Теоретичні дослідження напружено-деформованого стану бетонів при довготривалому центральному стисненні

Бетон є основним будівельним матеріалом. Міцнісні й деформативні характеристики бетону залежать від його складових та їх взаєморозташування в одиниці елемента, яке здійснюється за допомогою ідеалізованих структурних схем бетону. Дійсна структурна схема бетону є складною і не піддається статистичному оцінюванню. Цементний камінь при цьому розглядається як матриця, а заповнювачі – як включення. Однак цементний камінь і заповнювач мають різні фізико-механічні властивості. Тому пружно-пластичні і міцнісні характеристики бетону повинні визначатися через аналітичні характеристики складових, їх кількісне співвідношення і взаєморозташування. Рішення такої задачі є досить актуальним. Нині є незначна кількість робіт з цієї проблеми, що дають аналітичні залежності для визначення пружнопластичних характеристик бетону за ідеалізованими структурними схемами при короткочасному завантаженні. Щодо його оцінки при довготривалому стисненні навантаженням різної інтенсивності, то такі дані відсутні. Тому основна мета роботи полягає в розробці аналітичних залежностей, на основі ідеалізованих структурних схем, для визначення його напружено-деформованого стану при довготривалому стисненні різної інтенсивності, виходячи з реологічних властивостей складових бетону. Для вирішення поставленої задачі використано дві ідеалізовані структурні схеми, які найбільш точно відображають роботу бетону при стисненні. Крім того, використано нелінійну залежність між напруженням і характеристикою повзучості υ_η,t.τ, а також лінійну залежність між січним модулем повних деформацій (з урахуванням деформацій повзучості) Е'_η,t.τ і початковим рівнем довготривалих напружень η_τ у фіксований момент часу (t-τ) для цементного каменю (розчину).  Експериментально статистичне обґрунтування вищезазначеного отримано авторами раніше. Використано повну зворотність деформацій повзучості εη,t.τ цементного каменю в процесі його розвантаження за рахунок перерозподілу зусиль між цементним каменем і заповнювачем. На основі вищезазначеного із рівнянь рівноваги і сумісності деформацій отримано аналітичні залежності для визначення пружнопластичних характеристик бетону за ідеалізованими структурними схемами, виходячи з його складу і властивостей компонентів. Наведено дослідні й теоретичні значення відносних деформацій, отриманих за однією з ідеалізованих структурних схем важкого бетону в процесі довготривалою стиснення різної інтенсивності. Отримані й запропоновані до практичного застосування теоретичні залежності оцінювання напружено-деформованого стану бетону при довготривалому стисненні різної інтенсивності за ідеалізованими структурними схемами, виходячи з їх складу та реологічних властивостей компонентів, мають задовільне експериментальне підтвердження. Ці залежності можуть бути використані при уточненні положень ДБН В.2.6. – 98-2009 «Бетонні та залізобетонні конструкції» при визначенні деформативних характеристик бетонів