной кладки на сжатие, но не более 5000 фунтов на квадратный дюйм (34.47 МПа). Для каждого из этих верхних пределов прочности на сжатие кирпичной кладки или раствора фактическая испытанная прочность может превышать эти значения: ограничение применяется только к определенной прочности, на которой основан проект. Обратите внимание, что эти положения также включены в Кодекс MSJC 2005 года.

Расчет прочности армированной кладки основан на заданном пределе текучести арматуры, f _y , который ограничен 60 000 фунтов на квадратный дюйм (413,7 МПа). Фактический предел текучести арматуры ограничен 1.В 3 раза выше указанного предела текучести. Сочетание этих требований фактически исключает использование арматуры стыков слоев в качестве основной конструкционной стали в кладке, спроектированной методом расчета прочности, поскольку номинальный предел текучести арматуры стыков слоев превышает эти пределы. Сопротивление сжатию стальной арматуры не разрешается использовать, если боковая арматура не предусмотрена в соответствии с главой 2 Кодекса MSJC, за исключением случаев, разрешенных при проверке максимальных пределов армирования, как описано ниже.

Каменная кладка неармированная

Для неармированной кладки конструкция кладки (блоки, раствор и раствор, если они используются) рассчитана на то, чтобы выдерживать все приложенные напряжения. Дополнительная способность от включения арматурной стали, если таковая присутствует (например, арматура, добавленная для контроля растрескивания при усадке или предписанная кодексом), не принимается во внимание при проектировании неармированных элементов кладки. Поскольку кладка противостоит как растягивающим, так и сжимающим напряжениям, возникающим в результате приложенных нагрузок, кладка должна быть спроектирована так, чтобы оставаться без трещин.

Номинальная прочность на изгиб без армирования

Номинальная прочность на растяжение неармированной бетонной кладки на изгиб определяется модулем разрыва, как предписано в Кодексе MSJC, который варьируется в зависимости от направления пролета, типа раствора, рисунка склеивания и процента затирки, как показано в Таблице 1. Применяются эти значения. к кладке, подверженной внеплоскостному изгибу. Для стен, проходящих горизонтально между опорами, в кодексе консервативно предполагается, что кладочная кладка не обладает прочностью на изгиб через заделанные швы головы, поэтому используется только область затирки (для горизонтально залитых швов).В этом случае модуль разрыва раствора принимается равным 250 фунтов на квадратный дюйм (1720 кПа). Аналогичным образом, для кирпичной кладки, подвергаемой изгибу в плоскости, модуль разрыва при нормальном и параллельном стыкам основания принимается равным 250 фунтов на квадратный дюйм (1720 кПа).

Для элементов кладки, подверженных действию изгибающего момента M _u и осевой силы сжатия P _u , результирующее изгибающее напряжение изгиба определяется с помощью уравнения 4.

Если результирующее значение F _u положительное, то сечение кладки контролируется напряжением и значениями модуля разрыва из таблицы 1, уменьшенными на соответствующий коэффициент уменьшения прочности (Φ = 0.60), должно быть выполнено. И наоборот, если значения F _и , заданные уравнением 4, отрицательны, участок кладки находится в состоянии сжатия и применяется расчетное сжимающее напряжение 0,80 f ’ м . При использовании осевой нагрузки для компенсации изгибных напряжений изгиба, как описано выше, в P _u следует включать только собственные или другие постоянные нагрузки.

Номинальная осевая прочность неармированного материала

Когда неармированные каменные стены подвергаются только осевым нагрузкам сжатия, номинальная осевая прочность на сжатие P _n определяется с помощью уравнения 5 или 6, в зависимости от ситуации.Неармированная кладка не должна воспринимать чистые силы осевого растяжения.

Для элементов с h / r не более 99:

Для элементов с h / r больше 99:

Неармированный номинальный предел прочности на сдвиг

Напряжения сдвига в неармированных элементах кладки рассчитываются с использованием чистых характеристик поперечного сечения кладки в направлении приложенной силы сдвига по формуле:

Уравнение 7 применимо для определения касательных напряжений как в плоскости, так и вне плоскости.Поскольку неармированная кладка рассчитана на то, чтобы оставаться без трещин, нет необходимости выполнять анализ сечения с трещинами для определения свойств сечения сетки. В свою очередь, приложенные напряжения сдвига (с учетом соответствующего сочетания нагрузок) сравниваются с номинальной прочностью на сдвиг, V _n , неармированной секции кирпичной кладки, которая является наименьшей из:

