RU2082141C1 - Method of determination of stress-deformed state of member of structure - Google Patents

Method of determination of stress-deformed state of member of structure Download PDF

Info

Publication number
RU2082141C1
RU2082141C1 SU5007667A RU2082141C1 RU 2082141 C1 RU2082141 C1 RU 2082141C1 SU 5007667 A SU5007667 A SU 5007667A RU 2082141 C1 RU2082141 C1 RU 2082141C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stress
deformation
strength
strain
column
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Зиновьевич Ерусалимский
Original Assignee
Юрий Зиновьевич Ерусалимский
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 Юрий Зиновьевич Ерусалимский filed Critical Юрий Зиновьевич Ерусалимский
Priority to SU5007667 priority Critical patent/RU2082141C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2082141C1 publication Critical patent/RU2082141C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: study of materials. SUBSTANCE: sample is cut from member of tested structure. Sample is subjected to compressing load up to destruction and deformation curve σ = f(ε) is determined. Member of structure is loaded with additional load and stress Δσ and relative deformation De corresponding to it are found. Ratio Ds/Δε is established and stress s′ and deformation ε′ corresponding to this ratio are determined by deformation curve. They are used as parameters by which stress-deformed state of member of structure is evaluated. EFFECT: improved authenticity of method. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области испытаний конструкций на прочность и может быть использовано для определения напряженно-деформированного состояния и ресурсов прочности и деформативности элементов эксплуатируемых конструкций, в частности бетонных и железобетонных опорных колонн. The invention relates to the field of structural strength testing and can be used to determine the stress-strain state and strength and deformability resources of elements of operating structures, in particular concrete and reinforced concrete support columns.

Однако данный способ не обеспечивает оценку напряженно-деформированного состояния и ресурсов прочности элементов, непосредственно входящих в состав эксплуатируемых конструкций. However, this method does not provide an assessment of the stress-strain state and strength resources of the elements that are directly part of the operated structures.

Известен также способ определения напряженно-деформированного состояния и прочности элементов конструкций, по которому из элемента конструкции вырезают образцы и проводят их разрушающие испытания, по результатам которых судят о напряженно-деформированном состоянии и прочности элемента (1). There is also a method for determining the stress-strain state and strength of structural elements, according to which samples are cut from the structural element and their destructive tests are carried out, the results of which are used to judge the stress-strain state and strength of the element (1).

Однако данным способом может быть оценены только предельные прочность и напряженно-деформированное состояние оцениваемого элемента, входящего в состав эксплуатируемой конструкции, а его напряженно-деформированное состояние и ресурсы прочности на момент испытаний не могут быть определены. However, only ultimate strength and stress-strain state of the element being evaluated, which is part of the operated structure, can be estimated by this method, and its stress-strain state and strength resources at the time of testing cannot be determined.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей путем обеспечения оценок не только предельной прочности элемента, но и его напряженно-деформированного состояния и ресурсов прочности и деформативности на момент испытаний. The objective of the invention is to expand the functionality by providing estimates of not only the ultimate strength of the element, but also its stress-strain state and resource strength and deformability at the time of testing.

Задача достигается тем, что из элемента конструкции вырезают образец, подвергают его сжимающей нагрузке, доводят до разрушения, согласно изобретению, при нагружении образца строят кривую деформирования G = f(ε), элемент конструкции нагружают дополнительным усилием ΔP, определяют соответствующее ему приращение напряжений ΔG, замеряют на элементе конструкции приращение относительной деформации Δε, а напряженно-деформированное состояние элемента и соответствующие ему ресурсы прочности и деформированности на момент испытаний определяют по кривой деформирования, исходя из условия

Figure 00000002
,
где G′(ε) первая производная функции G = f(ε).The task is achieved in that a sample is cut out of the structural element, subjected to a compressive load, brought to failure, according to the invention, when loading the sample, a deformation curve G = f (ε) is built, the structural element is loaded with an additional force ΔP, the corresponding stress increment ΔG is determined, the increment of the relative deformation Δε is measured on the structural element, and the stress-strain state of the element and the corresponding strength and deformation resources at the time of testing are determined by strain curve, starting from the condition
Figure 00000002
,
where G ′ (ε) is the first derivative of the function G = f (ε).

