concconcЖелезобетонные конструкцииReinforced concrete structures2949-16222949-1614Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет10.22227/2949-1622.2024.2.22-34concconc-48Research ArticleТЕОРИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНАTHEORY OF CONCRETE AND REINFORCED CONCRETEУсталостное поведение изгибаемых железобетонных балок при коррозииFatigue Behavior of Flexural Reinforced Concrete Beams under Corrosion Conditionshttps://orcid.org/0000-0003-0569-4788ТамразянА. Г.TamrazyanA. G.

Ашот Георгиевич Тамразян, чл.-корр. РААСН, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой железобетонных и каменных конструкций

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Scopus: 55975413900, ResearcherID: T-1253-2017

Ashot G. Tamrazyan, Corresponding member of RAACS, Doctor of Technical Sciences, Professor, Неad of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

Scopus: 55975413900, ResearcherID: T-1253-2017

tamrazian@mail.ruНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian Federation202428062024622234Copyright © Тамразян А.Г., 20242024Тамразян А.Г.Tamrazyan A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.g-b-k.ru/jour/article/view/48

Статья посвящена вопросам усталости изгибаемых железобетонных балок при коррозии арматуры. Рассматриваются влияние выступов и выемки арматуры периодического профиля в бетоне при повторяющихся нагрузках, которые действуют как концентраторы напряжений, что приводит к появлению усталостных трещин и к снижению усталостной прочности. Высота, ширина, угол подъема и радиус основания выступа влияют на величину концентрации напряжения и, следовательно, на усталостную прочность арматурных стержней. Представлена кривая циклических напряжений-деформаций (гистерезиса) для арматуры. После 7% -ной фактической потери массы наблюдается снижение усталостных характеристик балки. Поскольку это уменьшение совпадает с наблюдением питтинга, предполагается, что оно в основном из-за точечной коррозии. Предлагается деформационный подход к выносливости. Выведена зависимость между деформацией и сроком службы элемента. Показано, что коэффициент усталостной прочности стальной арматуры в балках увеличивается с увеличением глубины выемки, а контролирующим коэффициентом усталостной прочности балок является усталостная прочность стального стержня.

The article is devoted to the fatigue of bending reinforced concrete beams under reinforcement corrosion. The influence of lugs and rebar notches periodic profile in concrete under repetitive loads, which act as stress concentrators, leading to the appearance of fatigue cracks and to the reduction of fatigue strength, is considered. 