Таблица 1 — Значения модуля разрыва, фунт / кв. Дюйм (кПа)

Армированная кладка

При проектировании армированной кладки в соответствии с Кодексом MSJC не учитывается сопротивление растяжению, обеспечиваемое каменными блоками, раствором и цементным раствором при определении прочности кладки.(Однако прочность на разрыв элементов, раствора и раствора учитывается при определении жесткости и деформации армированного элемента кладки.) Таким образом, для целей проектирования предполагается, что часть кладки, подверженная действию результирующего растягивающего напряжения, имеет трещины. , передавая все растягивающие усилия на арматуру.

При расчете прочности арматурные стержни, используемые в кладке, не могут быть больше № 9 (M # 29), и стержни не могут быть объединены в связку. Кроме того, номинальный диаметр стержня не должен превышать одну восьмую номинальной толщины элемента или четверть наименее четкого размера ячейки, полосы или муфты, в которой он размещен.Общая площадь арматурных стержней, размещаемых в одиночной ячейке или при строительстве пустотелого блока, не может превышать 4% площади ячейки. Обратите внимание, что это ограничение не применяется к участкам, где происходит стыковка внахлестку. При соединении внахлест максимальная площадь арматурного стержня увеличена до 8% как в редакции Кодекса MSJC 2002, так и 2005 года.

Максимальный коэффициент усиления при изгибе

Чтобы обеспечить заданный уровень пластичности армированной кладки в случае разрушения, максимальный коэффициент армирования ρ _max ограничивается в соответствии с уравнением 8 или 9, в зависимости от ситуации.Уравнение 8 применяется к поперечным сечениям кладки, которые полностью залиты цементным раствором или где нейтральная ось попадает в лицевую оболочку блоков кладки в частично залитой цементным раствором конструкции. Когда нейтральная ось попадает в сердечники частично залитой раствором конструкции, используется уравнение 9.

Коэффициент деформации растянутой арматуры α изменяется в зависимости от коэффициента модификации сейсмической реакции R , элемента кладки и типа нагрузки следующим образом:

• α = 1.3 для стен, подверженных воздействию внеплоскостных сил и спроектированных с использованием значения R более 1,5,
• α = 5,0 для стен, действующих в плоскости, для колонн и балок, спроектированных с использованием R > 1,5,
• α = 2,0 для каменных конструкций, рассчитанных с R ≤ 1,5.

В приведенном выше наборе требований α больше для внеплоскостных нагрузок, когда R меньше или равно 1,5, что противоречит основной цели обеспечения повышенной пластичности для систем и элементов, требования пластичности которых могут быть относительно высоким.Несколько обновлений и максимальных изменений были включены в последующие редакции Кодекса MSJC 2002 года, как описано ниже.

Усиленная номинальная осевая прочность

Номинальная осевая прочность P _и каменных стен, опор и колонн, измененная с учетом эффектов гибкости, определяется с помощью уравнения 10 или 11, в зависимости от ситуации. Кодекс MSJC также ограничивает факторное осевое напряжение до 0,20 м / м.

Для элементов с h / r не более 99:

Для элементов с h / r больше 99:

Обратите внимание, что область арматурной стали, A _s , включается в расчет номинальной осевой прочности только в том случае, если она ограничена по бокам в соответствии с главой 2 Кодекса MSJC.

Номинальная прочность на изгиб усиленного армированного материала

Номинальная прочность на изгиб M _n армированного элемента кладки определяется, как указано ниже. Кроме того, номинальная прочность на изгиб в любом сечении элемента должна составлять не менее одной четвертой максимальной номинальной прочности на изгиб в критическом сечении.

При отсутствии осевых нагрузок или при консервативном пренебрежении осевыми нагрузками, что может быть целесообразным в некоторых случаях, необходимо учитывать несколько обстоятельств при определении номинальной прочности на изгиб армированных стен из кирпича.Для полностью залитого раствором элемента плечо внутреннего момента между результирующими сжимающими и растягивающими силами разрешается для определения сопротивляемости секции. Частично залитые цементным раствором стены анализируются таким же образом, но с дополнительным учетом возможного влияния незацементированных стержней на прочность секции. При изгибе частично залитой цементным раствором кирпичной кладки изгиба следует учитывать два типа поведения.

