RU2071599C1 - Method of evaluation of mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structure under action of stretching and compression and device for its implementation - Google Patents

Method of evaluation of mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structure under action of stretching and compression and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2071599C1
RU2071599C1 SU5047748A RU2071599C1 RU 2071599 C1 RU2071599 C1 RU 2071599C1 SU 5047748 A SU5047748 A SU 5047748A RU 2071599 C1 RU2071599 C1 RU 2071599C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sample
hollow cylinder
core
thin
reinforced concrete
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Original Assignee
Белгородский технологический институт строительных материалов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белгородский технологический институт строительных материалов filed Critical Белгородский технологический институт строительных материалов
Priority to SU5047748 priority Critical patent/RU2071599C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2071599C1 publication Critical patent/RU2071599C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: measurement technology. SUBSTANCE: sample in the form of hollow cylinder is simultaneously loaded both by compressing load on system of distributing beam supports from hydraulic jack and by stretching load by pumping air from source of pneumatic pressure into volume of closed elastic chamber which rests against concrete core and exerts uniform pressure on internal surface of hollow cylinder perpendicular to it. Loading is carried out by steps with holding at each step to measure present values of deformations of reinforcement and concrete, width of opening of cracks and distances between them. Device for implementation of method has base 1 which carries core 2 made fast to it. Sample 3 in the form of hollow cylinder is put on core with clearance to its external surface. Loading gear in the form of elastic closed toroidal chamber 4 to which space pressure source 5 is connected is placed in clearance between core 2 and sample 3. Gear is fitted with lever-hydraulic system manufactured in the form of distributing beam supports 7 interjoined by means of hinges, hydraulic jack 8 coupled via connecting hoses 9 to oil pump made fast to core 2 and base 1. Two ring spacers 10 made from material with low deformation modulus are positioned on proper butt of sample in the form of hollow cylinder. Ball bearings 11 are located between surfaces of two rigid distributing ring dies 12 facing each other and put on ring spacer 10 on side of free butt of hollow cylinder 3. Diameter of each die is equal to that of hollow cylinder 3. Lower belt of beam supports 6 of lever-hydraulic system is mounted on free surface of rigid distributing ring die. EFFECT: improved authenticity of method, increased functional efficiency of device. 2 cl, 2 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к испытательной технике, а именно к способам и устройствам для оценки механических свойств при растяжении и сжатии тонкостенных железобетонных конструкций, в частности пологих и цилиндрических оболочек, призматических складок. Известно, что плоское напряженно-деформированное состояние испытывают железобетонные конструкции пластин, дисков, балок-стенок, отдельные зоны оболочек и складок, для которых требуется оценка плоского напряженного состояния в местах образования сквозных трещин, а также оценка трещиностойкости этих зон. The claimed invention relates to testing equipment, and in particular to methods and devices for evaluating the mechanical properties of tensile and compressive thin-walled reinforced concrete structures, in particular shallow and cylindrical shells, prismatic folds. It is known that the plane stress-strain state is experienced by reinforced concrete structures of plates, disks, wall beams, separate zones of shells and folds, which require an assessment of the plane stress state in the places of the formation of through cracks, as well as an assessment of the crack resistance of these zones.

Широко известен способ испытания прямоугольных железобетонных пластин, заключающийся в том, что на образец воздействуют как центрально-растягивающими силами, равномерно передающимися на четыре точки верхней и нижней сторон пластины, так и горизонтальными силами, возникающими в боковых динамометрах в процессе растяжения образца [1] Однако, при этом способе испытаний невозможно обеспечить высокую центровку приложения на образец растягивающих усилий, к тому же велико влияние граничных условий, что искажает представление о работе образца в реальных условиях. A widely known method of testing rectangular reinforced concrete plates is that the sample is subjected to both central tensile forces uniformly transmitted to the four points of the upper and lower sides of the plate, and horizontal forces arising in the lateral dynamometers during the stretching of the sample [1] However , with this test method it is impossible to provide high centering of the application of tensile forces on the sample, besides, the influence of the boundary conditions is great, which distorts the idea of the sample in real conditions.

