Модуль юнга е показывает отношение нормальных напряжений к относительным деформациям в пределах пропорциональности

Выдерживание бетона способом термоса

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Бетонные работы в зимних условиях

Способ термоса применяют в основном при бетонировании массивных конструкций. Для легких каркасных конструкций этот способ не применяют, так как утеплять их трудно и неэкономично.

При определении модуля поверхности не учитывают поверхности конструкций, соприкасающиеся с немерзлым грунтом или хорошо прогретой бетонной или каменной кладкой. Чем меньше Мп, тем конструкция массивнее.

Для колонн и балок модуль поверхности определяют как отношение периметра элемента (в плоскости поперечного сечения) к площади поперечного сечения.

Способом термоса обычно пользуются при выдерживании конструкций с модулем поверхности до 6. Часто способ термоса для таких конструкций сочетают с периферийным электропрогревом.

Для использования способа термоса в конструкциях с более высокими значениями модуля поверхности применяют предварительный электроразогрев бетонной смеси или в бетонную смесь при приготовлении вводят добавки—ускорители твердения бетона, которые одновременно снижают температуру замерзания бетона. В этих случаях можно применять способ термоса в конструкциях с модулем поверхности, равным 8—10.

При выдерживании способом термоса конструкций с модулем поверхности более 3 применяют быстротвердеющие портландце-менты и портландцементы высоких марок (не ниже 400), которые не только быстро набирают прочность, но и выделяют при твердении повышенное количество тепла. В результате сокращается время, в течение которого бетон должен быть предохранен от замерзания, а также повышается запас тепла в нем, т. е. облегчаются условия термосного выдерживания бетона.

Рис. 71. Схема утепления блока:1 — блок, подготовленный к бетонированию, 2 — утепленная опалубка, 3 — ранее уложенный бетон

Для сокращения срока получения бетоном критической прочности бетонную смесь укладывают с максимально допускаемой температурой, опалубку утепляют, а уложенный в конструкцию бетон укрывают.

Утепление опалубки должно быть выполнено без зазоров и щелей, особенно в углах и местах стыкования теплоизоляции. Для уменьшения продуваемости опалубки и предохранения теплоизоляционных материалов от увлажнения по обшивке опалубки прокладывают слой толя.

Если опалубка состоит из железобетонных плит-оболочек, утепление к ним прикрепляют с наружной стороны, а с внутренней стороны, соприкасающейся с бетонной смесью, их предварительно отогревают. Выступающие углы, тонкие элементы и другие части, остывающие быстрее основной конструкции, дополнительно утепляют на длине участка, назначаемого проектом производства работ.

Поверхности ранее забетонированных блоков и оснований, подверженных воздействию наружного воздуха в местах примыкания к свежеуложенному бетону, утепляют на полосе шириной 1 —1,5 м (рис.71).

После окончания бетонирования немедленно утепляют верхнюю грань блока теплоизоляцией, которая по своим качествам не уступает утепленной опалубке. Опалубку и утепление снимают с разрешения технического персонала после достижения бетоном необходимой критической прочности при остывании бетона в наружных слоях до 0°С. Опалубку следует снимать до примерзания ее к бетону.

После распалубливания бетон следует временно укрывать теплоизоляционным материалом во избежание его растрескивания, если разность температур поверхностного слоя бетона и наружного воздуха превышает 20 °С для конструкций с модулем поверхности от 2 до 5 и 30 °С — для конструкций с модулем поверхности 5 и выше.

Массивные блоки с модулем поверхности менее 2 и блоки гидротехнических сооружений распалубливают, учитывая заданные проектом наибольшие допускаемые температурные перепады между ядром блока и его поверхностью и между поверхностью блока и наружным воздухом.

Читать далее: Применение бетонов с противоморозными добавками

Категория: —
Бетонные работы в зимних условиях

stroy-technics.ru

Параметры, от которых зависит упругость древесины

Модуль упругости древесины — параметр изменяющийся, на его значение влияют:

• Влажность. Упругость древесины находится в обратной зависимости от влажности. То есть при высокой влажности дерева, его способность возвращаться к исходной форме будет минимальной.
• Прямослойность. Если волокна расположены извилисто, беспорядочно, то способность восстанавливать форму у неё будет заметно ниже, чем у прямослойной.
• Плотность. Дерево с низкой плотностью не так упруго, как более плотное.
• Возраст дерева. Древесина старого дерева более упруга, чем молодого.
• Природные особенности дерева. Хвойные деревья имеют однорядные мелкие сердцевинные лучи, поэтому их древесина более упругая, хотя удельный вес у таких пород не велик.
• Возраст самой древесины. Более молодые слои ствола дерева называют заболонью, те, что располагаются ближе к центру, и, соответственно, старее – ядром. Заболонь более упругая, чем ядро.

