RU2161788C2 - Method of nondestructive test of load-carrying capacity of building constructions - Google Patents

Method of nondestructive test of load-carrying capacity of building constructions Download PDF

Info

Publication number
RU2161788C2
RU2161788C2 RU99102310A RU99102310A RU2161788C2 RU 2161788 C2 RU2161788 C2 RU 2161788C2 RU 99102310 A RU99102310 A RU 99102310A RU 99102310 A RU99102310 A RU 99102310A RU 2161788 C2 RU2161788 C2 RU 2161788C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
load
displacements
displacement
determined
places
Prior art date
Application number
RU99102310A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU99102310A (en
Inventor
В.С. Уткин
Л.В. Голикова
Original Assignee
Вологодский государственный технический университет
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 Вологодский государственный технический университет filed Critical Вологодский государственный технический университет
Priority to RU99102310A priority Critical patent/RU2161788C2/en
Publication of RU99102310A publication Critical patent/RU99102310A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2161788C2 publication Critical patent/RU2161788C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Abstract

FIELD: civil engineering. SUBSTANCE: method is intended for building constructions such as beams, girders, frames, etc made of materials and systems characterized by linear dependence. Places of maximum linear or angular displacements are determined in construction. Constructions is loaded by mechanical load which does not exceed limiting value. Loading is performed at one and the place in not less than three different steps of loading by 5-10 times. Construction strength is determined with due regard for average values of displacements at linear dependence between load and displacement. EFFECT: enhanced accuracy of determination. 3 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности строительных конструкций. The invention relates to non-destructive testing of the bearing capacity of building structures.

Это изобретение применимо для строительных конструкций и кранов, например балок, ферм, рам и так далее, из материалов и систем с линейной зависимостью между нагрузкой и перемещением конструкции. This invention is applicable to building structures and cranes, for example beams, trusses, frames and so on, from materials and systems with a linear relationship between the load and the movement of the structure.

Цель изобретения - это повышение точности определения несущей способности конструкции, мерой которой является значение предельной нагрузки, вызывающей предельные угловые или линейные перемещения. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the bearing capacity of a structure, the measure of which is the value of the ultimate load, which causes the ultimate angular or linear displacements.

Известен способ неразрушающего контроля прочности изделия (см. А.с. СССР N 606124, кл. MПК G 01 N 3/00, 1976), заключающийся в том, что изделия нагружают переменной нагрузкой, не превышающей ее предельного значения, определяют места возможных максимальных деформаций, возбуждают в этих местах упругие колебания и определяют деформации в них, а по формулам устанавливают прочность конструкции. A known method of non-destructive testing of the strength of the product (see A.S. USSR N 606124, class MPK G 01 N 3/00, 1976), which consists in the fact that the products are loaded with a variable load not exceeding its limit value, determine the location of the maximum deformations, excite elastic vibrations in these places and determine the deformations in them, and by the formulas establish the strength of the structure.

Недостатком этого способа является большая трудоемкость, применимость только для изделия из полимерного материала, способ не применим для конструкций, находящихся в эксплуатации. The disadvantage of this method is the high complexity, applicability only for products made of polymeric material, the method is not applicable for structures in operation.

Для получения более точного результата требуется максимально возможная нагрузка, эксплуатационная нагрузка должна удаляться с конструкции. To obtain a more accurate result, the maximum possible load is required, the operational load must be removed from the structure.

