Строительно-ремонтный портал. Как самим построить дом, баню, хозблок, обостроить участок, отремонтировать квартиру.

Строительно-ремонтный портал

 

главная   разделы   строительные материалы   документы   компании   статьи   реклама

 

Главная
Пожары в зданиях и сооружениях
Пределы огнестойкости конструкций
Теплотехнический расчет огнестойкости
Статический расчет огнестойкости
Изготовление опытных образцов
Методика испытаний
Нагружение испытуемого образца
Температурный режим
Измерение деформаций
Измерение прогибов образцов
Испытания изгибаемых элементов на огнестойкость
Замер продольных деформаций колонн
Определение теплофизических свойств бетона
Испытание призм-восьмерок на осевое растяжение
Определение прочностных и деформативных свойств арматурной стали
Прочность бетона на сжатие и растяжение
Тяжелый бетон
Керамзитобетон
Высокопрочный бетон
Упрогопластичсекие свойства бетона
Усадочно-температурные деформации бетона
Усадка бетона
Теплофизические свойства бетона
Взрывообразное разрушение бетона
Механические свойства арматуры
Упругопластические свойства арматуры
Температурные деформации арматуры
Сцепление арматуры с бетоном
Усадочно-температурные деформации
Потери предварительного напряжения в арматуре
Железобетонные плиты из керамзитобетона
Напряженно-деформированное состояние плит от неравномерного нагрева по высоте сечения
Деформации продольной арматуры и бетона
Огневое воздействие
Теоретические деформации растянутой арматуры
Огнестойкость железобетонных плит из керамзитобетона
Предварительно напряженные балки и панели
Напряженно-деформированное состояние железобетонного изгибаемого элемента
Деформации продольной арматуры и сжатого бетона
Прогиб изгибаемого предварительно напряженного железобетонного элемента
Огнестойкость изгибаемых элементов
Процесс обжатия
Предварительно напряженные железобетонные балки при действии поперечной силы
Напряженно-деформированное состояние
Образование и раскрытие наклонных трещин в балках
Деформации продольной арматуры в балке от нормативной нагрузки
Прогибы балок
Разрушение бетона сжатой зоны
Разрушение балок при огневых испытаниях
Определение предела огнестойкости от действия изгибающего момента
Разрушение по наклонному сечению
Образование и развитие наклонных трещин
Прочность наклонного сечения предварительно напряженных балок
Предварительно напряженные балки из керамзитоперлитобетона
Полный прогиб балок
Предел огнестойкости изгибаемых элементов
Железобетонные колонны из керамзитобетона
Железобетонные колонны из высокопрочного бетона
Уменьшение уровня предварительного нагружения
Средний предел огнестойкости колонн из высокопрочного бетона
Расчет железобетонных колонн из высокопрочного бетона
Железобетонные колонны из тяжелого бетона под большую нагрузку и их стыки
Криволинейное распределение температуры бетона
Минимальные пределы огнестойкости для колонн в зданиях степени
Остаточная несущая способность железобетонных колонн после пожара
Поведение железобетонных конструкций в зданиях при пожаре
Совместная работа железобетонных элементов в зданиях
Стыки и швы между сборными элементами
Железобетонные рамные конструкции