Применение

Марка бетона в25 не имеет особых технологий приготовления. Строительству монолитных конструкций служат следующие действия:

Кроме этого, материал применяют для заливки дорожных плит на площадках аэродромов

• нужно очистить поверхность от мусора и пыли;
• делается опалубка (используйте деревянные доски или ДСП);
• большую прочность получите, применяя перемычки и распорки;
• проведите армирование с помощью армированной сетки или стальных прутьев (эта процедура касается укрепления конструкции);
• равномерно залейте опалубку готовой смесью;
• применяйте вибраторы для уплотнения раствора;
• после застывания уберите съемную опалубку;
• первые десять дней смачивайте готовую конструкцию водой;
• полное застывание произойдет через 4 недели.

Определение и формула коэффициента Пуассона

Обратимся к рассмотрению деформации твердого тела. В рассматриваемом процессе происходит изменение размеров, объема и часто формы тела. Так, относительное продольное растяжение (сжатие) объекта происходит при его относительном поперечном сужении (расширении). При этом продольная деформация определена формулой:

где — длина образца до деформации, — изменение длины при нагрузке.

Однако, при растяжении (сжатии) происходит не только изменение длины образца, но и при этом меняются поперечные размеры тела. Деформация в поперечном направлении характеризуется величиной относительного поперечного сужения (расширения):

где — диаметр цилиндрической части образца до деформации (поперечный размер образца).

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Коэффициентом Пуассона называют абсолютную величину, равную частному относительного поперечного сужения (расширения) () к относительному продольному удлинению (сжатию) (). Обозначают коэффициент Пуассона обычно буквами: , . Встречаются и другие обозначения. Математически определение коэффициента Пуассона выглядит как:

Эмпирически получено, что при упругих деформациях выполняется равенство:

Бетон и зима Суровые будни начальника лаборатории

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

• Мы в большинстве своем научились,славно тепляки для бетона зимой  строить,это уровень 1956,года.только прежде зимой для бетона  на севере мы еще печки строили, и воду ставили для увлажнения воздуха в тепляке  ,и теплотехнический  расчет для зимнего бетонирования делали и бетонные образцы знали куда ставить по уму при бетонировании зимой ,а не для показателей прочности бетона  и распалубку производили по температуре твердения бетона при зимнем бетонировании  и где контрольные точки размещать при зимнем бетонировании
• .Правила размещения контрольных точек измерения температуры в монолитных конструкциях при зимнем  бетонировании
• Руководство по зимнему бетонированию НИИЖБ
• Поверхность бетона определяется модулем поверхности конструкции .Для расчета модуля поверхности геометрически сложных конструкций необходимо произвести разбивку сложного тела на простейшие (куб,параллелипипед, цилиндр ,пластина и определить отдельно модуль поверхности куба ,модуль поверхности цилиндра ,модуль поверхности пластины ,
• Формула для определения модуля поверхности имеет следующий вид Мп=F/V
• Для колонн и балок прямоугольного сечения со сторонами а,b,м    Модуль поверхности равен 2/а+2/b
• Для колонн и балок квадратного сечения со стороной а , модуль поверхности Мп =4/аДля куба со стороной а ,м модуль поверхности Мп=6/а
• А) Отдельно стоящего модуль поверхности 2/а+2/b+2/c
• b)прилегающего к массиву модуль поверхности МП=2/а+2/b+1/c
• для плит и стен толщиной а,м  модуль поверхности Мп=2/а

