Классифицируются основные причины усталостного разрушения в стержневой арматуре периодического профиля. Приводятся математическое описание элементов поверхности периодического профиля, основы «технической» теории напряженного состояния стержневой арматуры и характер взаимодействия элементов периодического профиля с сердечником стержня. Сформулированы основные принципы проектирования стержневой арматуры с повышенным пределом выносливости и дается методика расчета, позволяющая проектировать более эффективные периодические профили. Показаны перспективы применения метода электрогидродинамических аналогий (ЭГДА) при решении сложных задач теории упругости для выяснения концентрации напряжений. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников проектных и строительно-монтажных организаций.

Предисловие
Введение

Глава I. Основы расчета железобетонных конструкции на многократно повторяющуюся нагрузку
1. Виды конструкций, работающих на многократно повторяющуюся нагрузку. Характеристика цикла нагружения
2. Влияние вида армирования на характер усталостного разрушения железобетонных конструкций
3. Методика расчета элементов железобетонных конструкций на выносливость согласно главе СНиП II-21-75

Глава II. Основные причины усталостного разрушения и пути разработки методики прогнозирования предела выносливости стержневой арматуры периодического профиля
4. Состояние научных исследований по усталостной прочности стержневой арматуры
5. Основные причины усталостного разрушения стержневой арматуры периодического профиля
6. Схема построения методики прогнозирования предела выносливости стержневой арматуры периодического профиля
7. Оценка влияния окружающего бетона на усталостную прочность стержневой арматуры

Глава III. Особенности напряженного состояния наклонных (винтовых) выступов
8. Особенности взаимодействия наклонных выступов с сердечником стержня
9. Использование методов дифференциальной геометрии для описания и исследования элементов поверхности периодического профиля
10. Основные принципы точной теории, использованной при изучении пространственного напряженного состояния цилиндрического тела с кольцевым выступом
11. Результаты вычислений по концентрации продольных и кольцевых напряжений
12. Характеристика напряженного состояния металла вблизи выступов

Глава IV. Исследование концентрации напряжении на электрических моделях методом электрогидродинамических аналогий (ЭГДА). Первая причина усталостного разрушения
13. Сущность метода электрогидродинамических аналогий (ЭГДА). Выбор способа замера коэффициентов концентрации напряжений на моделях выступов
14. Влияние размеров и формы выступов на коэффициент концентрации напряжений
15. Определение коэффициента концентрации напряжений вблизи выступов (первая причина усталостного разрушения)
16. Оптимальная форма галтели сопряжения выступа с сердечником стержня
17. Влияние окружающего бетона на концентрацию напряжений вблизи выступов. Разработка методики моделирования воздействия окружающего бетона на интеграторе ЭГДА-9/60

Глава V. Расчет узлов сопряжения наклонных выступов с продольным ребром и с сердечником стержня. Вторая, третья и четвертая причины усталостного разрушения
18. Основные положения расчета
19. Расчет местных напряжений продольного ребра в галтели его сопряжения с выступом (вторая причина усталостного разрушения)
20. Концентрация напряжений в местах сопряжения торца наклонного выступа с сердечником стержня (третья причина усталостного разрушения)
21. Обоснование расчетной схемы изгиба продольного ребра под воздействием сжатого выступа (четвертая причина усталостного разрушения)

Глава VI. Определение остаточных напряжений в стержневой арматуре и их учет при расчете выносливости
22. Общие сведения об остаточных напряжениях
23. Методы определения остаточных напряжений
24. Экспериментально-теоретический метод определения остаточных напряжений в поперечных выступах стержневой арматуры
25. Определение осевых остаточных напряжений на поверхности сердечника
26. Учет остаточных напряжений при расчете выносливости арматуры

Глава VII. Экспериментальные исследования, выполненные в УПИ им. С.М. Кирова. Проверка расчетных формул
27. Особенности исследований
28. Программа исследований
29. Основные выводы
30. Определение теоретического эффективного коэффициента концентрации напряжений для галтели - наклонного выступа
31. Определение теоретического эффективного коэффициента концентрации напряжений в узлах сопряжения наклонных выступов и продольных ребер
32. Определение коэффициента концентрации напряжений для мест сопряжения торца наклонного вы- ступа с сердечником стержня

Заключение
Список литературы

Предисловие

Действующие нормативные документы не дают исчерпывающих указаний для полного и точного расчета выносливости стержневой арматуры как с профилями по ГОСТ 5781—61*, так и с новыми видами профилей. Пока отсутствует также методика расчета, необходимая для создания новых видов эффективных периодических профилей стержневой арматуры и расчета ее выносливости.

Правильным выбором геометрии элементов периодического профиля, их взаимного расположения и разработкой методики расчета концентрации напряжений в этих элементах можно повысить предел выносливости стержневой арматуры периодического профиля. С целью прогнозирования предела выносливости стержневой арматуры периодического профиля различных видов на кафедре строительных конструкций Уральского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им. С.М. Кирова (УПИ) разработана классификация основных причин усталостного разрушения и «техническая» теория определения эффективного теоретического коэффициента концентрации напряжений, а также сформулированы основные принципы проектирования стержневой арматуры периодического профиля с повышенным пределом выносливости.

В основу содержания данной книги легли обширные экспериментально-теоретические исследования, проведенные в УПИ, и опыт проектирования, изготовления и внедрения нового периодического профиля стержневой арматуры для железобетонных конструкций. В книге нашли отражение вопросы проектирования профилей, предназначенных для конструкций, работающих как под статической, так и под многократно повторяющейся нагрузкой. Для многих конструкций, рассчитываемых на прочность упрощенно с коэффициентом динамичности, необходимость проверки на выносливость в настоящее время кажется сомнительной. Однако в дальнейшем по мере уточнения характера и величины внешних воздействий будут открываться возможности постепенного уточнения расчета выносливости. Этим путем может быть обеспечена значительная экономия материалов.

Выносливость арматуры следует рассматривать с учетом влияния окружающего бетона. Вопрос о влиянии бетона на концентрацию напряжений и выносливость арматуры в оригинальной постановке уже описан в литературе. Новый подход к этому вопросу позволил по-другому объяснить результаты исследований железобетонных балок на выносливость, проведенных в различных институтах, в том числе в Львовском политехническом институте.

Сложная и острая не рассматриваемая здесь проблема выносливости стыков арматурных стержней заслуживает отдельного изучения, так как при этом должно учитываться влияние металлургических, технологических и тому подобных факторов.

Выводы и рекомендации, содержащиеся в книге, могут служить дополнением к соответствующим главам действующих норм и инструкций по расчету железобетонных конструкций на выносливость, а также к ранее вышедшим монографиям.

Номинальные напряжения в арматуре железобетонной конструкции, которая нагружена нормативной многократно повторяющейся нагрузкой, следует определять согласно главе СНиП II-21-75, по нормам проектирования бетонных и железобетонных конструкций, исходя из гипотезы плоских сечений с изменением напряжений в бетоне по высоте сечения элемента по линейному закону. При этом в обычных железобетонных конструкциях работу бетона на растяжение не учитывают. Примеры определения напряжений в арматуре при расчете на выносливость имеются в инструктивной и учебной литературе.

Введение, главы I, II, III, V и заключение написаны С.М. Скоробогатовым, глава VI — А.С. Куриловым, глава VII — С.М. Скоробогатовым и Л.В. Щербаковым.