Циклическая нагрузка на арматуру

Тот факт, что максимальные пластические деформации происходят непосредственно перед усталостным разрушением, а также наличие явления наклепа обусловливают возможность работы железобетонных сечений при циклическом нагружении при нагрузках, превышающих статические разрушающие, определенные по пределу текучести арматуры.

Для проверки высказанного предположения о наличии нескольких критических сечений при исчерпании выносливости были проведены испытания. После усталостного обрыва опытных образцов концы половинок образцов усиливались и вновь ставились на испытание в том же режиме. Данные показывают, что в повторных испытаниях число циклов до усталостного обрыва, как правило, сокращается, несмотря на меньшую длину образцов, что должно было отразиться на увеличении их прочности.

Высказанные выше соображения подтверждаются результатами и других испытаний, выполненных в НИС Гидропроекта. Приведены механические характеристики, полученные при статическом испытании половинок разорвавшихся от усталости образцов стержней диаметром 20 и 32 мм. Как видно из графиков, циклическая нагрузка практически не влияла на предел текучести доведенных до усталостного разрушения образцов, но приводила к снижению, в ряде случаев резкому, их временного сопротивления. Обрывы половинок происходили хрупко. Лишь при нагрузках, меньших предела выносливости или очень близких к нему, обрывы происходили с образованием «шейки» и отмечалось явление наклепа. Для этих же случаев не наблюдалось снижения предельного удлинения образцов. Во всех других случаях для половинок образцов, оборвавшихся от усталости, наблюдается резкое уменьшение.

После статического разрыва образцов при нагрузках, меньших предела выносливости, усталостных трещин на поверхности арматуры не обнаруживалось. Эти результаты согласуются с данными других исследований.

Характер изменения графика усталостной прочности за пределами циклов не получил достаточного экспериментального обоснования. По этому вопросу имеются лишь разрозненные исследования. Ряд авторов высказывается за существование предела усталости, т. е. того максимального напряжения, которое может быть выдержано металлом при неограниченном количестве циклов нагружений. Имеется и другая точка зрения, отвергающая существование такого предела. Выше упоминалось предложение Д. И. Беренова по построению линии выносливости за пределами циклов.

Этот вопрос приобретает особую важность в применении к конструкциям гидросооружений. Если принять предложение Д. И. Беренова, то для конструкции гидротехнических сооружений, которые ввиду значительно большего срока эксплуатации и непрерывности приложения динамических усилий выдерживают в течение всего периода эксплуатации более 2 циклов, расчетные значения усталостной прочности арматуры должны быть значительно снижены.