Наиболее близким по технической сущности является способ оценки механических свойств железобетонных дисков. Согласно этому способу, взятому в заявляемом изобретении за прототип, сжимающую и растягивающую нагрузки прикладывают вдоль срединной поверхности тонкостенного железобетонного диска. Растяжение образца осуществляется в горизонтальном направлении на захватах. В вертикальном направлении создается сжатие верхней и нижней сторон образца через обжимающее устройство. Нагружение проводят ступенчато с выдержкой на каждой ступени для измерения деформаций арматуры и бетона, ширины раскрытия трещин и расстояния между ними, по которым оценивают механические свойства материала образца [2]
Недостаток указанного способа заключается в том, что закрепление образца на захватах и в обжимающем устройстве, на его краях после нагружения из-за сильного влияния граничных условий вследствие малых размеров железобетонного диска, возрастает погрешность в измерении деформаций арматуры и бетона, которая отрицательно сказывается на результатах исследования.
The closest in technical essence is a method for assessing the mechanical properties of reinforced concrete disks. According to this method, taken in the claimed invention as a prototype, compressive and tensile loads are applied along the middle surface of a thin-walled reinforced concrete disk. The sample is stretched horizontally on the grips. In the vertical direction, compression of the upper and lower sides of the sample is created through a crimping device. The loading is carried out stepwise with exposure at each step to measure the deformation of the reinforcement and concrete, the width of the crack opening and the distance between them, which evaluate the mechanical properties of the sample material [2]
The disadvantage of this method is that the sample is fixed on the grippers and in the crimping device, on its edges after loading due to the strong influence of the boundary conditions due to the small size of the reinforced concrete disk, the error in the measurement of reinforcement and concrete deformations increases, which negatively affects the results of the study .

Устройство для осуществления способа оценки механических свойств железобетонных дисков при действии растяжения и сжатия состоит из нагрузочного устройства, включающего захваты и обжимающее устройство. К захватам через распределительные траверсы прикреплены четыре анкера, горизонтально выпущенные за пределы диска по двум боковым сторонам образца. Обжимающее устройство опирается через резиновые прокладки на нижнюю и верхнюю стороны железобетонного диска [2]
Недостаток данного устройства заключается в том, что в то время как сжимающая нагрузка прикладывается от обжимающего устройства по всему периметру нижнего и верхнего концов железобетонного диска, растягивающая нагрузка прикладывается к образцу за четыре арматурных анкера, закрепленных горизонтально в теле диска и выпущенных за его пределы. Такое приложение растягивающей нагрузки на образец не отражает его реальной работы из-за сильного влияния граничных условий и высокой погрешности в центрировании образца, которую невозможно устранить при данном способе испытаний.
A device for implementing the method for assessing the mechanical properties of reinforced concrete disks under the action of tension and compression consists of a loading device, including grippers and a crimping device. Four anchors are attached to the grips through the distribution traverses, horizontally released outside the disk on the two sides of the sample. The crimping device is supported through rubber gaskets on the lower and upper sides of the reinforced concrete disk [2]
The disadvantage of this device is that while the compressive load is applied from the crimping device along the entire perimeter of the lower and upper ends of the reinforced concrete disk, the tensile load is applied to the sample for four reinforcing anchors mounted horizontally in the body of the disk and released outside it. This application of tensile load on the sample does not reflect its real work due to the strong influence of the boundary conditions and the high error in centering the sample, which cannot be eliminated with this test method.

Известное устройство для создания бокового давления при испытаниях тонкостенных конструкций, выбранное в качестве прототипа заявляемого устройства, содержит основание, включающее две параллельные плиты с узлами жесткого крепления торцов испытуемой оболочки, выполненной в виде полого тонкостенного цилиндра, внутри которой установлен сердечник в виде оправы, состоящей из снабженных фланцами верхней и нижней обечаек, соединенных между собой через упругую прокладку двумя шарнирными стяжками, расположенными диаметрально. В зазоре между фланцами размещено нагружающее устройство, содержащее замкнутую тороидальную эластичную камеру, полость которой подсоединена к источнику давления [3]
Недостаток известного устройства заключается в том, что хотя оно и создает комбинированное напряженное состояние мембранное с изгибным с учетом изгиба с кручением, однако, не позволяет получить нормируемые физико-механические характеристики на образцах, выполненных в железобетоне в условиях плоского напряженного состояния из-за неоднородности железобетона. Создать же только мембранное двухосное напряженное состояние оно не позволяет. Таким образом, данное устройство не подходит для оценки плоского напряженного состояния. Кроме того, конструктивное решение, при котором нижний и верхний торцы цилиндрической оболочки жестко закреплены, не обеспечивает возможности свободного смещения образца в радиальном направлении, перпендикулярно образующей цилиндра, необходимого для достижения высокой точности равномерного приложения растягивающей нагрузки по всей площади внутренней боковой поверхности цилиндрического образца, влияющей на точность измерения.
The known device for creating lateral pressure when testing thin-walled structures, selected as a prototype of the claimed device, contains a base including two parallel plates with nodes for rigid attachment of the ends of the test shell, made in the form of a hollow thin-walled cylinder, inside which a core in the form of a frame, consisting of equipped with flanges of the upper and lower shells, interconnected through an elastic gasket with two hinged couplers located diametrically. In the gap between the flanges there is a loading device containing a closed toroidal elastic chamber, the cavity of which is connected to a pressure source [3]
A disadvantage of the known device is that although it creates a combined stress state of the membrane with bending taking into account bending with torsion, however, it does not allow to obtain normalized physical and mechanical characteristics on samples made in reinforced concrete in a plane stress state due to inhomogeneity of reinforced concrete . It does not allow to create only a membrane biaxial stress state. Thus, this device is not suitable for assessing a plane stress state. In addition, the constructive solution, in which the lower and upper ends of the cylindrical shell is rigidly fixed, does not provide the possibility of free displacement of the sample in the radial direction perpendicular to the cylinder, which is necessary to achieve high precision uniform application of the tensile load over the entire area of the inner side surface of the cylindrical sample, affecting on measurement accuracy.