Определения кривой деформирования на образцах, извлеченных из элементов конструкций, и выполнение замеров приращений напряжений ΔG от пригруза ΔP и соответствующих им деформаций Δε обеспечивает однозначное нахождение искомой точки на кривой деформирования, определяющей напряженно-деформированное состояние материала элемента на момент испытаний и ресурсы прочности и деформативности, что расширяет по сравнению с известным способом возможности испытаний и обеспечивает достижение цели изобретения. Determination of the deformation curve on samples extracted from structural elements and the measurement of stress increments ΔG from the load ΔP and the corresponding deformations Δε provides an unambiguous finding of the desired point on the deformation curve that determines the stress-strain state of the element material at the time of testing and the strength and deformation resources, which expands the possibilities of testing in comparison with the known method and ensures the achievement of the purpose of the invention.

Изобретение поясняется графически, где на фиг.1 даны общий вид конструктивного элемента (колонны) и схема его нагружения, на фиг.2 вид по A-A, на фиг.3 кривая деформирования материала элемента s = f(ε). The invention is illustrated graphically, in which Fig. 1 shows a general view of a structural element (columns) and a diagram of its loading, in Fig. 2 is a view along A-A, in Fig. 3, the deformation curve of the material of the element s = f (ε).

Способ определения напряженно-деформированного состояния элемента конструкции заключается в том, что из тела центрально нагруженной бетонной колонны 1, точная величина нагрузки на которую является известной (соответственно известным является напряженно-деформированное состояние и пределы прочности и деформативности материала колонны), вырезают образцы 2 и проводят их разрушающие испытания на сжатие с замерами в процессе испытаний данных, необходимых для построения кривой деформирования G = f(ε). Извлечение образцов из тела элемента следует выполнять в нерабочих зонах, в данном случае в верхней части колонны 1 вне зоны размещения опорной части 3 (места извлечения образцов могут быть затем омоноличены). A method for determining the stress-strain state of a structural member is that of the body of a centrally loaded concrete column 1, the exact value of the load on which is known (stress-strain state and the limits of strength and deformability of the material of the column are known), samples 2 are cut and carried out their destructive compression tests with measurements during the testing of the data necessary to construct the deformation curve G = f (ε). Removing samples from the body of the element should be performed in non-working areas, in this case, in the upper part of the column 1 outside the zone of placement of the supporting part 3 (the places for extracting the samples can then be monolithic).

После этого колонну 1 пригружают усилием ΔP, величину которого принимают в пределах 3 5% от предельного разрушающего усилия, и замеряют соответствующее заданному усилию приращение относительной деформации Δε, например, при помощи тензорезисторов 4, наклеенных на внешнюю поверхность колонны 1. При использовании нескольких образцов и нескольких тензорезисторов соответствующие показатели осредняют. По данным замеров определяют математическую функцию s = f(ε) в зоне расположения точки "а" на графике G÷ε (фиг. 3), отражающей напряженно-деформированное состояние материала колонны на момент испытаний (ее примерное положение может быть определено графически, исходя из условия

Figure 00000003
фиг.3), затем определяют первую производную G′(ε) функции G = f(ε) приравнивая которую (производную) отношению
Figure 00000004
вычисляют точные координаты eа и Ga точки "а". Ресурсы прочности и деформативности колонны находят после того, как значения разности (Gв-Ga) и (εв-εa) (могут использоваться также и отношения указанных параметров).After that, the column 1 is loaded with a force ΔP, the value of which is taken within 3 5% of the ultimate destructive force, and the increment of the relative deformation Δε corresponding to the specified force is measured, for example, using strain gages 4 glued to the outer surface of the column 1. When using several samples and several strain gauges averaging the relevant indicators. According to the measurements, the mathematical function s = f (ε) is determined in the area of the point “a” on the graph G ÷ ε (Fig. 3), which reflects the stress-strain state of the material of the column at the time of testing (its approximate position can be determined graphically, based on from the condition
Figure 00000003
3), then determine the first derivative G ′ (ε) of the function G = f (ε) equating which (derivative) to the relation
Figure 00000004
calculate the exact coordinates e a and G a of the point "a". Strength and deformability resources of the column are found after the difference values (G in -G a ) and (ε in -ε a ) (the ratios of the indicated parameters can also be used).

Пример осуществления способа. An example implementation of the method.