1. В первом случае, когда нейтральная ось (место нулевого напряжения) лежит внутри оболочки сжимаемой поверхности, стена анализируется и проектируется с использованием процедур для полностью залитой цементным раствором стены.
2. Во втором случае, когда нейтральная ось лежит в пределах площади сердечника, часть незаращенных ячеек должна быть вычтена из площади кладки, способной нести напряжения сжатия.

Расположение нейтральной оси зависит от расстояния между арматурой, а также от коэффициента армирования ρ и расстояния между арматурой и крайним сжатым волокном d .

При анализе стен, частично залитых раствором, обычно изначально предполагается, что нейтральная ось лежит внутри оболочки поверхности сжатия, так как анализ является более простым.Затем на основе этого предположения рассчитывается значение c. Если определено, что нейтральная ось лежит вне оболочки грани сжатия, выполняется более тщательный анализ тройниковой балки. В противном случае выполняется анализ прямоугольной балки.

Анализ прямоугольной балки

Для полностью залитых цементным раствором каменных элементов и для частично залитых цементным раствором каменных стен с нейтральной осью в оболочке лицевой стороны сжатия номинальная прочность на изгиб, M _n , рассчитывается с использованием уравнений 12 и 13 следующим образом:

Анализ тройника балки

Для стен с частичным цементным раствором, у которых нейтральная ось расположена внутри сердечников, номинальная прочность на изгиб, M _n , рассчитывается с использованием уравнений 14, 15 и 16 следующим образом:

Для учета прогиба, возникающего из-за неплоскостных нагрузок и дополнительного изгибающего момента из-за эксцентрично приложенных осевых нагрузок, необходимо определить учтенный изгибающий момент на средней высоте свободно опертой стены при равномерной нагрузке по уравнению 17 .

Для определения сходящейся величины результирующего отклонения может потребоваться несколько итераций.

Усиленная номинальная прочность на сдвиг

Сдвигу, действующему на армированные элементы каменной кладки, противостоит кладка и арматура сдвигу, если таковая имеется, в соответствии со следующим:

Где V _n не может превышать значений, заданных уравнениями 20 или 21, в зависимости от ситуации.

Где M / Vd _v меньше или равно 0,25:

Где M / Vd _v больше 1,00:

Для значений M / Vd _v между 0.25 и 1,00 максимальное значение В, _n может быть линейно интерполировано.

Номинальное сопротивление сдвигу, обеспечиваемое кладкой, определяется в соответствии со следующим.

Где значение M / Vd _v не должно быть больше 1,0.

Когда в армированную каменную конструкцию вводится арматура на сдвиг, прочность на сдвиг, обеспечиваемая арматурой, рассчитывается в соответствии со следующей таблицей.

ТРЕБОВАНИЯ IBC к 2006 г.

Ниже приводится краткое изложение изменений и модификаций, принятых в Кодексе MSJC 2005 г., как указано в IBC 2006 г. Большинство основных положений по проектированию остаются неизменными, за некоторыми заметными исключениями, которые рассматриваются ниже.

2006 Модификации прочности IBC

Те же модификации сварных и механических соединений, которые ранее обсуждались в разделе «Модификации прочности конструкции IBC в 2003 году», остаются и в IBC 2006 года.Кроме того, Раздел 2108 IBC 2006 года включил ограничение 72 d _b на максимальную требуемую длину стыков внахлестку, используемых в кладке, рассчитанной методом расчета прочности, как определено положениями MSJC 2005 года для стыков внахлест. Хотя этот предел обычно не срабатывает для относительно малых диаметров стержня, он может уменьшить требуемую длину нахлеста арматурных стержней большого диаметра или в случаях, когда используются небольшие защитные расстояния. Подробные требования к длине стыка см. В TEK 12-6 (№ 13).

Другие изменения в Раздел 2108 IBC 2006 года отражают обновления и модификации Кодекса MSJC 2005 года для удаления избыточных или противоречивых требований.

Кодекс MSJC 2005 г. Критерии проектирования Прочность на подшипник

В основном из-за надзора Кодекс MSJC 2002 года не включал четких положений по определению несущей способности кладки, подверженной сосредоточенным нагрузкам. Требования к несущей способности, принятые в Кодексе MSJC 2005 года, аналогичны тем, которые используются для расчета допустимого напряжения, но изменены по мере необходимости для использования в расчетах на прочность.Номинальная несущая способность кладки принимается как большее из Уравнений 24 и 25:

.