Задача изобретения создание способа и конструкции для оценки механических свойств тонкостенных образцов, которые позволяли бы значительно увеличить точность данных измерений. The objective of the invention is the creation of a method and design for evaluating the mechanical properties of thin-walled samples, which would significantly increase the accuracy of the measurement data.

Поставленная задача решается тем, что в способе оценки механических свойств тонкостенных железобетонных конструкций при растяжении и сжатии, по которому на испытуемый образец воздействуют растягивающей и сжимающей нагрузкой, при приложении сжимающей нагрузки вдоль срединной поверхности образца и ступенчатом нагружении с выдержкой на каждой ступени для измерения деформаций арматуры и бетона, ширины раскрытия трещин и расстояния между ними, согласно изобретению, в качестве образца используют тонкостенный полый цилиндр, растягивающей нагрузкой воздействуют равномерно по всей площади внутренней поверхности цилиндра, а перпендикулярно ей, а сжимающую нагрузку создают посредством воздействия системы распределительных балочных опор. The problem is solved in that in the method of assessing the mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structures under tension and compression, according to which the tensile and compressive loads are applied to the test specimen, when compressive loads are applied along the median surface of the specimen and step loading is applied at each stage to measure reinforcement deformations and concrete, the width of the crack opening and the distance between them, according to the invention, as a sample use a thin-walled hollow cylinder, tensile the load is applied uniformly over the entire area of the inner surface of the cylinder, and perpendicular to it, and the compressive load is created by the action of a system of distribution beam supports.

Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для испытания тонкостенных железобетонных конструкций при растяжении и сжатии, состоящем из основания, установленных на основании жестко связанного с ним сердечника, одетого на последний, с зазором к его наружной поверхности образца в виде полого цилиндра, размещенного в зазоре нагружающего устройства, выполненного в виде эластичной замкнутой тороидальной камеры и соединенного с ее полостью источника давления, согласно предлагаемому решению, устройство снабжено жестко связанной с сердечником и основанием рычажно-гидравлической системой, выполненной в виде распределительных балочных опор, шарнирно-подвижно сопряженных между собой, гидродомкрата для воздействия на балочные опоры, двумя кольцевыми прокладками из материала с низким модулем деформации, каждая из которых размещена на соответствующем торце полого цилиндра, парой жестких распределительных кольцевых штампов, установленных на кольцевой прокладке со стороны свободного торца полого цилиндра и шаровыми опорами, размещенными между поверхностями последних, обращенных друг к другу, при этом диаметр каждого штампа равен диаметру образца, нижний пояс балочных опор рычажно-гидравлической системы установлен на свободной поверхности жесткого распределительного кольцевого штампа, а высота Н образца выбрана из соотношения Н (1/2 1/4)D, где D диаметр срединной поверхности полого цилиндра. The problem is also solved by the fact that in the device for testing thin-walled reinforced concrete structures under tension and compression, consisting of a base mounted on the basis of a core rigidly connected to it, dressed on the latter, with a gap to its outer surface of the sample in the form of a hollow cylinder, placed in the gap of the loading device, made in the form of an elastic closed toroidal chamber and connected to its cavity pressure source, according to the proposed solution, the device is equipped with a rigidly connected with a core and a base of a lever-hydraulic system made in the form of distribution beam supports, articulated and movably interconnected, a hydraulic jack for acting on the beam supports, two ring gaskets made of material with a low deformation modulus, each of which is placed on the corresponding end of the hollow cylinder , a pair of rigid distribution ring dies mounted on an annular gasket from the side of the free end of the hollow cylinder and ball bearings located between the surfaces of the last the same, the diameter of each stamp is equal to the diameter of the sample, the lower belt of the beam supports of the lever-hydraulic system is mounted on the free surface of the rigid distribution ring stamp, and the height H of the sample is selected from the ratio H (1/2 1/4) D where D is the diameter of the middle surface of the hollow cylinder.

На фиг.1 представлено заявляемое устройство для осуществления способа. Figure 1 presents the inventive device for implementing the method.

На фиг.2 устройство в разрезе А-А. In Fig.2, the device in section aa.