Для цилиндра с радиусом R и высотой с ,м модуль поверхности Мп=2/R+2/c

Все о зимнем бетонировании

• Как найти модуль поверхности бетона  Зимнее бетонирование  тсн 12-336-2007
• Этот документ дает четкое и ясное понимание,что есть зимнее бетонирование, что есть модуль поверхности конструкции ,модуль поверхности бетона подсчет модуля поверхности,формулы для определения модуля поверхности должен знать каждый строитель участвующий при производстве бетонных работ < ,фактический режим твердения бетона представлен в рекомендациях .ТСН регламентирует требования к процессу бетонирования при производстве бетонных работ зимой .Позволяет определиться с выбором наиболее эффективного способа обогрева и приготовления бетона в зависимости от способа приготовления бетонной смеси ,транспортирования и укладки бетона.Способы зимнего бетонирования  необходимы для получения прочности,выдерживание бетона в конструкциях,особенности выдерживания бетона,метод термоса, обеспечение твердения бетона с противоморозными добавками,метод электропрогрева,предварительный разогрев бетона,обгрев бетона в греющей опалубке,воздушный обогрев бетона,контроль за производством работ, пример технического задание на проектирование состава бетона,Модуль поверхности и формулы для определения модуля поверхности,методика определения электрического сопротивления бетона,мощность греющего провода пнсв,Пример для определения прочности бетона с использованием графика нарастания прочности и фактического температурного режима,форма температурного листа,форма журнала бетонных работ Модуль поверхности равен отношению суммы охлаждаемых площадей поверхности конструкции  к ее объему ,при уладке бетонной смеси на талое основание поверхность конструкции,соприкасающаяся с ним в ?F в расчете модуля поверхности конструкции не учитываютДля параллелепипеда со сторонами а,b b c в м

8.5.3. Модуль упругости и деформации бетона при

КРАТКОВРЕМЕННОМ НАГРУЖЕНИИ

Деформации бетона при приложении нагрузки зависят от его состава, свойств составляющих материалов и вида напряженного состояния. Диаграмма сжатия бетона имеет криволинейное очертание, причем кривизна увеличивается с ростом напряжений (рис. 6.4).

С увеличением прочности бетона уменьшается его деформация и кривизна диаграммы . Низкопрочные бетоны имеют даже нисходящую ветвь диаграммы сжатия. Однако на этом участке сплошность материала уже нарушена, в нем возникают микроскопические трещины, отслоение отдельных частей. В железобетонных конструкциях арматура связывает отдельные части бетона в единое целое и для частных случаев расчета конструкций необходимо учитывать нисходящую ветвь диаграммы сжатия бетона.

На характер нарастания деформаций под действием нагрузки влияют также скорость ее приложения, размеры образца, температурно-влажностное состояние бетона и окружающей среды и другие факторы. Деформация бетона включает упругую, пластическуюи псевдопластическуючасти (рис. 6.4):

Соотношение между ними зависит от состава бетона, использованных материалов и других факторов. Величина пластической и псевдопластической частей возрастает с увеличением длительности нагрузки, понижением прочности бетона, увеличением водоцементного отношения, при применении слабых заполнителей.

О деформативных свойствах бетона при приложении нагрузки судят по его модулю деформации, т. е. по отношению напряжения к относительной реформации, вызываемой его действием. Чем выше модуль деформации, тем менее деформативен материал. Поскольку диаграмма сжатия бетона криволинейна, то его модуль деформации зависит от значений относительных напряжений, постепенно понижаясь с их увеличением (рис.6.5), причем тем больше, чем ниже марка бетона. Обычно определяют либо начальный модуль деформации бетона Ео, когда преобладают упругие деформации, либо модуль деформации при определенном значении, например при= 0,5.

На практике используют эмпирические зависимости модуля деформации от различных факторов. Для расчета железобетонных конструкций важна зависимость модуля деформации при можно определить по формуле:

,

где R– прочность бетона.

В действительности модуль деформации может заметно отличаться от средних значений. В табл. 6.2 приведены значения модуля деформации при сжатии некоторых видов бетона, показывающие большое влияние на него технологических факторов.

Важное значение для расчета конструкций и оценки их поведения под нагрузкой имеют величины предельных деформаций, при которых начинается разрушение бетона, По опытным данным, предельная сжимаемость бетона изменяется в пределах 0.0015…0,003, увеличиваясь при повышении прочности бетона. Предельную сжимаемость бетона можно также увеличивать, применяя более Деформативные компоненты и обеспечивая достаточно надежное сцепление между ними

Предельную сжимаемость бетона можно также увеличивать, применяя более Деформативные компоненты и обеспечивая достаточно надежное сцепление между ними.

Предельная растяжимость бетона составляет 0,0001…0,0015, т.е. примерно в 15…20 раз меньше его предельной сжимаемости.

Предельная растяжимость повышается при введении в бетон пластифицирующих добавок, использовании белитовых цементов, уменьшении крупности заполнителей или при применении заполнителей с высокими деформативными свойствами и сцеплением с цементным камнем.