Значение 0,6 в уравнениях 24 и 25 является расчетным коэффициентом, а не коэффициентом снижения прочности Φ, который также оказывается равным 0,6 для определения расчетной несущей способности. Для использования в уравнении 25 также должно выполняться следующее выражение:

Где ₁ представляет фактическую площадь опоры непосредственно под несущей пластиной и A ₂ эффективная площадь подшипника, определяются как права о пирамидах, имеющие A ₁ в качестве верхней плоскости и наклонного в 45.Для стен, уложенных в штабель, площадь, определенная в A ₂ , заканчивается на стыках головок, если не используется связующая балка или другие средства распределения напряжений. Концентрированные напряжения распределены по длине, равные ширине зоны подшипника плюс четыре раза толщины опорного элемента, но не должны превышать расстояние от центра до центра между сосредоточенными нагрузками.

Модуль упругости при разрыве

Кодекс MSJC 2005 года включил несколько модификаций значений модуля разрыва, представленных в Таблице 1, для изгибных растягивающих напряжений, нормальных к стыкам основания полых, полностью залитых раствором сборок, как показано в Таблице 2.Эти модификации признают, что тип строительного раствора имеет меньшее влияние на модуль разрыва, когда элемент полностью залит.

Кроме того, вместо предписания единственного значения 250 фунтов на квадратный дюйм (1,72 МПа) для кирпичной кладки, подвергаемой изгибу в плоскости, как в Кодексе MSJC 2002 года, Кодекс MSJC 2005 года требует использования Таблицы 1, измененной Таблицей 2, для все случаи изгиба в плоскости и вне плоскости.

Таблица 2 — Изменения значений модуля упругости при разрыве в таблице 1, включенные в Кодекс MSJC 2005 г., фунт / кв. Дюйм (кПа)

Максимальные пределы армирования при изгибе

В требованиях к максимальной наружной арматуре в 2005 MSJC используется тот же подход градиента деформации, что и рассмотренный выше, с несколькими заметными изменениями.

• Арматура может воспринимать напряжения сжатия, с боковой ограничивающей арматурой или без нее. Кроме того, был удален коэффициент 1,25 номинального предела текучести арматуры. Результирующие уравнения для максимальных пределов наружного армирования даются уравнением 26 для полностью залитых раствором элементов или элементов, подвергающихся нагрузкам в плоскости, и уравнением 27 для частично залитых цементным раствором блоков кладки, подвергающихся внеплоскостным нагрузкам, когда нейтральная ось падает в плоскости. открытая ячейка.

• Коэффициент деформации растянутой арматуры α принимается равным следующим значениям, когда M _u / V _u d _v ≥ 1,0 (что указывает на то, что в характеристиках преобладает exure):
  • для промежуточных железобетонных стен с сдвигом, подверженных нагрузкам в плоскости: α = 3,0,
  • для специальных армированных стен из кирпичной кладки, подверженных нагрузкам в плоскости: α = 4.0,
  • для других элементов кладки и условий нагружения: α = 1,5.
• Для случаев, когда M _u / V _u d _v ≤ 1,0 (указывает на характеристики с преобладанием сдвига) и R > 1,5: α = 1,5.
• Для элементов кладки, у которых M _u / V _u d _v ≤ 1,0 и R ≤ 1,5, нет ограничений на допустимое количество армирования.
• Осевая нагрузка, P , для использования в уравнениях 26 и 27, представляет собой составляющую осевой нагрузки силы тяжести, определяемую из следующей комбинации нагрузок: D + 0.75 L + 0,525 Q _E .

Эффективная ширина сжатия на арматурный стержень

Раздел 2108 IBC 2003 года включал ограничения на эффективную ширину сжатия на арматурный стержень, которые впоследствии были удалены из IBC 2006 года, поскольку аналогичные положения были включены в Кодекс MSJC 2005 года. Для кирпичной кладки с непрерывным соединением и для кирпичной кладки с укладкой стяжек с зазором между балками не более 48 дюймов (1219 мм) по центру максимальная ширина используемой области сжатия ограничивается минимум:

• расстояние между центрами арматуры;
• в шесть раз больше номинальной толщины элемента; или
• 72 дюйма(1829 мм).

Граничные элементы

Новым в Кодексе MSJC 2005 года являются проектные положения для граничных элементов, включенных в концевые зоны стен из каменной кладки. Поскольку MSJC не включает минимальные предписывающие требования к детализации армирования для граничных элементов, он требует, чтобы при использовании их эффективность проверялась путем тестирования. Кроме того, при соблюдении требований к геометрической симметрии, осевой нагрузке и изгибным характеристикам Кодекс MSJC допускает отказ от максимальных пределов армирования, как указано выше.Это исключение может потребовать или не потребовать включения специальных граничных элементов, в зависимости от проектных обстоятельств.