Устройство состоит из основания 1, на котором установлен жестко связанный с ним сердечник 2. На сердечник, с зазором к его наружной поверхности, одет образец 3 в виде полого цилиндра. В зазоре между сердечником 2 и образцом 3 размещено нагружающее устройство, выполненное в виде эластичной замкнутой тороидальной камеры 4, с полостью которой соединен источник давления 5. Устройство снабжено жестко связанной с сердечником 2 и основанием 1 при помощи, например, упорно-силовой рамы 6, рычажно-гидравлической системой, выполненной в виде распределительных балочных опор 7, шарнирно-подвижно сопряженных между собой, гидродомкрата 8, через соединительные шланги 9 связанного с масляным насосом (на чертеже не показан). The device consists of a base 1, on which a core 2 is mounted rigidly connected to it. A sample 3 in the form of a hollow cylinder is dressed on the core, with a gap to its outer surface. In the gap between the core 2 and the sample 3 is placed a loading device made in the form of an elastic closed toroidal chamber 4, with a cavity of which a pressure source 5 is connected. The device is equipped with a rigidly connected core 2 and the base 1 using, for example, a thrust-force frame 6, lever-hydraulic system, made in the form of distribution beam supports 7, articulated and movably interconnected, a hydraulic jack 8, through connecting hoses 9 connected to an oil pump (not shown).

Две кольцевые прокладки 10 из материала с низким модулем деформации размещены на соответствующем торце полого цилиндра 3. Шаровые опоры 11 размещены между поверхностями двух жестких распределительных кольцевых штампов 12, обращенных друг к другу и установленных на кольцевой прокладке 10 со стороны свободного торца полого цилиндра 3. Диаметр каждого штампа 12 равен диаметру образца 3. Нижний пояс балочных опор 7 рычажно-гидравлической системы установлен на свободной поверхности жесткого распределительного кольцевого штампа 12. Two annular gaskets 10 of material with a low deformation modulus are placed on the corresponding end of the hollow cylinder 3. Ball bearings 11 are placed between the surfaces of two rigid distribution ring dies 12 facing each other and mounted on the annular gasket 10 from the side of the free end of the hollow cylinder 3. Diameter each stamp 12 is equal to the diameter of the sample 3. The lower belt of the beam supports 7 of the lever-hydraulic system is mounted on the free surface of the rigid distribution ring stamp 12.

Способ оценки механических свойств тонкостенных железобетонных конструкций при действии растяжения и сжатия заключается в одновременном нагружении образца в виде полого цилиндра как сжимающей нагрузкой на систему распределительных балочных опор от гидродомкрата, так и растягивающей нагрузкой путем нагнетания воздуха источником пневматического давления в полость замкнутой эластичной камеры, которая, опираясь на бетонный сердечник, оказывает равномерное давление на внутреннюю поверхность полого цилиндра, перпендикулярно ей. Нагружение осуществляют ступенчато с выдержкой на каждой ступени для измерения текущих значений деформаций арматуры и бетона, ширины раскрытия трещин и расстояния между ними. Растягивающуюся и сжимающую нагрузки можно прикладывать независимо друг от друга. Это позволяет варьировать соотношением величин нагрузок обоих направлений для каждого режима нагружения, исходя из конкретных задач исследования. A method for assessing the mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structures under the action of tension and compression consists in simultaneously loading the sample in the form of a hollow cylinder both with a compressive load on the distribution beam support system from the hydraulic jack and with a tensile load by pumping air with a source of pneumatic pressure into the cavity of a closed elastic chamber, which, Leaning on a concrete core, it exerts uniform pressure on the inner surface of the hollow cylinder, perpendicular to it. The loading is carried out stepwise with exposure at each stage to measure the current values of the deformation of the reinforcement and concrete, the width of the crack opening and the distance between them. Tensile and compressive loads can be applied independently of each other. This allows you to vary the ratio of the load values of both directions for each loading mode, based on the specific tasks of the study.

Устройство работает следующим образом. От масляного насоса через соединительные шланги 9 в гидродомкрат 8 подается под давлением масла. Гидродомкрат 8, как один из компонентов рычажно-гидравлической системы, жестко связан с сердечником 2 и основанием 1, при помощи, например, упорно-силовой рамы 6, на которую он, опираясь, оказывает давление на систему распределительных балочных опор 7. Силовым основанием 1 в заявляемом устройстве служит металлический поддон. Равномерное распределение нагрузки от гидродомкрата 8 по всему периметру верхнего торца образца в виде полого цилиндра 3, установленного на силовое основание 1, обеспечивают как шарнирно - подвижное соединение балочных опор 7, так и шаровые опоры 11, разделяющие два жестких штампа 12, диаметр которых равен диаметру полого цилиндра 3. The device operates as follows. From the oil pump through the connecting hoses 9 into the hydraulic jack 8 is supplied under oil pressure. The hydraulic jack 8, as one of the components of the lever-hydraulic system, is rigidly connected to the core 2 and the base 1, for example, using the thrust-force frame 6, on which he, resting, pressures on the system of distribution beam supports 7. Power base 1 in the inventive device is a metal tray. The uniform distribution of the load from the hydraulic jack 8 around the entire perimeter of the upper end of the sample in the form of a hollow cylinder 3 mounted on the power base 1, provides both a pivotally movable connection of the beam supports 7, and ball bearings 11 separating two rigid dies 12, the diameter of which is equal to the diameter hollow cylinder 3.