Бетонные модули

Модульные монолитные железобетонные блоки «Трансформер» производства компании «Мультиблок» позволяют в короткие сроки возводить строительные конструкции различного назначения. Представляют собой конструкцию, которая используется в качестве готовой строительной части для быстрого возведения объектов различного назначения.

Применение блоков «Трансформер»

Инженерные сооруженияТрансформаторные подстанцииРаспределительные подстанцииГазораспределительные пунктыПодстанции освещенияНасосные станцииПункты очистки водыБлоки с дизель-генераторными установкамиБлоки с биогазовыми установкамиКотельни	Жилые здания Малоэтажные домаЦокольные этажиМини-отелиДачные строенияВременные постройки
Хозяйственные постройки МастерскиеМини-цехаЖивотноводческие помещенияСкладыМини-офисыДиспетчерские точкиПристройки различного назначения	Торговые и сервисные пункты МагазиныКафеГаражиЗаправкиПункты ДПСПропускные/сторожевые будкиСервисные объекты

Основные характеристики бетонных модулей

Толщина стен	100 мм.
Длина конструкции	от 3,2 до 7,5 м.18 ступеней с шагом 200 или 300 мм.
Ширина конструкции	2,3 — 2,5 — 3,0 м.
Высота внутри помещения	от 2,48 до 2,9 м.
Высота подвала	от 0,8 до 1,9 м.шаг 10 мм.
Высота крыши	от 0,28 до 0,42 м.двускатная / односкатная
Срок службы	30 лет

Всего 64 типоразмера. Подробнее о габаритах и весе железобетонных блочных конструкций можно узнать в отделе продаж

Преимущества модулей «Трансформер»

Универсальность

Возможность создавать одно- или многоблочные сооружения, одно- или двухэтажные здания, помещения любой планировки и компоновки.

Удобство применения

100% заводская готовность, быстрый монтаж, возможность демонтажа и последующей сборки, полностью соответствуют действующим нормам и правилам, любые виды отделки.Производятся по технологии, позволяющей изготовить инженерный блок нужной конфигурации с требуемым расположением дверных и оконных проемов, технологических отверстий и т. д.

Модульность

Конструкции можно собирать и разбирать, а также комбинировать друг с другом, соединять последовательно или параллельно, создавать двухуровневые конструкции, расширять сооружение. Система стыковки унифицирована, пол не имеет перепадов по высоте.

Надежность

Долговечны, пожаробезопасны, сейсмостойки, экологичны. Толстые стены, двойное армирование и применение высококачественного бетона обеспечивают прочность конструкции. Кабины устойчивы к землетрясениям до 9 баллов по шкале MSK-64, способны локализовать внутренний взрыв и действие дуги КЗ. Отсутствие швов в монолитной конструкции защищает помещение от проникновения влаги, пыли, насекомых.

Комплектность

Конструкции под ключ, возможна поставка металлоизделий (ворота, двери, жалюзийные решетки, козырьки, нащельники и др.).

Простота и удобство

Размеры бетонных конструкций позволяют перевозить их как автомобильным транспортом с низкой платформой, так и по железной дороге. Для подъема конструкций предусмотрены закладные детали. Используется замковая система соединений, не требующая дополнительных сварочных и отделочных работ. Крупное оборудование устанавливается и меняется через съемную крышу. Минимальный объем строительных и монтажных работ.

Модуль упругости бетона в20

• Классификация
  • Виды и таблицы
  • Модуль упругости — от чего он зависит
• Заключение

Все растворы склонные к затвердеванию обладают определённой плотностью в застывшем состоянии, поэтому и существует такое понятие, как модуль упругости бетона, по которому и определяется его пригодность к тому или иному виду работ. Помимо этого такие смеси классифицируются еще и по маркам, но марка может включать размеров плотности и имеет более общее понятие.

Именно об этом пойдёт речь ниже, а также вы сможете увидеть здесь демонстрацию тематического видео в этой статье.

Испытание на растяжение

Виды и таблицы

Заливка плитного фундамента

• Все виды подобных растворов подразделяются на тяжёлые, мелкозернистые, лёгкие, поризованные, а также автоклавного твердения. Вызывает некоторое удивление, что чуть ли не все доморощенные строители об этом не имеют почти никаких знаний, хотя от этого в основном зависит качество возводимой конструкции.
• Сами по себе бетонные изделия являются достаточно твёрдыми материалами, но под воздействием механических нагрузок типа удара, сжатия растяжения и излома даже самый высокий модуль упругости железобетона не может быть вполне достаточным, как абсолютная единица. В связи с этим классификация прочности различается на два основных показателя — сжатие и растяжение, от которых зависит переносимость других нагрузок или упругость.