2008 MSJC ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЧНОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

На момент публикации редакция Кодекса MSJC 2008 г. была завершена, а редакция IBC 2009 г. — нет. В ожидании того, что IBC 2009 г. примет MSJC 2008 в качестве ссылки, ниже приводится краткий обзор изменений в положениях о конструкции прочности Кодекса MSJC 2008 г.Помимо некоторой реорганизации, существенные изменения в методе расчета на прочность включают:

• Проверка прочности на сдвиг для предотвращения хрупкого разрушения элемента кладки во время землетрясения была пересмотрена и теперь применяется только к особым армированным стенам, работающим на сдвиг. Ранее эта проверка применялась как к армированным, так и к неармированным элементам кладки независимо от сейсмических соображений.
• Требование обеспечить не менее 80 процентов поперечной жесткости через стены, работающие на сдвиг, было пересмотрено, чтобы применяться только к категориям сейсмического проектирования C и выше.
• Вместо того чтобы требовать, чтобы прогиб всех армированных элементов каменной кладки рассчитывался на основе свойств сечения с трещинами, Кодекс MSJC 2008 просто требует, чтобы при проектировании «учитывались эффекты растрескивания и усиления на жесткость элемента», что обеспечивает большую гибкость при проектировании.
• При определении влияния эффекта P -delta при проектировании неармированной каменной кладки был использован подход, увеличивающий момент. Увеличенный момент, M _c , определяется либо с помощью анализа второго порядка, либо следующим образом:

Для стержней с h / r ≤ 45 допускается принимать δ = 1.0. Для стержней с 45 < h / r ≤ 60 допускается принимать δ = 1,0 при условии, что максимальное факторизованное осевое напряжение на элементе не превышает 0,72 f ’ м .

