Экспериментальные данные по выносливости бетона при растяжении

Выносливость бетона при растяжении изучена недостаточно. Из ранних опытов имеются лишь ссылки на исследования Де Жюли, который установил, что усталостная прочность при осевом растяжении составляет 0,55 прочности статической. Такой же вывод содержится на основании испытания на растяжение бетонных восьмерок сечением 8 x 8 x 40 см.

Зависимость коэффициента динамического упрочнения бетона при растяжении от времени нагружения оказалась аналогичной зависимости при сжатии, хотя усталостная прочность получилась и несколько меньшей.

При испытании на растяжение стандартных цементных восьмерок полученные значения были значительно выше и колебались в интервале 1,6-2,15 при t=0,003 с. Основную роль здесь сыграли, по-видимому, более значительные пластические деформации для цементного камня и раствора.

Выполненные в НИС Гидропроекта исследования показывают, что при растяжении коэффициент динамического упрочнения бетона также зависит от запаса пластических свойств.

Скорость нагружения также оказывает существенное влияние на коэффициент динамического упрочнения, значение которого всегда больше единицы и в исследованиях достигало Лд=1,6. Поэтому основные соображения по характеру линии выносливости, высказанные для случая сжатия, могут быть распространены и на случай растяжения бетона. Началом ее на оси ординат также будет являться точка, большая единицы, и решающее влияние на значение при растяжении будут оказывать запас пластических свойств бетона и скорость нагружения. При растяжении на изгиб динамическая прочность бетона также превышает статическую, т. е. началом графика выносливости будет точка, соответствующая. Однако следует иметь в виду различие в поведении бетона растянутой зоны при статическом и динамическом нагружениях.

Если пластические свойства бетона растянутой зоны при высокой скорости нагружения не будут проявляться, то напряжения в пределах каждого цикла будут следовать закону Гука, вследствие чего прочность на растяжение при изгибе бетона, учитываемая при статических нагрузках введением коэффициента 1,7 и составляющая 1,7 Яр, при переменных нагрузках, будет меньше. Так, при 0,5 трещиностойкость должна быть в 3,4 раза меньше статичекой. При более высоких значениях, т. е. при меньших перепадах напряжений, снижение трещиностойкости должно быть меньше, однако во всех случаях не менее чем в 2 раза ниже статической.

Таким образом, при переменных нагрузках практически неизбежно образование трещин в растянутой зоне железобетонных элементов, рассчитываемых по принятой в настоящее время методике.

Вместе с тем общие сведения показывают, что в случае растяжения при изгибе для бетона сохраняется общая зависимость от статической прочности, т. е. указанного выше столь резкого снижения усталостной прочности не происходит. Еще более неясным является вопрос усталостной прочности растянутой зоны бетона при наличии водной среды.