Наименование бетона	Модуль упругости начальный. Сжатие и растяжение Eb*103. Прочность на сжатие в МПа
B1	B1,5	B2	B2,5	B3,5	B5	B7,5	B10	B12,5	В15	В20	В25	В30	B35	B40	B45	B50	B55	B60
Тяжёлые
Естественный цикл затвердевания	—	—	—	9,5	13	16	18	21	23	27	30	32,5	34,5	36	37,5	39	39,5	40
Тепловая обработка при атмосферном давлении	—	—	—	—	8,5	11,5	14,5	16	19	20,5	24	27	29	31	32,5	34	35	35,5	36
Автоклавная обработка	—	—	—	—	7	10	12	13,5	16	17	20	22,5	24,5	26	27	28	29	29,5	30
Мелкозернистые
А-группа (естественное отвердение)	—	—	—	—	7	10	13,5	15,5	17,5	19,5	22	24	26	27,5	28,5	—	—	—	—
Тепловая обработка при атмосферном давлении	—	—	—	—	6,5	9	12,5	14	15,5	17	20	21,5	23	24	24,5	—	—	—	—
Б-группа (естественное отвердение)	—	—	—	—	6,5	9	12,5	14	15,5	17	20	21,5	23	—	—	—	—	—	—
Теплообработка при автоклавном давлении	—	—	—	—	5,5	8	11,5	13	14,5	15,5	17,5	19	20,5
В-группа автоклавного отвердения	—	—	—	—	—	—	—	—	—	16,5	18	19,5	21	21	22	23	24	24,5	25
Лёгкие и горизонтальные — средняя плотность D
800	—	—	—	4	4,5	5	5,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1000	—	—	—	5	5,5	6,3	7,2	8	8,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1200	—	—	—	6	6,7	7,6	8,7	9,5	10	10,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1400	—	—	—	7	7,8	8,8	10	11	11,7	12,5	13,5	14,5	15,5	—	—	—	—	—	—
1600	—	—	—	—	9	10	11,5	12,5	13,2	14	15,5	16,5	17,5	18	—	—	—	—	—
1800	—	—	—	—	—	11,2	13	14	14,7	15,5	17	18,5	19,5	20,5	21	—	—	—	—
2000	—	—	—	—	—	—	14,5	16	17	18	19,5	21	22	23	23,5	—	—	—	—
Ячеистые, автоклавное твердение, плотность D
500	1,1	1,4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
600	1,4	1,7	1,8	2,1	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
700	—	1,9	2,2	2,5	2,9	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
800	—	—	—	2,9	3,4	4	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
900	—	—	—	—	3,8	4,5	5,5	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1000	—	—	—	—	—	6	7	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1100	—	—	—	—	—	6,8	7,9	8,3	8,6	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—
1200	—	—	—	—	—	—	8,4	8,8	9,3	—	—	—	—	—	—	—	—	—	—

Таблица модулей упругости бетона с учётом СНИП 2.03.01-84

Примечание. Не забывайте о том, что при нагрузке конструкции не подвергаются необратимым процессам, вызывающим критические разрушения — их свойства не изменяются. Это следует учитывать при сооружении арок или перекрытий.

Рекомендация

При монтаже тех или иных конструкций всегда следует обращать внимание на таблицы, как того требует инструкция

Модуль упругости — от чего он зависит

Бетонные арки. Фото

В первую очередь, упругость зависит от характеристик наполнителя, к тому же, если отобразить такое влияние на графической схеме, то мы увидим прямолинейное возрастание.

Получается, что чем выше значение модуля, тем больше упругость раствора, где самые высокие показатели у тяжёлых бетонов, так как там используются очень плотные наполнители — щебень и гравий.

Также, на упругость влияет время заливки конструкции или её возраст, но показатели меняются в зависимости от первоначального модуля.

Но в среднем можно сказать, что бетон постоянно набирает крепость примерно в течение 50 лет! Примечательно, что все эти показатели не изменяются под воздействием температуры до 230⁰C, следовательно, вред бетону может быть нанесён только очень сильным пожаром.