Механические свойства арматуры

В условиях пожара арматура в нагруженном состоянии подвергается нагреву. Работа стали в условиях воздействия высоких температур оценивается, величиной напряжения, пластическими свойствами и стабильностью структуры. В сталях, имеющих площадку текучести, с повышением температуры она уменьшается и при температуре выше 300°С отсутствует. Пластичность стали является показателем способности ее к деформированию при действии нагрузки и высокой температуры. Большинство сталей, применяемых в качестве арматуры для железобетонных конструкций, в условиях нагрева обладают достаточной пластичностью. В нагретом состоянии механические свойства арматурных сталей с повышением температуры снижаются. При температуре 200—350°С углеродистая арматурная сталь класса А-1 приобретает синеломкость. Синеломкость в сталях вызывается элементами разной степени растворимости, меняющейся с изменением температуры. Элементами ограниченной растворимости являются углерод и азот. При изменившихся условиях равновесия системы избыточные количества углерода и азота выделяются из твердого раствора в виде тончайших субмикроскопических частиц и располагаются по границам зерен. При 400°С и выше временное сопротивление и предел текучести стали класса А-1 значительно понижаются и ее пластические свойства повышаются . Углеродистые стали обладают высокой пластичностью при нагреве. Углеродистые стали при 450—600°С склонны к графитизации и сфероидизации карбидов. Графитизация происходит вследствие распада карбида железа с образованием частиц свободного графита. Сфероидизация карбидов протекает тем интенсивнее, чем выше температура, длительнее нагрев и больше содержание углерода в стали. Наличие элементов графитизации и сфероидизации свидетельствует о разупрочнении стали и снижении механических свойств при нагреве.
Низколегированные стали классов А-1У, А-У и А-У1 имеют такую же зависимость механических свойств от температуры, как и углеродистые стали, только максимальные значения временного сопротивления и предела текучести наблюдаются при более высоких температурах. Наличие легирующих добавок повышает температуру начала рекристаллизации по сравнению с углеродистыми сталями. При кратковременном нагреве стали класса А-У1 происходит уменьшение плотности стали вследствие температурного расширения. При 300°С мартенсит распадается на феррит и цементит. А при 450—600°С происходят графитизация и сфероидизация карбидов [12]. Все это связано со снижением прочности арматурной стали класса А-VI марки 22Х2Г2АЮ. Условный предел текучести арматурной стали класса А-VI при нагреве до 600°С снижается в среднем на 77%. Временное сопротивление разрыву арматурной стали класса А-VI при нагреве снижается менее интенсивно, чем условный предел текучести, и его снижение при 600°С составляет 70%. Относительные значения равномерного удлинения и значения дз, (5юо арматурной стали класса А-VI при 20°С соответственно равны 2,6; 6,5 и 11,6% и при нагреве до 420°С уменьшаются соответственно до 1,25; 3,5 и 6%, что указывает на охрупчивание стали в этом температурном интервале. При дальнейшем нагреве до 600°С происходит увеличение этих характеристик и они соответственно равны 5,3; 7,2 и П,8%. Это несколько больше их первоначальных величин при нормальной температуре и указывает на повышение пластичности рассматриваемой арматурной стали при этой температуре. Нагрев термически упрочненной арматуры классов Ат-У и Ат-У1 до 250—300°С несколько увеличивает временное сопротивление и условный предел текучести. Повышение прочностных свойств стали при нагреве до 300°С происходит из-за уменьшения внутренних напряжений, вызванных термической обработкой. При нагреве до 350°С и выше прочностные свойства арматуры резко снижаются. Это объясняется некоторой потерей термического упрочнения. При нагреве арматуры класса Ат-У до температуры 400°С временное сопротивление разрыву   уменьшается   на   15%,   условный   предел   текучести — на 20% и условный предел упругости — на 22% и при нагреве до 600°С соответственно снижается на 74, 85 и 90%. При нагреве арматуры класса Ат-У1 до 400°С временное сопротивление разрыву снижается на 33%, условный предел текучести — на 27% и условный предел упругости — на 32%. При нагреве до 600°С значение временного сопротивления снизилось на 79%, условный предел текучести — на 77% и условный предел упругости — на 75%. Снижение прочностных свойств стали сопровождается значительным увеличением пластических деформаций. Повышение температуры до 300°С для сталей классов Ат-У и Ат-У1 не вызывает изменения пластических свойств, характеризующихся увеличением относительных удлинений. Если при нагреве до 300°С относительное удлинение для стали класса Ат-У остается постоянным, равным 6%, и равномерное удлинение на базе 100 мм вне мест;а разрыва — 3%, то при нагреве до 300—400°С относительное удлинение возрастает. Но при 400—500°С удлинение несколько снижается и при температуре 600°С опять резко увеличивается и при 700°С составляет 50%. Сопротивление арматуры растяжению Ям или сжатию Я$с1 при кратковременном нагреве выражается через сопротивление арматуры при нормальной температуре и коэффициент условий работы арматуры при нагреве   ум где у51 — коэффициент, учитывающий изменение сопротивления арматуры при кратковременном нагреве. В