усталостная прочностьсрок службыизгибжелезобетонные балкикоррозиячастотагистерезисвыемкавыступы арматурыfatigue resistanceservice lifebendingreinforced concrete beamscorrosionfrequencyhysteresishollowinglugs of the reinforcementReferencesHollaway L.C., Leeming M.B. Strengthening of Reinforced Concrete Structures: Using Externally-Bonded FRP Composites in Structural and Civil Engineering. Wood head, Cambridge, England, 1999.Hollaway L.C., Leeming M.B. Strengthening of Reinforced Concrete Structures: Using Externally-Bonded FRP Composites in Structural and Civil Engineering, Wood head, Cambridge, England, 1999.ACI Committee 215, 1974, Considerations for design of Concrete Structures Subjected to Fatigue loading (ACI 215R-74 revised 1992 reapproved 1997), American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1997. 24 p.ACI Committee 215. Considerations for design of Concrete Structures Subjected to Fatigue loading (ACI 215R-74 revised 1992 reapproved 1997). American Concrete Institute. Farmington Hills, MI, 1997. 24 p.Bannantine J., Comer J., Handrock J. Fundamentals of Metal Fatigue Analysis. Prentice Hall, NJ, 1990.Bannantine J., Comer J., Handrock J. Fundamentals of Metal Fatigue Analysis. Prentice Hall, NJ, 1990.Мирсаяпов И.Т., Тамразян А.Г. К разработке научных основ теории выносливости железобетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2017. № 1. С. 50–56.Mirsayapov I.T., Tamrazyan A.G. To development of scientific bases of the theory of endurance of reinforced concrete structures. Industrial and civil construction. 2017. No. 1. Pp. 50-56.Мирсаяпов И.Т., Тамразян А.Г. К расчету железобетонных конструкций на выносливость // Промышленное и гражданское строительство. 2016. № 11. С. 19–23.Mirsayapov I.T., Tamrazyan A.G. To calculation of reinforced concrete structures for endurance. Industrial and civil engineering. 2016. No. 11. Pp. 19-23.Comite Euro- International Du Beton, (CEB) “Fatigue of Concrete Structures: State of the Art Report”, Bulletin № 188, Lausanne, Switzerland, 1988.Comite Euro- International Du Beton, (CEB). Fatigue of Concrete Structures: State of the Art Report. Bulletin no. 188. Lausanne, Switzerland, 1988.Barnes R.A., Mays G.C. Fatigue Performance of Concrete Beams Strengthened with CFRP Plates // ASCE Journal of Composites for Constraction. 1999. Vol. 3. No. 2. Pp. 63–72.Barnes R.A., Mays G.C. Fatigue Performance of Concrete Beams Strengthened with CFRP Plates. ASCE Journal of Composites for Construction. 1999. Vol. 3. No. 2. Pp. 63-72.Lushnikova V.Y., Tamrazyan A.G. The effect of reinforcement corrosion on the adhesion between reinforcement and concrete // Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 4 (80). Pp. 128–137.Lushnikova V.Y., Tamrazyan A.G. The effect of reinforcement corrosion on the adhesion between reinforcement and concrete. Magazine of Civil Engineering. 2018. No. 4 (80). Pp. 128-137.Тамразян А.Г., Мацеевич Т.А. Анализ надежности железобетонной плиты с корродированной арматурой // Строительство и реконструкция. 2022. № 1 (99). С. 89–98.Tamrazyan A.G., Matseevich T.A. Reliability Analysis of Reinforced Concrete Slab with Corroded Reinforcement. Building and Reconstruction. 2022. No. 1 (99). Pp. 89-98.Tilly G.P. Fatigue of Steel Reinforcement Bars in Concrete : a Review // Fatigue of Engineering Materials and Structures. 1979. Vol. 2. No. 3. Pp. 251–268.Tilly G.P. Fatigue of Steel Reinforcement Bars in Concrete : a Review. Fatigue of Engineering Materials and Structures. 1979. Vol. 2. No. 3. Pp. 251-268.ACI Committee 222. Protection of Metals in Concrete Against Corrosion (ACI 222-01), American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2001. 30 p.ACI Committee 222. Protection of Metals in Concrete Against Corrosion (ACI 222-01), American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 2001. 30 p.Bentur A., Diamond S., Berke N.S. Steel Corrosion in Concrete: Fundamentals and Civil Engineering Practice. E & FN Spone, London, 1997.Bentur A., Diamond S., Berke N.S. Steel Corrosion in Concrete: Fundamentals and Civil Engineering Practice. E & FN Spone, London, 1997.Тамразян А.Г., Попов Д.С. Напряженно-деформированное состояние коррозионно-поврежденных железобетонных элементов при динамическом нагружении // Промышленное и гражданское строительство. 