Выносливость железобетонных элементов с различными типами стыков растянутой арматуры

Исследования на более крупных моделях серии Д (16 образцов) и серии Е (4 образца) имели целью установить усталостную прочность испытываемых стыков, проследить особенности их работы при циклических нагрузках и картину разрушения, сопоставить опытные значения выносливости с расчетными. В этих сериях для исследований на выносливость были приняты модели в виде балок размером 20 x 40 x 250 см. Модельные балки образовывались из двух отдельных сборных элементов, соединяемых между собой стыком, расположенным в середине пролета. Испытанные типы соединений арматуры. Исследовались стыки с металлическими соединительными пластинками (модели № 1-9) и стыки, непосредственно приваренные к рабочей арматуре элементов (модели № 10, 11).

Исследовались два основных типа стыков с соединительной металлической пластинкой: «симметричный» - с приваркой арматурных стержней с обеих сторон соединительных пластинок и «несимметричный» - с приваркой рабочих стержней лишь с одной стороны пластинок.

Модели № 1 и 2 с несимметричными стыками армировались гладкой арматурой из стали марки СтЗ, площадь сечения соединительных пластинок была принята равновеликой площади рабочих стержней. В остальных моделях армирование производилось арматурой периодического профиля из стали марки Сто. Во всех испытанных моделях содержание арматуры не превышало 1%.

Коэффициент асимметрии в опытах серии Д составлял р=0,5 и серии Е р=0,25. Если при принятой нагрузке в пределах указанного числа циклов модель не разрушалась и прогибы ее больше не возрастали, то нагрузка увеличивалась с сохранением постоянного значения р. Если затухание прогибов не отмечалось, то модель испытывалась далее до разрушения или стабилизации прогибов. Только две модели (№ 12 и 13) испытывались на большое число циклов нагрузки.

В процессе испытаний велись наблюдения за образованием и развитием трещин. Как правило, первые трещины образовывались в сечениях, совпадающих с торцом накладок в стыках с накладками и торцом скоб в ванных стыках, т. е. в местах перехода от основного сечения стержня к стыку. Первые трещины образовывались в этих сечениях на первом же цикле нагружения при максимальной нагрузке, которая во всех случаях превосходила расчетную нагрузку трещинообразования. При дальнейшем увеличении числа циклов они получали наибольшее развитие, хотя образовывались и другие трещины.

Испытывавшиеся на выносливость образцы с ванными стыками разрушились от усталостного обрыва растянутых стержней в трещине, совпадающей с концом ванночки. В стыках с накладками при двустороннем наложении швов (серия Б) разрушение происходило только по торцам накладок. Разрушение образцов со стыками внахлестку (серия В) происходило по сечению с трещиной, совпадающей с торцом стыка. Контактные стыки (серия Г) разрушались по месту перехода от тела стержня к грату.

Таким образом, характер усталостного разрушения испытанных стыков полностью совпадал с данными испытаний стержневых необетонированных образцов. Результаты испытаний образцов серий А-Г могут быть сопоставлены с данными испытаний необетонированных стержней.