Наиболее близким к изобретению является способ неразрушающего контроля несущей способности конструкций патент (см. N 2006814, кл. МКИ 5 G 01 N 3/00, 1991 г.), заключающийся в том, что в испытуемой конструкции выявляются места с возможными максимальными деформациями (угловыми или линейными перемещениями), в этих местах конструкцию нагружают механической нагрузкой, не превышающей предельного значения, вычисленного теоретически, прикладывают нагрузку постоянной величины в одном и том же месте 5-10 раз, определяют значения деформаций и находят доверительный интервал этих значений. Затем строят график зависимости между нагрузкой и перемещением по двум точкам (в начале координат и в точке с координатами значения экспериментальной нагрузки, значение перемещения от этой нагрузки). Затем через точки доверительного интервала проводят прямые - доверительные границы, параллельно прямой зависимости нагрузки от перемещения. По графику находят предельную нагрузку. Closest to the invention is a method of non-destructive testing of the bearing capacity of structures of a patent (see N 2006814, class MKI 5 G 01 N 3/00, 1991), which consists in the fact that places with possible maximum deformations (angular or linear displacements), in these places the structure is loaded with a mechanical load that does not exceed the limit value calculated theoretically, a constant load is applied in the same place 5-10 times, the deformation values are determined and a trust is found interval of these values. Then, a graph is plotted between the load and the displacement at two points (at the origin and at the coordinates of the experimental load, the displacement from this load). Then, through the points of the confidence interval, direct - confidence boundaries are drawn, parallel to the direct dependence of the load on displacement. According to the schedule, the maximum load is found.

Недостатком этого способа является малая точность и ненадежность результатов, вызванная тем, что доверительные границы проводят по одной точке доверительного интервала параллельно прямой зависимости нагрузки от перемещения
Целью изобретения является повышение точности определения несущей способности строительных конструкций. Это достигается тем, что в конструкции определяют места возможных максимальных линейных или угловых перемещений, в этих местах конструкцию нагружают испытательной механической нагрузкой, не превышающей предельного ее значения по прочности и жесткости конструкции и определяют значения максимальных перемещений, при этом нагружают конструкцию в одном и том же месте 5-10 раз, нагружение осуществляют не менее, чем при трех различных ступенях нагрузки, по результатам трех средних значений перемещений и соответствующим нагрузкам строят прямую зависимости нагрузки от перемещения, определяют не менее трех доверительных интервалов измерений перемещений, по точкам которых строят доверительные границы измеряемых перемещений, а прочность конструкции определяют с учетом средних значений перемещений при линейной зависимости между нагрузкой и перемещением.
The disadvantage of this method is the low accuracy and unreliability of the results, due to the fact that the confidence limits are drawn along one point of the confidence interval parallel to the direct dependence of the load on the movement
The aim of the invention is to improve the accuracy of determining the bearing capacity of building structures. This is achieved by the fact that the design determines the location of the maximum possible linear or angular displacements, in these places the structure is loaded with a test mechanical load that does not exceed its limiting value in terms of strength and rigidity of the structure and the maximum displacements are determined, while the structure is loaded in the same place 5-10 times, loading is carried out not less than at three different load levels, according to the results of three average values of displacements and corresponding loads, they build a straight line dependence of the load on the displacement, determine at least three confidence intervals for measuring displacements, at the points of which build the confidence boundaries of the measured displacements, and the structural strength is determined taking into account the average values of displacements with a linear relationship between load and displacement.

На фиг. 1 показан график зависимости нагрузки от перемещения, 00' с доверительными границами 1-2-3-4 и 1'-2'-3'-4', на фиг. 2 - график зависимости нагрузки от перемещения для балки перекрытия, на фиг. 3 - расчетная схема балки перекрытия. Значение ординаты O' соответствует абсциссе, равной предельному нормативному значению перемещения. In FIG. 1 shows a graph of the dependence of the load on displacement, 00 'with confidence limits 1-2-3-4 and 1'-2'-3'-4', in FIG. 2 is a graph of load versus displacement for a floor beam, in FIG. 3 is a design diagram of a floor beam. The ordinate value O 'corresponds to an abscissa equal to the limiting standard value of displacement.

Способ осуществляется следующим образом. Определяют места наибольших возможностных перемещений, например, в середине пролета балки, в этих местах устанавливают измерители перемещений. Если в этих местах нет возможности установить приборы, то их можно установить в другом месте, с последующим переводом измерений (теоретически) в значение перемещений мест наибольших перемещений. Прикладывают первую ступень нагрузки (разгрузки) и определяют перемещения, повторяя операции 5-10 раз. The method is as follows. The places of greatest possible displacements are determined, for example, in the middle of the beam span, displacement meters are installed in these places. If it is not possible to install devices in these places, then they can be installed in another place, with the subsequent transfer of measurements (theoretically) to the value of the movements of the places of greatest displacements. Apply the first stage of the load (unloading) and determine the movement, repeating the operation 5-10 times.