Автоклавная обработка

Влияет на показатели процесс затвердевания раствора, который может происходить при термической обработке открытым способом, через автоклав или естественным образом.

Для определения продолжительности возможной нагрузки вы берёте начальный модуль (из таблицы) и умножаете его на коэффициент, который равен 0,85.

для лёгких, мелкозернистых и тяжёлых бетонов и 0,7 для  поризованных.

Приготовление бетона своими руками при строительстве дома

Общее понятие

Модуль упругости (также известный как модуль Юнга) – один из показателей механических свойств материала, который характеризует его сопротивляемость деформации растяжения. Другими словами, его значение показывает пластичность материала. Чем больше модуль упругости, тем менее будет растягиваться какой-либо стержень при прочих равных условиях (величина нагрузки, площадь сечения и прочее).

В теории упругости модуль Юнга обозначается буквой Е. Является составной частью закона Гука (закона о деформации упругих тел). Связывает напряжение, возникающее в материале, и его деформацию.

Согласно международной стандартной системе единиц измеряется в МПа. Но на практике инженеры предпочитают использовать размерность кгс/см2.

Определение модуля упругости осуществляется опытным путем в научных лабораториях. Суть данного способа заключается в разрыве на специальном оборудовании гантелеобразных образцов материала. Узнав напряжение и удлинение, при котором произошло разрушение образца, делят данные переменные друг на друга, тем самым получая модуль Юнга.

Отметим сразу, что таким методом определяются модули упругости пластичных материалов: сталь, медь и прочее. Хрупкие материалы – чугун, бетон – сжимают до появления трещин.

Дополнительные характеристики механических свойств

Модуль упругости дает возможность предугадать поведение материла только при работе на сжатие или растяжение. При наличии таких видов нагрузок как смятие, срез, изгиб и прочее потребуется введение дополнительных параметров:

• Жесткость есть произведение модуля упругости на площадь поперечного сечения профиля. По величине жесткости можно судить о пластичности уже не материала, а узла конструкции в целом. Измеряется в килограммах силы.
• Относительное продольное удлинение показывает отношение абсолютного удлинения образца к общей длине образца. Например, к стержню длиной 100 мм приложили определенную силу. Как результат, он уменьшился в размере на 5 мм. Деля его удлинение (5 мм) на первоначальную длину (100 мм) получаем относительное удлинение 0,05. Переменная является безразмерной величиной. В некоторых случаях для удобства восприятия переводится в проценты.
• Относительное поперечное удлинение рассчитывается аналогично вышепредставленному пункту, но вместо длины здесь рассматривается диаметр стержня. Опыты показывают, что для большинства материалов поперечное удлинение в 3-4 раза меньше, чем продольное.
• Коэффициент Пуансона есть отношение относительной продольной деформации к относительной поперечной деформации. Данный параметр позволяет полностью описать изменение формы под воздействием нагрузки.
• Модуль сдвига характеризует упругие свойства при воздействии на образец касательных напряжений, т. е. в случае, когда вектор силы направлен под 90 градусов к поверхности тела. Примерами таких нагрузок является работа заклепок на срез, гвоздей на смятие и прочее. По большому счету, модуль сдвига связан с таким понятием как вязкость материла.
• Модуль объемной упругости характеризуется изменением объема материала для равномерного разностороннего приложения нагрузки. Является отношением объемного давления к объемной деформации сжатия. Примером такой работы служит опущенный в воду образец, на который по всей его площади воздействует давление жидкости.

Помимо вышесказанного необходимо упомянуть, что некоторые типы материалов имеют различные механические свойства в зависимости от направления нагрузки. Такие материалы характеризуются как анизотропные. Яркими примерами служит древесина, слоистые пластмассы, некоторые виды камня, ткани и прочее.

У изотропных материалов механические свойства и упругая деформация одинаковы в любом направлении. К ним относят металлы (сталь, чугун, медь, алюминий и прочее), неслоистые пластмассы, естественные камни, бетон, каучук.

От чего зависит модуль упругости

1. Непосредственное влияние оказывают характеристики наполнителя, причем эта зависимость – практически прямолинейная (если отобразить ее графически). Для легких бетонов значение модуля ниже, чем тот же показатель у «тяжелых» аналогов с крупными гранулами (щебня, гравия).

