Испытания бетонных балок на динамические нагрузки

Проведенные испытания на динамические нагрузки показали, что заделка стержней в 20d в растянутой зоне бетона не обеспечивает прочности сцепления с бетоном. При заделке в 20d хотя и имело место разрушение модели от усталостного разрыва арматуры (модель № 1) примерно после 10⁶ циклов при максимальной нагрузке 90 кН (9 тс), но при увеличении нагрузки до того же значения ступенями (модель № 2) сцепление арматуры с бетоном было нарушено. Увеличение числа циклов нагружении при постоянной нагрузке (модель № 9) также привело к нарушению сцепления арматуры с бетоном.

При длине заделки в 30d прочность сцепления арматуры с бетоном оказалась выше прочности самой арматуры при напряжениях в ней, близких к пределу текучести. Так, при испытании моделей № 2 и 10 произошел усталостный обрыв арматуры после 4•10⁶ циклов нагружения. Лишь в модели № 6, испытывавшейся при максимальной нагрузке 130 кН (13 тс), произошло нарушение сцепления арматуры с бетоном. Следует учитывать, что эта нагрузка значительно превосходила расчетную статическую разрушающую нагрузку 2Рмакс=95,5 кН (9,55 тс). Несмотря на высокую прочность сцепления арматуры с бетоном при заделке в 30d, что подтверждается разрушением балок от усталостного обрыва арматуры, в самой заделке происходили, по-видимому, некоторые смещения, вследствие чего прогибы балок с перепуском арматуры в 30d оказались выше прогибов балок со сплошной арматурой.

Как видно, балки с заделкой стержней в 20d и 30d имели меньшую жесткость, чем эталонные балки со сплошной арматурой. При испытании моделей разрушение происходило только от усталостного обрыва арматуры как при испытании в одном режиме, так и при испытании на ступенчатое нагружение, в том числе и на нагрузку, в 1,3 раза превосходящую статическую разрушающую нагрузку. Общее число циклов, которое выдерживали отдельные модели. Прогибы балок с перепуском арматуры 40d и 60d и с дополнительными стержнями в сварном стыке оказались меньше прогибов эталонных балок.

Балки со сплошной арматурой без сварки и балки с перепуском, равным 30d и выше, выдерживали нагрузку 90 кН (9 тс) от 1,4x10⁶ до 14,8x10⁶ циклов, причем в некоторых моделях, когда разрушение не наступало после прохождения 2-Ю6 циклов (до 5,4x10⁶ циклов и выше) и нагрузка поднималась до 115 кН (11,5 тс), балки выдерживались еще от 0,32x10⁶ до 0,6x10⁶ циклов. Прочность балок со сварными стыками была значительно ниже. Разрушение двух из них произошло при нагрузке 60 кН (6 тс) после 0,132-Ю6 и 2,23x10⁶ циклов, а при нагрузке 90 кН (9 тс) балка разрушилась после 0,55x10⁶ циклов, что примерно в 3 раза меньше, чем наихудший результат для балок, с целой арматурой. Прочность балок с дополнительным армированием сварного стыка оказалась примерно такой же, как и балок с целой арматурой.