Число нагружений выбрано n = 5-10 раз, так как при n < 5 значения перемещения заметно статистически меняется, а при n > 10 статистических изменений значения перемещения практически нет (Окулов П.Д. Определение расчетного сопротивления стали эксплуатируемых конструкций. Известия высших учебных заведений. Строительство и архитектура. 1990, N 3, с. 112, 113). The number of loads was chosen n = 5-10 times, since for n <5 the displacement value noticeably statistically changes, and for n> 10 there are practically no statistical changes in displacement value (P. Okulov. Determination of the design resistance of steel in operated structures. Construction and architecture. 1990, N 3, p. 112, 113).

Затем вычисляют среднее значение

Figure 00000002
и доверительные интервалы по формуле,
Figure 00000003
где Si, - среднее квадратическое отклонение, t - коэффициент Стьюдента, n - число измерений, i = 1, 2, 3.Then calculate the average value
Figure 00000002
and confidence intervals according to the formula,
Figure 00000003
where S i , is the standard deviation, t is the student coefficient, n is the number of measurements, i = 1, 2, 3.

Полученные точки откладывают в осях координат (F-Δ). Такую операцию проводят еще не менее двух раз при других значениях нагрузки. The resulting points are laid in the coordinate axes (F-Δ). Such an operation is carried out at least two more times with other values of the load.

Если в месте наибольших перемещений нагрузку невозможно приложить, то ее можно приложить в другом месте с последующим пересчетом ее значения (теоретически) для случая приложения в месте наибольших перемещений. По полученным точкам средних значений перемещений строится график F-Δ, a по точкам доверительных интервалов (1, 2, 3 и 1', 2', 3') строят доверительные границы. If the load cannot be applied at the place of greatest displacements, then it can be applied at another place, followed by recalculation of its value (theoretically) for the case of application at the place of greatest displacements. Based on the obtained points of the average displacement values, the F-Δ graph is plotted, and the confidence boundaries are plotted at the points of confidence intervals (1, 2, 3 and 1 ', 2', 3 ').

Находят точку 0' на пересечении прямой средних значений перемещений и значений ступеней нагружения с ординатой, проведенной через значение предельного максимального нормативного перемещения. Например, для балки

Figure 00000004

На пересечении доверительных границ с прямой, параллельной оси абсцисс Δ и проходящей через точку 0', находят доверительный интервал 4-4'. Из точки 4 опускают вертикаль (см. фиг. 1) до пересечения с нижней доверительной границей 1'-2'-3' и из точки пересечения проводят горизонталь до пересечения с осью нагрузки F. По точке пересечения находят предельную нагрузку Fпр, при необходимости любую другую ей эквивалентную по воздействию (теоретически).Find the point 0 'at the intersection of the straight line of the average displacement values and the values of the loading steps with the ordinate drawn through the value of the maximum maximum normative displacement. For example, for a beam
Figure 00000004

At the intersection of confidence boundaries with a straight line parallel to the abscissa axis Δ and passing through point 0 ', a confidence interval of 4-4' is found. From point 4, lower the vertical (see Fig. 1) to the intersection with the lower confidence boundary 1'-2'-3 'and from the intersection point draw a horizontal line to the intersection with the load axis F. At the intersection point, find the ultimate load F CR , if necessary any other equivalent effect (theoretically).

Пример. Определить грузоподъемность балки из двутавра N 20, пролетом l = 6 м, под нагрузкой q - равномерно распределенной по всей длине. Теоретическая предельная нагрузка составляет 32 кН. Example. Determine the load capacity of the beam from the I-beam N 20, with a span of l = 6 m, under a load q - uniformly distributed along the entire length. The theoretical ultimate load is 32 kN.