2. Класс бетона. Для определения существует специальная таблица. Частный застройщик на практике использует ограниченный ассортимент подобной продукции, поэтому нет смысла приводить ее в полном виде. Вот некоторые данные по прочности и модулю, из которых видно, что они имеют прямо пропорциональную зависимость, которая не изменяется при температурах до 230 0С. Следовательно, практически никогда.

• В10 соответствует 19;
• В 15 – 24;
• В20 – 27,5;
• В25 – 30;
• В30 – 32,5.

Это позволяет «управлять» таким свойством материала, как упругость, причем для одной и той же марки продукции

Такая характеристика принимается во внимание в зависимости от того, какой элемент конструкции будет монтироваться. Например, слабо или сильно нагруженный, с какой периодичностью и длительностью будет действовать дополнительный вес

3. Возраст бетона. Наблюдается тенденция увеличение численного показателя модуля упругости с течением времени. Поэтому при определении значения в конкретный период пользуются специальными таблицами, где отражены начальные показатели, которые умножаются на поправочные коэффициенты.

4. Технология обработки материалов. Есть разница, как отвердевал бетон – естественным путем, при термической обработке без использования закрытых камер или «прошел» через автоклав.
 

5. Продолжительность воздействия нагрузки. Для определения данной величины начальный модуль упругости (взятый из таблицы), умножается на соответствующий коэффициент. Он равен 0,85 для бетонов мелкозернистых, легких (если заполнитель мелкий) и тяжелых. Для легких (с пористым заполнителем) и поризованных бетонов коэффициент равняется 0,7.

Перед тем, как рассмотреть иные факторы, влияющие на рассматриваемую характеристику, стоит остановиться на таком показателе, как ползучесть бетона. От нее зависит степень деформации материала. Дело в том, что при кратковременном воздействии (причем в определенных пределах) после снятия нагрузки материал принимает первоначальную форму.

Если воздействие не прекращается, то речь идет уже о пластичной деформации, которая, как правило, имеет необратимый характер. Не стоит вдаваться во все нюансы, так как порой разделить оба вида деформации крайне сложно. Достаточно указать, что пластичная (то есть дальнейшее изменение формы) вызывается «ползучестью» бетона. Она учитывается при длительном воздействии. Коэффициент ползучести обозначается символом «φb,cr»

6. Влажность воздуха. Существует зависимость между ней и φb,cr. Это также определяется по таблицам. Кроме того, учитываются и такие факторы, как температура и радиация (интенсивность излучения).

7. Наличие армирующего каркаса. Понятно, что металл деформируется под нагрузкой не в такой степени, как бетон.

Для тех читателей, которые захотят более глубоко вникнуть в этот вопрос, укажем Государственный Стандарт № 24452 от 1980 года, в котором описаны, в частности, и методы определения данной характеристики бетонов.
 

Детальное определение

Приложим к однородному стержню растягивающие его силы. В результате воздействия таких сил стержень в общем случае окажется деформирован как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Пусть l и d длина и поперечный размер образца до деформации, а l ′ > и d ′ > — длина и поперечный размер образца после деформации. Тогда продольным удлинением

называют величину, равную ( l ′ − l ) -l)> , а поперечнымсжатием — величину, равную − ( d ′ − d ) -d)> . Если ( l ′ − l ) -l)> обозначить как Δ l , а ( d ′ − d ) -d)> как Δ d , тоотносительное продольное удлинение будет равно величине Δ l l >> , аотносительное поперечное сжатие — величине − Δ d d >> . Тогда в принятых обозначениях коэффициент Пуассона μ имеет вид:

μ = − Δ d d l Δ l . >>.>

Обычно при приложении к стержню растягивающих усилий он удлиняется в продольном направлении и сокращается в поперечных направлениях. Таким образом, в подобных случаях выполнятся 0>»> Δ l l > 0 >>0> 0>»/> и Δ d d 0 > , так что коэффициент Пуассона положителен. Как показывает опыт, при сжатии коэффициент Пуассона имеет то же значение, что и при растяжении.

Для абсолютно хрупких материалов коэффициент Пуассона равен 0, для абсолютно несжимаемых — 0,5. Для большинства сталей этот коэффициент лежит в районе 0,3, для резины он равен приблизительно 0,5.

Существуют также материалы (преимущественно полимеры), у которых коэффициент Пуассона отрицателен, такие материалы называют ауксетиками. Это значит, что при приложении растягивающего усилия поперечное сечение тела увеличивается.

К примеру, бумага из одно

слойных нанотрубок имеет положительный коэффициент Пуассона, а по мере увеличения долимного слойных нанотрубок наблюдается резкий переход к отрицательному значению −0,20.