При заявляемом способе испытаний, исходя из конкретных задач исследований возможны два варианта режима нагружения одновременное приложение и растягивающей, и сжимающей нагрузки, или сначала растягивающей нагрузки, и, через некоторое время, при действии растягивающей, приложение сжимающей, либо наоборот. With the claimed test method, based on the specific research tasks, two variants of the loading regime are possible, the simultaneous application of tensile and compressive loads, or first tensile loads, and, after some time, under the action of tensile, compressive application, or vice versa.

Шаровые опоры 11 и жесткие штампы 12 способствуют также строго вертикальной передаче на полый цилиндр 3 сжимающей нагрузки и исключают сдвиг системы распределительных балочных опор 7 в плоскости, перпендикулярной образующей цилиндра. Ball bearings 11 and rigid dies 12 also contribute to a strictly vertical transfer of compressive loads to the hollow cylinder 3 and prevent the beam distribution system 7 from shifting in a plane perpendicular to the cylinder generatrix.

Для устранения трения при контакте между нижним штампом 12 и торцом полого цилиндра 3 с одной стороны, а также между силовым основанием 1 и основанием полого цилиндра с другой стороны, установлены кольцевые прокладки 10 из материала с низким модулей деформаций. Кроме того, при шарнирном закреплении нижнего и верхнего торцов полого цилиндра 3, принятого в заявляемом изобретении, кольцевые прокладки 10 обеспечивают возможность свободного смещения полого цилиндра 3 в радиальном направлении, перпендикулярно образующей цилиндра. Этим достигается высокая точность равномерного приложения растягивающей нагрузки по всей площади внутренней боковой поверхности полого цилиндра 3, чего не удается добиться при традиционных способах испытаний. To eliminate friction during contact between the lower die 12 and the end face of the hollow cylinder 3 on the one hand, as well as between the power base 1 and the base of the hollow cylinder on the other hand, ring gaskets 10 made of a material with low deformation moduli are installed. In addition, when the lower and upper ends of the hollow cylinder 3 adopted in the invention are articulated, the annular gaskets 10 allow free movement of the hollow cylinder 3 in the radial direction perpendicular to the cylinder. This ensures high accuracy of uniform application of tensile load over the entire area of the inner side surface of the hollow cylinder 3, which cannot be achieved with traditional test methods.

Одновременно со сжимающей, образец в виде полого цилиндра 3 нагружается и растягивающей нагрузкой. Источник пневматического давления 5 нагнетает воздух в полость замкнутой эластичной камеры 4, надетой на бетонный сердечник 2, жестко связанный с силовым основанием 1. Эластичная камера 4 под действием сжатого воздуха, изменив свою первоначальную тороидальную форму, расширяется в объеме и, опираясь на бетонный сердечник 2, оказывает равномерное давление на внутреннюю поверхность полого цилиндра 3, перпендикулярно к его боковой поверхности. Высота эластичной камеры должна быть равной высоте полого цилиндра 3. В противном случае не удается достичь равномерности приложения растягивающей нагрузки по всей площади внутренней поверхности полого цилиндра, которая сказывается на точности измерений. Если высота полого цилиндра 3 будет меньше 1/2 1/4 диаметра срединной поверхности полого цилиндра, имеет место значительное влияние местных граничных условий на криволинейных краях полого цилиндра, что уменьшает точность измерений. При больших соотношениях высоты к диаметру срединной поверхности в тонкостенном полом цилиндре из-за неоднородности бетона, начальных несовершенств образца (разрешенных допусками отклонений от первоначальной формы), практически всегда существующего эксцентриситета приложения сжимающей нагрузки возможны неравномерные отклонения перемещений образца в виде полого цилиндра от его срединной поверхности и далее потеря устойчивости. Принятие указанных соотношений исключает такие явления при испытании полого цилиндра. Simultaneously with compressing, the sample in the form of a hollow cylinder 3 is loaded and tensile load. The source of pneumatic pressure 5 pumps air into the cavity of the closed elastic chamber 4, worn on a concrete core 2, rigidly connected with the power base 1. The elastic chamber 4 under the action of compressed air, having changed its initial toroidal shape, expands in volume and, leaning on the concrete core 2 , exerts uniform pressure on the inner surface of the hollow cylinder 3, perpendicular to its side surface. The height of the elastic chamber must be equal to the height of the hollow cylinder 3. Otherwise, it is not possible to achieve uniform application of tensile load over the entire area of the inner surface of the hollow cylinder, which affects the accuracy of the measurements. If the height of the hollow cylinder 3 is less than 1/2 1/4 of the diameter of the middle surface of the hollow cylinder, there is a significant influence of local boundary conditions at the curved edges of the hollow cylinder, which reduces the accuracy of the measurements. With large ratios of height to diameter of the middle surface in a thin-walled hollow cylinder due to heterogeneity of the concrete, initial imperfections of the sample (allowed by tolerances of deviations from the original shape), almost always existing eccentricity of the application of the compressive load, uneven deviations of sample displacements in the form of a hollow cylinder from its middle surface are possible and further loss of stability. The adoption of these relations eliminates such phenomena when testing a hollow cylinder.