Figure 00000005

Прикладываем нагрузку Fi в середине балки и измеряем перемещение - прогиб fi в середине пролета индикаторами часового типа. По результатам испытаний получены следующие значения средних прогибов fi, и их доверительных интервалов Δfi.
F1 = 3,2 кН; f1 = 4,0 мм; Δf1 = 0,10 мм;
F2 = 6,4 кН; f2 = 8,6 мм; Δf2 = 0,22 мм;
F3 = 9,6 кН; f3 = 11,4 мм; f3 = 0,40 мм.
Figure 00000005

We apply the load F i in the middle of the beam and measure the displacement - deflection f i in the middle of the span with dial gauges. According to the test results obtained the following values of the average deflections f i , and their confidence intervals Δf i .
F 1 = 3.2 kN; f 1 = 4.0 mm; Δf 1 = 0.10 mm;
F 2 = 6.4 kN; f 2 = 8.6 mm; Δf 2 = 0.22 mm;
F 3 = 9.6 kN; f 3 = 11.4 mm; f 3 = 0.40 mm.

Графическая часть приведена на фиг. 2. Из нее находим Fпр = 15,3 кН. Из равенства изгибающих моментов:
Fпрl/4 = qпрl2/8, находим qпр = 2Fпр/l = 2·15,3/6 = 5,1 кН/м.
The graphic part is shown in FIG. 2. From it we find F CR = 15.3 kN. From the equality of bending moments:
F l pr / pr 4 = q l 2/8 we find q = 2F pr pr / l = 2 · 15.3 / 6 = 5.1 kN / m.

Таким образом, нагружение осуществляют несколько раз. Первую нагрузку по значению принимают (10-20)% от предельной нагрузки, определенной теоретически, вторую (20-30)% от предельной, третью (30-40)% от предельной нагрузки. Такие нагружения проводятся не менее чем для трех различных ступеней нагрузок. Если конструкцию по безопасности или из-за наличия эксплуатационной нагрузки нельзя загружать, то ее можно разгружать, путем приложения нагрузки противоположного направления, по сравнению с эксплуатационной, при этом наибольшее значение ступени разгружения не должно превышать значения эксплуатационной нагрузки. Thus, loading is carried out several times. The first load by value takes (10-20)% of the ultimate load, determined theoretically, the second (20-30)% of the maximum, the third (30-40)% of the maximum load. Such loads are carried out for at least three different load levels. If the structure cannot be loaded due to the safety or because of the operational load, then it can be unloaded by applying the load in the opposite direction compared to the operational one, while the maximum value of the unloading stage should not exceed the value of the operational load.

По результатам каждой ступени нагружения находят среднее значение перемещений и доверительные интервалы измерений. Не менее чем по трем точкам средних значений и значений доверительных интервалов проводят прямые графика зависимости нагрузки от перемещения и доверительные границы. According to the results of each stage of loading, the average displacement value and confidence intervals of measurements are found. At least three points of average values and values of confidence intervals conduct direct graphs of the dependence of the load on displacement and confidence limits.

Claims (1)

Способ неразрушающего контроля прочности строительных конструкций, по которому определяют места возможных максимальных линейных или угловых перемещений, в этих местах конструкцию нагружают испытательной механической нагрузкой, не превышающей предельного ее значения по прочности и жесткости конструкции и определяют значения максимальных перемещений, при этом нагружение конструкции выполняют в одном и том же месте 5 - 10 раз постоянной по значению механической нагрузкой, отличающийся тем, что нагружение осуществляют не менее чем при трех различных ступенях нагрузки, по результатам трех средних значений перемещений и соответствующим нагрузкам строят прямую зависимости нагрузки от перемещения, определяют не менее трех доверительных интервалов измерений перемещений, по точкам которых строят доверительные границы измеряемых перемещений, а прочность конструкции определяют с учетом средних значений перемещений при линейной зависимости между нагрузкой и перемещением. The method of non-destructive testing of the strength of building structures, which determines the places of possible maximum linear or angular displacements, in these places the structure is loaded with a test mechanical load that does not exceed its limit value in terms of strength and rigidity of the structure and the values of maximum displacements are determined, while the structure is loaded in one at the same place 5-10 times constant in value by mechanical load, characterized in that the loading is carried out not less than when at different load levels, based on the results of three average displacements and the corresponding loads, a direct dependence of the load on displacement is constructed, at least three confidence intervals of displacement measurements are determined, at the points of which the confidence limits of the measured displacements are built, and the structural strength is determined taking into account the average displacements with linear dependencies between load and displacement.
RU99102310A 1999-02-04 1999-02-04 Method of nondestructive test of load-carrying capacity of building constructions RU2161788C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99102310A RU2161788C2 (en) 1999-02-04 1999-02-04 Method of nondestructive test of load-carrying capacity of building constructions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99102310A RU2161788C2 (en) 1999-02-04 1999-02-04 Method of nondestructive test of load-carrying capacity of building constructions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99102310A RU99102310A (en) 2000-12-20
RU2161788C2 true RU2161788C2 (en) 2001-01-10