Бетонная колонна с размерами поперечного сечения 50х50 см центрально сжата эксплуатационной постоянно действующей нагрузкой. Напряженно-деформированное состояние колонны, а также прочностные и деформативные параметры бетона являются неизвестными, в связи с чем остаются неясными ресурсы прочности и деформативности колонны и возможные пределы ее дополнительного нагружения. A concrete column with a cross-sectional dimension of 50x50 cm is centrally compressed by a continuous operating load. The stress-strain state of the column, as well as the strength and deformation parameters of concrete are unknown, and therefore the resources of the strength and deformability of the column and the possible limits of its additional loading remain unclear.

По результатам испытаний призматических образцов, вырезанных в углах верхней части колонны, функция кривой деформирования имеет математическую запись (в предполагаемых границах эксплуатационной зоны) G (МПа)=

Figure 00000005
(2) а предел прочности бетона составляет 31,6 МПа. Исходя из этого предела прочности, предельное усилие, которое может выдержать колонна, составляет 7900 кН. Первая производная функции деформирования имеет запись
Figure 00000006
По осредненным данным замеров показаний тензорезисторов при пригрузке колонны нагрузкой DP=25 кН, что соответствует приращению напряжений в сечении колонны ΔG= 0,1 МПа, приращение относительной деформации бетона составило Δε = 0,4×10-5. Приравнивая производную G′(ε) определенной опытным путем величине отношения
Figure 00000007
0,25•105, получим величину
Figure 00000008
а по формуле (2) соответствующую величину
Figure 00000009
. Ресурс прочности колонны составит: по напряжениям 31,6 20 11,6 МПа, по нагрузке 7900 5000 2900 кН. Ресурс εp по деформативности также может быть определен по формуле εp= εпред-ε, где εпред предельная деформативность материала колонны (E 0,001), замеренная в опытах. При необходимости дополнительного уточнения полученных параметров могут быть проведены по приведенной схеме дополнительные замеры величин ΔG и Δε новыми этапами загружений.According to the results of testing prismatic samples cut in the corners of the upper part of the column, the deformation curve function has a mathematical notation (within the assumed boundaries of the operational zone) G (MPa) =
Figure 00000005
(2) and the tensile strength of concrete is 31.6 MPa. Based on this tensile strength, the ultimate force that the column can withstand is 7900 kN. The first derivative of the deformation function has the notation
Figure 00000006
According to the averaged measurement data of strain gauges when loading the column with a load of DP = 25 kN, which corresponds to a voltage increment in the column section ΔG = 0.1 MPa, the relative strain of concrete was Δε = 0.4 × 10 -5 . Equating the derivative G ′ (ε) to the experimentally determined value of the ratio
Figure 00000007
0.25 • 10 5 , we obtain the value
Figure 00000008
and according to formula (2) the corresponding value
Figure 00000009
. The resource of strength of the column will be: voltage 31.6 20 11.6 MPa, load 7900 5000 2900 kN. Source ε p of deformability may also be defined by the formula ε = ε p prev -ε, where ε pre deformability limit of the material column (E 0,001), measured in experiments. If necessary, additional refinement of the obtained parameters can be carried out according to the above scheme, additional measurements of ΔG and Δε values by new loading stages.

Claims (1)

Способ определения напряженно-деформированного состояния элемента конструкции, по которому из элемента конструкции вырезают образец, подвергают сжимающей нагрузке, доводят до разрушения и определяют параметры, по которым судят о напряженно-деформировающем состоянии элемента конструкции, отличающийся тем, что при нагружении строят кривую деформирования σ = f(ε), элемент конструкции нагружают дополнительной нагрузкой, определяют соответствующее ей напряжение Δσ и относительную деформацию De, определяют отношение этих значений Δσ/Δε, по кривой деформирования определяют соответствующие этому отношению напряжение σ′ и деформацию ε′, которые выбирают в качестве параметров, по которым судят о напряженно-деформированном состоянии элемента конструкции. A method for determining the stress-strain state of a structural element, according to which a sample is cut out of the structural element, subjected to a compressive load, brought to failure, and determine the parameters by which the stress-strain state of the structural element is judged, characterized in that a stress curve σ = f (ε), the structural element is loaded with additional load, the corresponding stress Δσ and the relative deformation De are determined, the ratio of these values Δσ / Δε is determined by the strain curve determines the stress σ ′ and the strain ε ′ corresponding to this relation, which are chosen as parameters by which the stress-strain state of the structural element is judged.
SU5007667 1991-10-03 1991-10-03 Method of determination of stress-deformed state of member of structure RU2082141C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5007667 RU2082141C1 (en) 1991-10-03 1991-10-03 Method of determination of stress-deformed state of member of structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5007667 RU2082141C1 (en) 1991-10-03 1991-10-03 Method of determination of stress-deformed state of member of structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2082141C1 true RU2082141C1 (en) 1997-06-20