2019. № 2. С. 19–26.Tamrazyan A.G., Popov D.S. Stress-strain state of corrosion-damaged reinforced concrete elements under dynamic loading. Industrial and civil engineering. 2019. No. 2. Pp. 19-26.Тамразян А.Г., Минеев М.С. К возникновению трещин в модели толстостенного бетонного цилиндра при коррозии с учетом пористой зоны на границе раздела арматуры и бетона // Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2021. № 3 (393). С. 159–165.Tamrazyan A.G., Mineyev M.S. Towards Crack Occurrence in a Model of a Thick-Walled Concrete Cylinder under Corrosion with Consideration of a Porous Zone at the Interface of Reinforcement and Concrete. Izvestia of higher educational institutions. Technology of textile industry. 2021. No. 3 (393). Pp. 159-165.Jhamb A.C., MacGregor J.G. Effect of surface Characteristics on Fatigue Strength of Reinforced Steel // Abeles Symposium: Fatigue of Concrete. ACI Sp-41, Detroit, MI, 1972. Pp. 139–182.Jhamb A.C., MacGregor J.G. Effect of surface Characteristics on Fatigue Strength of Reinforced Steel. Abeles Symposium: Fatigue of Concrete. ACI Sp-41, Detroit, MI, 1972. Pp. 139-182.Arthur P.D., Earl J., Hodgkiess T. Corrosion Fatigue in Concrete for Marine Applications. Fatigue of Concrete Structures. Shah S.P., ED ACI SP-75, Detroit, MI, 1982. Pp. 1–24.Arthur P.D., Earl J., Hodgkiess T. Corrosion Fatigue in Concrete for Marine Applications. Fatigue of Concrete Structures. Shah S.P., ED ACI SP-75, Detroit, MI, 1982. Pp. 1-24.Roper H., Hetherington G.B. Fatigue of Reinforced Concrete Beams in Air, Cloride Solution, and Sea Water. Fatigue of Concrete Structures, Shah S.P., ED ACI SP-75, Detroit, MI, 1982. Pp. 307–330.Roper H., Hetherington G.B. Fatigue of Reinforced Concrete Beams in Air, Cloride Solution, and Sea Water. Fatigue of Concrete Structures. Shah S.P., ED ACI SP-75, Detroit, MI, 1982. Pp. 307-330.Fib model code for concrete structures // FIB Model Code, Lausanne, Switzerland : International Federation for Structural Concrete, 2010.Fib model code for concrete structures. FIB Model Code, Lausanne, Switzerland : International Federation for Structural Concrete, 2010.Heffernan P.J., Erki M.A. Fatigue behavior of Reinforced Concrete Beams, Strengthened with Carbon Fibre Reinforced Plastic Laminates. // ASCE Journal of Composites for Construction. 2004. Vol. 8. No. 2. Pp.132–140.Heffernan P.J., Erki M.A. Fatigue behavior of Reinforced Concrete Beams, Strengthened with Carbon Fibre Reinforced Plastic Laminates. ASCE Journal of Composites for Construction. 2004. Vol. 8. No. 2. Pp. 132-140.Masoud S., Soudki K., Topper T. Postrepair Fatigue Performance of FRP-Repaired Corroded Reinforced Concrete Beams: Experimental and Analytical Investigation // ASCE Journal of Composites for Construction. 2005. Vol. 9. No. 5. Pp. 441–449.Masoud S., Soudki K., Topper T. Postrepair Fatigue Performance of FRP-Repaired Corroded Reinforced Concrete Beams: Experimental and Analytical Investigation. ASCE Journal of Composites for Construction. 2005. Vol. 9. No. 5. Pp. 441-449.Тамразян А.Г. Методология анализа и оценки надежности состояния и прогнозирование срока службы железобетонных конструкций // Железобетонные конструкции. 2023. Т. 1. № 1. С. 5–18.Tamrazyan A.G. Methodology of analysis and assessment of state reliability and forecasting of service life of reinforced concrete structures. Reinforced Concrete Structures. 2023. Vol. 1. No. 1. Pp. 5-18.Neuber H. Theory of Stress Concentration for Shear Strained Prismatic Bodies with Arbitrary Non Linear Stress Strain Law // Journal of Applied Mechanics. 1961. Pp. 544–550.Neuber H. Theory of Stress Concentration for Shear Strained Prismatic Bodies with Arbitrary Non Linear Stress Strain Law. Journal of Applied Mechanics. 1961. Pp. 544-550.Masing G. Eigenspannungen und Verfestigung beim Messing. In Proc. of 2nd International. Congress of Applied Mechanics, Zurich, 1926.Masing G. Eigenspannungen und Verfestigung beim Messing. In Proc. of 2nd International. Congress of Applied Mechanics, Zurich, 1926.Smith K.N., Watson P., Topper T.H. A Stress – Strain Function for the Fatigue of Metals // Journal of Materials (JMLSA). 1970. Vol. 5. No. 4. Pp. 767–778.Smith K.N., Watson P., Topper T.H. A Stress – Strain Function for the Fatigue of Metals. Journal of Materials (JMLSA). 1970. Vol. 5. No. 4. Pp. 767-778.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.