Family

ID=20215541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99102310A RU2161788C2 (en) 1999-02-04 1999-02-04 Method of nondestructive test of load-carrying capacity of building constructions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2161788C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764026C1 (en) * 2021-03-02 2022-01-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" Method for non-destructive testing of the bearing capacity of single-span bearers
RU2784318C1 (en) * 2022-02-11 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" Method for non-destructive determination and monitoring of the bearing capacity of steel trusses

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2764026C1 (en) * 2021-03-02 2022-01-12 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" Method for non-destructive testing of the bearing capacity of single-span bearers
RU2784318C1 (en) * 2022-02-11 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вологодский государственный университет" Method for non-destructive determination and monitoring of the bearing capacity of steel trusses
RU2808099C1 (en) * 2023-04-27 2023-11-23 Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" Method for quick determination of possibility of passing excessive load across span structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bridge et al. Behaviour of thin-walled steel box sections with or without internal restraint
Tromposch et al. Cyclic and static behaviour of thin panel steel plate shear walls
Virdi et al. The ultimate strength of composite columns in biaxial bending.
JP2011133261A (en) Horizontal load testing method of pile
Becker et al. Shear tests of extruded hollow-core slabs
Sagar et al. Damage limit states of reinforced concrete beams subjected to incremental cyclic loading using relaxation ratio analysis of AE parameters
RU2579545C1 (en) Method for nondestructive inspection of carrying capacity of single-flight reinforced concrete beams
Balzannikov et al. Stress and strain state in beams with corrugated web and their use in hydraulic engineering structures
Avery et al. Large-scale testing of steel frame structures comprising non-compact sections
RU2161788C2 (en) Method of nondestructive test of load-carrying capacity of building constructions
RU2275613C2 (en) Method of nondestructive testing of load-carrying capacity of reinforced concrete constructions
Liew et al. Behaviour and design of horizontally curved steel beams
Jasim COMPUTATION OF DEFLECTIONS FOR CONTINUOUS COMPOSITE BEAMS WITH PARTIAL INTERACTION.
RU2460057C1 (en) Method of nondestructive testing of construction structure bearing capacity
Gosowski et al. Analysis of laterally restrained cold-formed C-shape purlins according to Vlasov theory
RU2764026C1 (en) Method for non-destructive testing of the bearing capacity of single-span bearers
RU2184947C2 (en) Process of experimental-theoretical determination of stiffness of supporting fixings of reinforced concrete structures of type of beam
Ivanova et al. Mechanical pathologies of reinforced and damaged concrete Corbels by gluing composite carbon fabrics under static and dynamic tests
RU2006813C1 (en) Nondestructive strength inspection method for building structures
Rubtsov et al. Geodetic monitoring of deflections of reinforced beams and reinforcing elements under variable static loading
Urbański et al. Analysis of the crack propagation process in concrete beams reinforced with BFRP bars using digital image correlation method
RU2006814C1 (en) Nondestructive method for strength tests of building structures
RU2176388C1 (en) Process of experimental-theoretic determination of rigidity of supporting and unit attachments of building structures
Yardimci et al. Tests on beam-column strong and weak axis connections
RU2808099C1 (en) Method for quick determination of possibility of passing excessive load across span structure