Влияние начальных прокатных напряжений на усталостную прочность арматуры

На усталостную прочность арматуры могут оказывать влияние начальные напряжения, получаемые при ее изготовлении.

Неравномерные температурные деформации при остывании, а также значительное обжатие сечения арматуры при прокатке, характеризуемое коэффициентом вытяжки 1,4-1,6, вызывает образование у поверхности стержней неравномерно распределенных начальных напряжений, как сжимающих, так и растягивающих.

Имеющиеся исследования показывают, что при любом способе изготовления начальные сжимающие напряжения у поверхности могут существенно повышать усталостную прочность, иногда в 4-5 раз, особенно при наличии концентраторов напряжений. Начальные растягивающие напряжения, напротив, могут существенно снижать усталостную прочность.

В НИИ Гидропроекта для проверки влияния начальных прокатных напряжений на усталостную прочность периодической арматуры испытывались образцы стержней, отпуск которых производился при температуре 600-650°С, что полностью исключало возникновение остаточных напряжений.

Усталостная прочность при числе нагружении 2-10е достигла Яа=273 МПа (2730 кгс/см²).

Усталостная прочность, подсчитанная по обрывам в рабочей части (серия 114), оказалась на 10% выше усталостной прочности, определенной по первым обрывам. Для сопоставления была испытана серия образцов без наклепа концов (серия 115). Усталостная прочность их совпадала с серией ИЗ.

Снятие начальных прокатных напряжений повысило усталостную прочность арматуры примерно на 15%.

Снятие начальных прокатных напряжений привело к более равномерному напряженному состоянию сечений стержня, что наряду с повышением выносливости подтверждается и характером раскрытия усталостных трещин после статического испытания разорванных в усталостных испытаниях половинок образцов. Кроме характерных трещин в месте примыкания поперечных ребер к продольному в этом случае наблюдались трещины в основании поперечных ребер по всей длине образца, т. е. очаги усталости зарождались у всех геометрических концентраторов.

Наличие начальных сварочных напряжений в стыковых соединениях арматуры также может влиять на усталостную прочность.