Растягивающая нагрузка прикладывается не вдоль срединной поверхности цилиндра, а перпендикулярно к ней. Это дает возможность уменьшить влияние граничных условий и повысить точность центровки при приложении нагрузки, которую при обычных способах для растягивающих усилий обеспечить невозможно. The tensile load is applied not along the median surface of the cylinder, but perpendicularly to it. This makes it possible to reduce the influence of boundary conditions and to improve the alignment accuracy upon application of a load, which cannot be achieved with conventional methods for tensile forces.

При заявляемом способе высокая точность центровки достигается равенством усилий растяжения, приложенных к каждой малой в плане пластинке с конечной длиной граней, мысленно выделяемой из конструкции образца в виде полого цилиндраа в любой точкеа на его боковой поверхности. With the claimed method, high centering accuracy is achieved by the equality of tensile forces applied to each small in terms of plate with a finite length of faces, mentally distinguished from the design of the sample in the form of a hollow cylinder at any point on its side surface.

Так как нагружение полого цилиндра осуществляется ступенями, с выдержкой на каждой ступени для измерения текущих значений деформаций арматуры и бетона, а система распределительных опор 6 в заявляемом устройстве принята по балочной схеме, то каждая балочка нижнего пояса системы предполагает две шаровые опоры 11. Возрастание величин деформаций арматуры и бетона приводит к появлению трещин на поверхности полого цилиндра. Расположение нагрузочных устройств не препятствует осмотру наружной поверхности полого цилиндра, что создает удобство при фиксации ширины раскрытия трещин. О механических свойствах полого цилиндра судят как по ширине раскрытия трещин и расстоянию между ними, так и по изменению значений деформаций арматуры и бетона в процессе нагружения полого цилиндра, причем нагружение доводят либо до необходимого уровня, достаточного для решения поставленной задачи исследования, либо до разрушения образца в виде полого цилиндра. Разрушение двухосного растянуто-сжатого образца может происходить при достижении растянутой арматурой по линиям трещин предела текучести или при исчерпании прочности полос бетона между трещинами. Since the loading of the hollow cylinder is carried out in stages, with an exposure at each stage to measure the current values of the deformations of reinforcement and concrete, and the distribution support system 6 in the inventive device is adopted according to the beam scheme, each beam of the lower belt of the system assumes two ball bearings 11. An increase in the values of deformation reinforcement and concrete leads to cracks on the surface of the hollow cylinder. The location of the loading devices does not interfere with the inspection of the outer surface of the hollow cylinder, which makes it convenient to fix the crack opening width. The mechanical properties of a hollow cylinder are judged both by the width of the crack opening and the distance between them, and by the change in the values of the deformations of the reinforcement and concrete during loading of the hollow cylinder, and the loading is brought either to the required level sufficient to solve the research problem, or to fracture the sample in the form of a hollow cylinder. The destruction of a biaxial stretched-compressed specimen can occur when tensile reinforcement reaches the yield strength along the crack lines or when the strength of the concrete strips between the cracks is exhausted.

Полученные опытные данные позволяют анализировать имеющиеся расчетные физические модели деформирования тонкостенных железобетонных конструкций с трещинами при плоском напряженном состоянии. The obtained experimental data allow us to analyze the available calculated physical models of deformation of thin-walled reinforced concrete structures with cracks in a plane stress state.

Таким образом, предлагаемые способ и устройство позволяют получить нормируемые физико-механические характеристики на железобетонных образцах в условиях плоского напряженного состояния. Высокая точность измерений достигается благодаря существенному снижению влияния граничных условий, погрешностей в измерении деформаций арматуры и бетона, а также погрешности при центрировании образца в виде полого цилиндра за счет высокой точности равномерного приложения растягивающей нагрузки по всей площади внутренней боковой поверхности полого цилиндра. Thus, the proposed method and device allows to obtain normalized physical and mechanical characteristics on reinforced concrete samples in a plane stress state. High measurement accuracy is achieved due to a significant reduction in the influence of boundary conditions, errors in the measurement of deformations of reinforcement and concrete, as well as errors when centering a sample in the form of a hollow cylinder due to the high accuracy of the uniform application of a tensile load over the entire area of the inner side surface of the hollow cylinder.