Family

ID=21588020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5007667 RU2082141C1 (en) 1991-10-03 1991-10-03 Method of determination of stress-deformed state of member of structure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2082141C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103424273A (en) * 2012-12-24 2013-12-04 上海钢之杰钢结构建筑有限公司 Spatial loading support for asymmetrical section bias test
CN103575597A (en) * 2013-10-24 2014-02-12 湖南工业大学 Axial compression column non-loading reinforcement test device
RU2550826C2 (en) * 2013-07-23 2015-05-20 Закрытое акционерное общество "Научно-проектный институт "Исследование мостов и других инженерных сооружений" Method to measure stresses in structure without removal of static loads
RU2790335C1 (en) * 2021-07-29 2023-02-16 Геннадий Петрович Стариков Method for determination of strength of carbon substance

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГОСТ 10180-78. Бетоны. Методы определения прочности на сжатие и растяжение. - М.: 1979, с.6 и 7. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103424273A (en) * 2012-12-24 2013-12-04 上海钢之杰钢结构建筑有限公司 Spatial loading support for asymmetrical section bias test
CN103424273B (en) * 2012-12-24 2016-02-24 上海钢之杰钢结构建筑系统有限公司 A kind of space for asymmestry section bias test loads bearing
RU2550826C2 (en) * 2013-07-23 2015-05-20 Закрытое акционерное общество "Научно-проектный институт "Исследование мостов и других инженерных сооружений" Method to measure stresses in structure without removal of static loads
CN103575597A (en) * 2013-10-24 2014-02-12 湖南工业大学 Axial compression column non-loading reinforcement test device
RU2790335C1 (en) * 2021-07-29 2023-02-16 Геннадий Петрович Стариков Method for determination of strength of carbon substance

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kim et al. In situ nonlinear ultrasonic technique for monitoring microcracking in concrete subjected to creep and cyclic loading
Mansur et al. Derivation of the complete stress–strain curves for concrete in compression
De Diego et al. Behaviour of FRP confined concrete in square columns
US4748855A (en) Device for in situ testing of concrete
JPH08285747A (en) Method and apparatus for shearing test in boring hole of soft rock bed
RU2082141C1 (en) Method of determination of stress-deformed state of member of structure
Pasiou et al. Marble epistyles under shear: An experimental study of the role of “Relieving Space”
RU2324916C1 (en) Technique for determining critical stress intensity coefficient in a body
JPH1090235A (en) Method of judging deterioration of concrete structure
Gehlot et al. Study of concrete quality assessment of structural elements using rebound hammer test
RU2477459C1 (en) Method to test and determine extent of robustness of building structures
RU2006813C1 (en) Nondestructive strength inspection method for building structures
RU2144174C1 (en) Method for detecting inner stresses of object
Mecklenburg et al. The effects of relative humidity on the structural response of selected wood samples in the cross-grained direction
RU2147736C1 (en) Process testing carrying capacity of embedded fittings
RU2084857C1 (en) Method of determination of long-duration strength of concrete
Tripathi et al. Experimental investigation on low-cycle fatigue life of reinforcing bars
DERESSE et al. FRACTURE PROCESS ZONE ANALYSIS OF CEMENTITIOUS MORTARS SUBJECTED TO CYCLIC LOADING
Tamrazyan et al. The influence of depth of tensile concrete deterioration on the load bearing strength and deflections of corrosion-damaged floor slabs
RU2557277C1 (en) Method for testing piles by static load
SU1425327A1 (en) Method of determining strain in rock mass
SU1422104A1 (en) Method of determining limit of durable strength of rocks
SU1002579A1 (en) Method of determining strained state of rock and construction materials
SU905751A1 (en) Method of determination of material strength
RU2186361C2 (en) Method of evaluation of structural member strength