ОБОЗНАЧЕНИЯ

A _n = полезная площадь поперечного сечения кладки, дюйм² (мм²)
A _s = эффективная площадь поперечного сечения арматуры, дюйм² (мм²)
A _v = площадь поперечного сечения поперечной арматуры, дюймы² (mm²) +
₁ = подшипник площадь под опорной плитой, in.² (mm²) +
₂ = эффективная площадь подшипника, in.² (mm²) +
= глубина зона эквивалентного сжатия при номинальной прочности, дюймы (мм)
b = ширина профиля, дюймы (мм)
b _w = для стен с частичным заполнением раствором ширина ячейки с залитым раствором плюс каждая толщина стенки при сжатии зона, дюймы (мм)
C = результирующая сжимающая сила, фунт (Н)
c = расстояние от волокна с максимальной деформацией сжатия до нейтральной оси, дюйм.(мм)
C _d = коэффициент усиления сейсмического отклонения
C _n = номинальная несущая способность, фунт (Н)
D = собственная нагрузка, фунт (Н)
d = расстояние от крайнее сжатие волокна до центра тяжести растянутой арматуры, дюймы (мм)
d _b = номинальный диаметр арматуры, дюймы (мм)
d _v = фактическая глубина кладки в направлении рассматриваемого сдвига , в.(мм)
d ‘ = расстояние от крайнего растянутого волокна до центра тяжести сжатой арматуры, дюймы (мм)
E _м = модуль упругости кладки, фунт / кв. дюйм (МПа)
E _s = модуль упругости арматуры, фунт / кв.дюйм (МПа)
e _u = эксцентриситет P _uf дюймов (мм)
F _u = чистое изгибающее напряжение fl из-за факторизованных нагрузок psi (МПа)
F _vu = напряжение сдвига на неармированных элементах кладки, psi (МПа)
f ‘ _m = указанная прочность кладки на сжатие, psi (МПа)
f _r = модуль разрыва, psi (МПа)
f _y = заданный предел текучести арматуры, psi (МПа)
h = эффективная высота элемента кладки, дюйм.(мм)
h _sx = эффективная высота элемента кладки ниже уровня x, дюймы (мм)
I _cr = момент инерции площади поперечного сечения элемента с трещинами, дюймы ⁴ (мм ⁴ )
I _g = момент инерции общей площади поперечного сечения элемента, дюймы ⁴ (мм ⁴ )
I _n = момент инерции чистой площади поперечного сечения стержня, дюйм. ⁴ (мм ⁴ )
L = временная нагрузка, фунт (Н)
M = максимальный расчетный изгибающий момент без учета поправки на рассматриваемом сечении, дюйм-фунт (Н-мм)
M _c = момент, увеличенный с учетом кривизны элемента, дюйм-фунт (Н-мм)
M _cr = изгибающий момент при растрескивании, дюйм-фунт (Н-мм)
M _n = номинальный момент, дюйм-фунт (Н-мм)
M _ser = приложенный изгибающий момент, дюймы-фунт (Н-мм)
M _u = факторный момент, дюйм-фунт (Н-мм)
Н _v = сжимающая сила, действующая перпендикулярно поверхности сдвига, фунт (Н)
P = осевая нагрузка без учета фактора, фунт (Н)
P _n = номинальная осевая прочность, фунт (Н)
P _u = усредненная осевая нагрузка, фунт (Н)
P _uf = факторная нагрузка от притока на пол или площадь крыши, фунт (Н)
P _uw = факторный вес рассматриваемого участка стены притока к секции стены, фунт (Н)
Q _E = влияние горизонтального сейсмические силы, фунт (Н)
Q _n = первый момент вокруг нейтральной оси участка той части чистого поперечного сечения, лежащей между нейтральной осью и крайним волокном, дюйм.³ (мм³)
R = коэффициент модификации сейсмической реакции
r = радиус инерции, дюймы (мм)
S _n = модуль упругости поперечного сечения, дюймы³ (мм³)
s = расстояние между сдвиговой арматурой, дюймы (мм)
T = натяжение арматуры, фунты (Н)
t = заданная толщина элемента кладки, дюймы (мм)
t _fs = толщина облицовки бетонной кладки, дюйм.(мм)
V = сила сдвига без учета фактора, фунт (Н)
V _м = прочность на сдвиг, обеспечиваемая каменной кладкой, фунт (Н)
V _n = номинальная прочность на сдвиг, фунт (Н)
V _s = прочность на сдвиг, обеспечиваемая сдвиговой арматурой, фунт (Н)
V _u = факторный сдвиг, фунт (Н)
w _u = факторный коэффициент равномерно распределен вне плоскости нагрузка, фунт / дюйм. (Н / мм)
X = для частично залитой цементным раствором кирпичной кладки, расстояние от волокна с крайним сжатием до центра тяжести результирующего сжатия, дюйм.(мм)
α = коэффициент деформации текучести арматуры
δ = коэффициент увеличения момента
δ _с = прогиб из-за эксплуатационных нагрузок, дюймы (мм)
δ _u = прогиб из-за факторизованных нагрузок, дюймы (мм)
ε _mu = максимально допустимая деформация сжатия кирпичной кладки
ε _s = деформация стали
ε _y = деформация текучести арматуры
ρ = коэффициент усиления
ρ _макс = максимальный коэффициент усиления
Φ = коэффициент снижения прочности

Список литературы

1. Требования строительных норм для каменных конструкций, ACI 530-02 / ASCE 5-02 / TMS 402-02.Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 2002 г.
2. Международный строительный кодекс 2003 года. Совет Международного кодекса, 2003.
3. Строительные нормы и правила для каменных конструкций, ACI 530-05 / ASCE 5-05 / TMS 402-05. Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 2005 г.
4. 2006 Международный Строительный Кодекс. Совет Международного кодекса, 2006.
5. Строительные нормы и правила для каменных конструкций, ACI 530-08 / ASCE 5-08 / TMS 402-08. Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 2008 г.
6. Эмпирический проект бетонных стен, ТЕК 14-8А. Национальная ассоциация бетонщиков, 2001.
7. Расчет на допустимые напряжения бетонной кладки, ТЭК 14-7А. Национальная ассоциация бетонных каменщиков, 2004 г.
8. Дрисдейл Р. Г., Хамид А. А. и Бейкер Л. Р. Строительные конструкции, поведение и дизайн, второе издание. Общество масонства, 1999.
9. Стандартные технические условия на деформированные и плоские стержни из низколегированной стали для армирования бетона, ASTM A 706 / A 706M-01.ASTM International, 2001.
10. Строительные нормы и правила для конструкционного бетона, ACI 318-02. Американский институт бетона, 2002.
.
11. Минимальные расчетные нагрузки для зданий и других конструкций, ASCE 7-02.