Claims (2)

1. Способ оценки механических свойств тонкостенных железобетонных конструкций при растяжении и сжатии, по которому на испытуемый образец воздействуют растягивающей и сжимающей нагрузками, сжимающую нагрузку прикладывают вдоль срединной поверхности образца, нагружение осуществляют ступенчато с выдержкой на каждой ступени для измерения деформаций арматуры и бетона, ширины раскрытия трещин и расстояния между ними, по которым оценивают механические свойства тонкостенных конструкций, отличающийся тем, что в качестве образца используют тонкостенный полый цилиндр, растягивающей нагрузкой воздействуют равномерно по всей площади внутренней поверхности цилиндра перпендикулярно ей, а сжимающую нагрузку создают посредством воздействия системы распределительных балочных опор. 1. A method for assessing the mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structures under tension and compression, according to which tensile and compressive loads are applied to the test specimen, compressive load is applied along the median surface of the specimen, loading is carried out stepwise with holding at each stage to measure reinforcement and concrete deformations, opening width cracks and the distance between them, which evaluate the mechanical properties of thin-walled structures, characterized in that as a sample use onkostenny hollow cylinder tensile impact load uniformly over the entire area of the inner surface of the cylinder perpendicular to it, and the compressive load is produced by the impact beam distribution system supports. 2. Устройство для испытания тонкостенных железобетонных конструкций при растяжении и сжатии, содержащее основание, установленные на основании жестко связанный с ним сердечник, надетый на последний, с зазором к его наружной поверхности, образец в виде полого цилиндра, размещенное в зазоре нагружающее устройство, выполненное в виде эластичной замкнутой тороидальной камеры, и соединенный с ее полостью источник давления, отличающееся тем, что сердечник выполнен из бетона, а устройство снабжено жестко связанной с сердечником и основанием рычажно-гидравлической системой, выполненной в виде распределительных балочных опор, шарнирно-подвижно сопряженных между собой, гидродомкрата для воздействия на балочные опоры, двумя кольцевыми прокладками из материала с низким модулем деформации, каждая из которых размещена на соответствующем торце образца, парой жестких распределительных кольцевых штампов, установленных на кольцевой прокладке со стороны свободного торца образца и шаровыми опорами, размещенными между поверхностями последних, обращенных друг к другу, при этом диаметр каждого штампа равен диаметру образца, нижний пояс балочных опор рычажно-гидравлической системы установлен на свободной поверхности жесткого распределительного кольцевого штампа, а высота H образца выбрана из соотношения H (1/2 1/4) D, где D диаметр срединной поверхности полого цилиндра. 2. A device for testing thin-walled reinforced concrete structures under tension and compression, containing a base, a core rigidly connected to it, mounted on the core, worn on the latter, with a gap to its outer surface, a sample in the form of a hollow cylinder, a loading device placed in the gap, made in in the form of an elastic closed toroidal chamber, and a pressure source connected to its cavity, characterized in that the core is made of concrete, and the device is equipped with a rigidly connected core and base a hydraulic system made in the form of distribution beam supports, articulated and movably interconnected, a hydraulic jack for acting on the beam supports, two ring gaskets made of material with a low deformation modulus, each of which is placed on the corresponding end of the sample, a pair of rigid distribution ring dies mounted on an annular gasket on the side of the free end of the sample and ball bearings located between the surfaces of the latter facing each other, while the diameter of each stamp is equal to the diameter of the sample, the lower belt of the beam supports of the lever-hydraulic system is mounted on the free surface of the rigid distribution ring stamp, and the height H of the sample is selected from the ratio H (1/2 1/4) D, where D is the diameter of the middle surface of the hollow cylinder.
SU5047748 1992-04-29 1992-04-29 Method of evaluation of mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structure under action of stretching and compression and device for its implementation RU2071599C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047748 RU2071599C1 (en) 1992-04-29 1992-04-29 Method of evaluation of mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structure under action of stretching and compression and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5047748 RU2071599C1 (en) 1992-04-29 1992-04-29 Method of evaluation of mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structure under action of stretching and compression and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2071599C1 true RU2071599C1 (en) 1997-01-10

Family

ID=21607023

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5047748 RU2071599C1 (en) 1992-04-29 1992-04-29 Method of evaluation of mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structure under action of stretching and compression and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2071599C1 (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103512806A (en) * 2013-09-18 2014-01-15 华侨大学 Novel test device and method for safety performance of concrete barrel shells
CN106289977A (en) * 2016-08-15 2017-01-04 南宁学院 A kind of peg Analysis of Concrete Tensile assay device and test method
CN106872277A (en) * 2017-04-26 2017-06-20 上海核工程研究设计院 A kind of loading device for SCS unit test specimen tensile compression tests
CN106950108A (en) * 2017-04-20 2017-07-14 重庆市建筑科学研究院 Autoclave aerated concrete building block masonry method for testing performance
CN107238535A (en) * 2017-08-02 2017-10-10 中国地震局工程力学研究所 Hydraulic jack and electro-hydraulic servo actuator combination loading method
CN110470542A (en) * 2019-09-12 2019-11-19 辽宁科技大学 Hold lotus reinforced beam durability loading device
CN110702509A (en) * 2019-09-23 2020-01-17 重庆大学 Cement-based material continuous loading device for durability test
CN111595683A (en) * 2020-04-25 2020-08-28 南通科创建设工程检测有限公司 Building material shaping detection utensil
CN113155631A (en) * 2021-03-02 2021-07-23 浙江工业大学 Simple device and method for providing concrete carrying