Отрицательным коэффициентом Пуассона обладают многие анизотропные кристаллы , так как коэффициент Пуассона для таких материалов зависит от угла ориентации кристаллической структуры относительно оси растяжения. Отрицательный коэффициент обнаруживается у таких материалов, как литий (минимальное значение равно −0,54), натрий (−0,44), калий (−0,42), кальций (−0,27), медь (−0,13) и других. 67 % кубических кристаллов из таблицы Менделеева имеют отрицательный коэффициент Пуассона.

От чего зависит величина?

На величину данного показателя значительно влияет наполнитель в материала. Упругость раствора зависит от множества факторов

Первое, на что обращают внимание — наполнитель. Коэффициент напрямую связан с упругостью раствора

Так, высокими показателями являются тяжелые бетоны, наполнителями в которых являются гравий и щебень

Допустимые нагрузки на постройки из такого материала самые высокие, поэтому важно выбирать правильные заполнители. Учитывают не только интенсивность нагрузок, но и частоту

Возраст и время укладки материала играют немаловажную роль в показателях модуля упругости. Крепость материала возрастает на протяжении 50 лет с момента заливки, вне зависимости от внешних температур (до 230 ⁰C). Кроме того, характеристики завися от процесса затвердевания (автоклавный, естественный). Чтобы узнать продолжительность предполагаемых нагрузок, нужно начальный показатель перемножать с показателем: 0,7 для поризованных бетонов, 0,85 — для тяжелых легких и мелкозернистых.

Возраст залитого материала находится в прямопропорциональной зависимости с данным показателем.

Классы бетонного раствора в частной стройке варьируют в пределах В7,5—30 (марки М100—400), но таких прочностных и других характеристик хватает вне зависимости от требований и сложностей конструкций. Показатели модуля увеличивает арматура, так как характеристики арматуры повышают показатели общей конструкции. Методика укладки арматуры в бетон определяется ГОСТом 24452—80.

Посмотреть «ГОСТ 24452-80» или

Таблица показателей упругости материалов

Перед тем, как перейти непосредственно к этой характеристике стали, рассмотрим для начала, в качестве примера и дополнительной информации, таблицу, содержащую данные об этой величине по отношению к другим материалам. Данные измеряются в МПа.

Модуль упругости различных материалов

Как можно заметить из представленной выше таблицы, это значение является разным для разных материалов, к тому же показателя разнятся, если учитывать тот или иной вариант вычисления этого показателя. Каждый волен выбирать именно тот вариант изучения показателей, который больше подойдёт ему. Предпочтительнее, возможно, считать модуль Юнга, так как он чаще применяется именно для характеристики того или иного материала в этом отношении. После того как мы кратко ознакомились с данными этой характеристики других материалов, перейдём непосредственно к характеристике отдельно стали.

Для начала обратимся к сухим цифрам и выведем различные показатели этой характеристики для разных видов сталей и стальных конструкций:

• Модуль упругости (Е) для литья, горячекатанной арматуры из сталей марок, именуемых Ст.3 и Ст. 5 равняется 2,1*106 кг/см^2.
• Для таких сталей как 25Г2С и 30ХГ2С это значение равно 2*106 кг/см^2.
• Для проволоки периодического профиля и холоднотянутой круглой проволоки, существует такое значение упругости, равняющееся 1,8*106 кг/см^2. Для холодно-сплющенной арматуры показатели аналогичны.
• Для прядей и пучков высокопрочной проволоки значение равняется 2·10 6 кГ/см^2
• Для стальных спиральных канатов и канатов с металлическим сердечником значение равняется 1,5·10 4 кГ/см^2, в то время как для тросов с сердечником органическим это значение не превышает1,3·10 6 кГ/см^2 .
• Модуль сдвига (G) для прокатной стали равен 8,4·10 6 кГ/см^2 .
• И напоследок коэффициент Пуассона для стали равен значению 0,3

Это общие данные, приведённые для видов стали и стальных изделий. Каждая величина была высчитано согласно всем физическим правилам и с учётом всех имеющихся отношений, которые используются для выведения величин этой характеристики.

Ниже будет приведена вся общая информация об этой характеристике стали. Значения будут даваться как по модулю Юнга, так и по модулю сдвига, как в одних единицах измерения (МПа), так и в других (кг/см2, ньютон*м2).