Усадка и ползучесть железобетона

Усадка железобетона меньше, чем бетона, т.к. арматура препятствует его свободной усадке. При этом от усадки бетона в арматуре возникают сжимающие напряжения, а в бетоне – растягивающие. Их величина зависит от величины свободной усадки бетона, содержания арматуры в бетоне и соотношения модулей упругости арматуры и бетона.

Начальные растягивающие напряжения в бетоне от усадки вызывают преждевременное трещинообразование на тех участках, на которых бетон растянут от действия внешней нагрузки.

В статически неопределимых железобетонных конструкциях (рамах, неразрезных балках, арках и т.п.) усадка вызывает дополнительные внутренние усилия, которые могут нарушить целостность конструкции.

Во избежание этого протяженные конструкции делят усадочными швами на блоки. Зачастую их совмещают с с температурными и называют температурно-усадочными.

Наибольшие расстояния между температурно-усадочными швами назначают в следующих пределах:

– для монолитных железобетонных конструкций, работающих на открытом воздухе – до 25 м;

– для сборных железобетонных конструкций, находящихся внутри отапливаемых зданий – до 72 м.

– Если необходимо увеличить эти расстояния сверх нормативных значений, конструкции рассчитывают на усилия от усадки и колебаний температуры.

Ползучесть в железобетоне также меньше, чем в бетоне вследствие того, что арматура обладает модулем упругости в 10…20 раз превышающем модуль деформации бетона. При этом, когда в бетоне уже развиваются пластические деформации, в арматуре, при сохранившемся сцеплении, проявляются только упругие деформации.

В железобетонных конструкциях усадка и ползучесть действуют одновременно и совместно влияют на их работу под нагрузкой. В сжатых элементах они действуют в одном направлении – уменьшают напряжения в бетоне и увеличивают их в арматуре. При армировании сжатой зоны балок ползучесть сжатого бетона заметно снижается, что ведет к уменьшению прогиба при длительном действии нагрузки.

В тяжело и длительно нагруженных железобетонных колоннах с высоким процентом армирования ползучесть может вызвать опасное перераспределение напряжений в железобетоне. В момент снятия нагрузки с таких колонн обратимые (упругие) деформации бетона вызывают в бетоне начальные напряжения растяжения. Иногда они превышают предел прочности бетона на растяжение . Это приводит к разрыву колонны в одном или нескольких местах, что отрицательно влияет на дальнейшую эксплуатацию конструкции.