предварительно нагруженной арматуре при нагреве замерялись одновременно деформации температурного расширения, вызванные повышением температуры, упругие и пластические деформации, вызванные нагрузкой. С повышением температуры учитывались: температурные деформации из-за температурного расширения стали; упругие деформации из-за снижения модуля упругости арматуры и пластические деформации из-за развития быст-ронатекающих деформаций ползучести стали. С повышением температуры особенно заметно развиваются пластические деформации арматуры. Пластические деформации   нагретой   арматуры   из   стали марок 35ГС и 80С зависят от величины напряжения. Чем больше напряжение в арматуре, тем ниже температура, при которой начинают заметно развиваться пластические деформации. Повышение напряжения в арматуре марки 35ГС класса А-Ш с 20,4 МПа до 44,4 МПа уменьшило температуру начала заметного проявления пластических деформаций с 400 до 120°С. Изменение напряжения с 30,2 до 65,5 МПа в арматуре класса А-1У уменьшило эту температуру с 420 до 50 С. Анализируя кривые нарастания пластических деформаций в арматуре марок 35ГС и 80С при нагреве, можно отметить, что до определенной температуры пластические деформации увеличиваются с постоянной скоростью. После достижения значения пластической деформации, равной примерно 1,5%, скорость развития пластических деформаций существенно увеличивается и при дальнейшем нагревании образец разрывается. За условный предел текучести при нагреве принято напряжение при значении полной деформации, равной 2%. Исходя из этого был определен коэффициент условий работы арматуры у учитывающий изменение предела текучести арматуры марок 35ГС и 80С в зависимости от температуры нагрева. Пластические деформации стали классов Ат-У и Ат-У1 с увеличением напряжений и повышением температуры возрастают с определенной зависимостью. Чем выше напряжения в арматуре, тем ниже температура, при которой развивается пластическая деформация. При достижении пластической деформации более 2% при заданном напряжении дальнейшее развитие их происходит без увеличения температуры. При нагреве до 150°С независимо от уровня напряжений деформации арматурной стали класса А-У1 марки 22Х2Г2АЮ нарастают с постоянной скоростью порядка 0,11% на каждые 100°С. Затем по мере дальнейшего нагревания в зависимости от степени предварительного нагру-жения скорость деформирования увеличивается и начинает проявляться быстронатекающая ползучесть (см. рис. 14,д). При этом чем выше степень напряженного состояния арматурной стали до нагрева, тем раньше наступает стадия начала быстронатекающей ползучести в период нагревания. Снижение напряжений с 0,8 до 0,2/?$г отдаляет стадию начала быстронатекающей ползучести аматурной стали от 150 до 250°С. При этом температурный интервал проявления быстронатекающей деформации ползучести является небольшим и составляет 380°С. При кратковременном нагреве нагруженных образцов арматурной стали класса А-У1 предельные значения деформаций, проявляемые в результате температурного расширения, снижения модуля упругости и ползучести при напряжениях выше 0,4Л$ь не достигают 2% . При этом разрыв образцов носит хрупкий характер и шейки разрыва в опытах не наблюдалось. Для обеспечения надежной работы изгибаемых и вне-центренно сжатых железобетонных элементов, армированных арматурной сталью класса А-VI марки 22Х2Г2АЮ,' и предотвращения хрупкого мгновенного разрушения таких элементов от разрыва арматуры во время пожара при расчетах необходимо ограничить предельные значения полной деформации этой арматурной стали. Ограничение значений этих деформаций постоянной величиной, равной 2%, как это рекомендуется для большинства арматурных сталей, может привести к преждевременному разрыву арматуры. Поэтому предельные значения полных деформаций арматурной стали в условиях пожара необходимо ограничить в зависимости от уровня напряжений. Горячекатаные стали класса А-1 в охлажденном состоянии после их нагрева до 500°С не изменяют механических свойств. Механические свойства горячекатаной стали класса А-III марки 35ГС почти не изменяются после нагрева до температуры 650°С и класса А-1У марки 80С до 550°С. Условный предел текучести и временное сопротивление практически не снижаются. Наличие легирующих добавок в стали классов А-Ш и А-1У повышает температуру начала рекристаллизации, благодаря чему прочностные свойства арматуры марки 35ГС и 80С не изменяются. У высокопрочной низколегированной холоднотянутой проволоки периодического профиля класса Вр-П после отжига до 450°С условный предел текучести снижается на 35%, а временное сопротивление растяжению — на 41%. Снижение прочностных характеристик высокопрочной проволоки вызвано потерей наклепа, в результате чего пропадает эффект холодной обработки и повышается ее пластичность. В обычной холоднотянутой проволоке класса Вр-1 наблюдается снижение прочности до 20% после отжига до 400°С. Снижение механических свойств проволоки после нагрева вызвано нарушением стабильности структуры арматурной стали при нагреве. Из результатов опытов видно, что с повышением температуры происходит снижение механических свойств арматуры. Стержневые горячекатаные арматурные стали в меньшей степени снижают механические свойства по сравнению с проволочной арматурой, прошедшей упрочнение.

 

Информация