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. -М.: Стройиздат, 1976, с. 54 - 55. 2. Яременко А.Ф., Гапшенко В.С. Кратковременная и длительная прочность растянуто-сжатых дисков с трещинами // Бетон и железобетон, 1986, N 12, с. 23 - 24. 3. Авторское свидетельство СССР N 1532840, кл. G 01 N 3/00, 1989. *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103512806B (en) * 2013-09-18 2016-06-29 华侨大学 A kind of novel test method of concrete circular barrel shell security performance
CN103512806A (en) * 2013-09-18 2014-01-15 华侨大学 Novel test device and method for safety performance of concrete barrel shells
CN106289977A (en) * 2016-08-15 2017-01-04 南宁学院 A kind of peg Analysis of Concrete Tensile assay device and test method
CN106950108B (en) * 2017-04-20 2023-05-19 重庆市建筑科学研究院 Autoclaved aerated concrete block masonry performance detection method
CN106950108A (en) * 2017-04-20 2017-07-14 重庆市建筑科学研究院 Autoclave aerated concrete building block masonry method for testing performance
CN106872277A (en) * 2017-04-26 2017-06-20 上海核工程研究设计院 A kind of loading device for SCS unit test specimen tensile compression tests
CN107238535A (en) * 2017-08-02 2017-10-10 中国地震局工程力学研究所 Hydraulic jack and electro-hydraulic servo actuator combination loading method
CN110470542A (en) * 2019-09-12 2019-11-19 辽宁科技大学 Hold lotus reinforced beam durability loading device
CN110470542B (en) * 2019-09-12 2024-03-08 辽宁科技大学 Durable loading device for load-holding reinforced concrete beam
CN110702509A (en) * 2019-09-23 2020-01-17 重庆大学 Cement-based material continuous loading device for durability test
CN110702509B (en) * 2019-09-23 2024-03-12 重庆大学 Cement-based material continuous loading device for durability test
CN111595683A (en) * 2020-04-25 2020-08-28 南通科创建设工程检测有限公司 Building material shaping detection utensil
CN113155631A (en) * 2021-03-02 2021-07-23 浙江工业大学 Simple device and method for providing concrete carrying
CN113155631B (en) * 2021-03-02 2024-03-22 浙江工业大学 Simple device and method for providing concrete carrying

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6595068B2 (en) Compact hollow cylinder tensile tester
US5025668A (en) Cell for the triaxial stress testing of a rock sample and a testing method using such a cell
RU2071599C1 (en) Method of evaluation of mechanical properties of thin-walled reinforced concrete structure under action of stretching and compression and device for its implementation
CN108333046B (en) Device for measuring mechanical property of membrane material and method for measuring by adopting device
RU134646U1 (en) STAND FOR STATIC TESTS OF REINFORCED REINFORCED CONCRETE ELEMENTS
JP3852043B2 (en) Method for evaluating the durability of concrete
Lade Cubical triaxial apparatus for soil testing
CN109060555B (en) Concrete creep testing device and analysis method based on four-point bending loading
Young et al. Measurement techniques in the testing of thin-walled structural members
JP2002228564A (en) Compression/shear test method and its testing device
RU2696815C1 (en) Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete
Manfredi et al. Behaviour of bond between concrete and steel in a large post-yelding field
RU172393U1 (en) BENCH FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS WITH COMPRESSION AND SHORT DYNAMIC TURNING
SU1064174A2 (en) Device for checking pressure gauges and force-measuring pickups
SU1262332A1 (en) Device for testing specimens of rock with triaxial compression
JPS5912335A (en) Strength testing method
SU1120061A1 (en) Soil-testing instrument
CN218766394U (en) Concrete crack development behavior research device under action of hydrodynamic pressure
RU2814454C1 (en) Wall ring loading test unit
RU2786782C1 (en) Method for testing samples of facade structures with the application of a uniformly distributed load
SU1682908A1 (en) Method of determination of acoustic absorptivity of sound insulation structures
SU1476345A1 (en) Device for testing rock in volume-stressed state
SU1096527A1 (en) Method and device for ground shear-testing
RU2735713C1 (en) Stand for static and cyclic tests of cruciform specimens
Nataatmadja et al. Axial deformation measurement in repeated load triaxial testing