RU2579545C1 - Method for nondestructive inspection of carrying capacity of single-flight reinforced concrete beams - Google Patents
Method for nondestructive inspection of carrying capacity of single-flight reinforced concrete beams Download PDFInfo
- Publication number
- RU2579545C1 RU2579545C1 RU2014152040/28A RU2014152040A RU2579545C1 RU 2579545 C1 RU2579545 C1 RU 2579545C1 RU 2014152040/28 A RU2014152040/28 A RU 2014152040/28A RU 2014152040 A RU2014152040 A RU 2014152040A RU 2579545 C1 RU2579545 C1 RU 2579545C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reinforced concrete
- load
- concrete
- reinforcement
- value
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/32—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying repeated or pulsating forces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности однопролетных железобетонных балок по критериям прочности арматуры и бетона.The invention relates to non-destructive testing of the bearing capacity of single-span reinforced concrete beams according to the strength criteria of reinforcement and concrete.
Известен способ неразрушающего контроля несущей способности изделий (Патент РФ 2161788, МПК G01N 3/10, 1999), заключающийся в том, что на изделии 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. 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.There is a method of non-destructive testing of the load-bearing capacity of products (RF Patent 2161788, IPC G01N 3/10, 1999), which consists in determining the places of possible maximum linear or angular displacements on the product, in these places the structure is loaded with a test mechanical load not exceeding its maximum values for strength and rigidity of the structure, and determine the values of maximum displacements. In this case, the loading of the structure is performed in the same place 5-10 times constant value mechanical load. Loading is carried out with at least three different load levels. Based on the results of three average displacement values and corresponding loads, a direct dependence of the load on displacement is constructed, at least three confidence intervals of displacement measurements are determined, from the points of which the confidence limits of the measured displacements are built, and the structural strength is determined taking into account the average displacement values with a linear relationship between load and displacement .
Недостатками этого способа является то, что оценка несущей способности осуществляется по критерию предельного перемещения, а не по более важному критерию - прочности конструкции, а также то, что при испытании к эксплуатационной нагрузке на конструкцию добавляется испытательная нагрузка, что приводит к увеличению существующих повреждений в материале конструкции и риску ее разрушения.The disadvantages of this method are that the bearing capacity is assessed by the criterion of ultimate displacement, and not by the more important criterion - structural strength, and also that during testing, the test load is added to the operational load on the structure, which leads to an increase in existing damage to the material construction and the risk of its destruction.
Известен способ неразрушающего определения несущей способности строительных конструкций (Патент РФ 2460057, МПК G01N 3/32, 2011), заключающийся в том, что на поверхности испытуемой конструкции определяют места возможных максимальных деформаций. В этих местах испытуемую конструкцию нагружают 5-10 раз механической нагрузкой, не превышающей предельного значения, и определяют величину деформации конструкции. О прочности конструкции судят с учетом значений величины деформации. Нагружают конструкцию механической нагрузкой, направленной противоположно эксплуатационной нагрузке и собственному весу конструкции. При этом используют три ступени нагружения. При каждом нагружении измеряют деформации в конструкции в опасном и рядом с опасным сечениях. Находят положение нейтральной оси в опасном сечении. По измеренным деформациям в опасном сечении с учетом расположения нейтральной оси строят эпюру деформаций в этом сечении. По результатам трех средних значений относительных деформаций и соответствующим им нагрузкам строят среднюю прямую зависимости нагрузки от относительной деформации. В качестве величины предельной относительной деформации используют значение, равное 0,05%, которое соответствует пределу упругости материала, и до которого кривую зависимости нагрузки от относительной деформации считают прямой линией. Несущую способность конструкции определяют в виде интервала значений . Строят равномерный закон распределения предельной нагрузки Fпр как случайной величины по известным значениям и . Несущую способность конструкции определяют по заданной вероятности как абсциссу в законе распределения с соответствующей обеспеченностью.There is a method of non-destructive determination of the bearing capacity of building structures (RF Patent 2460057, IPC
Недостатками этого способа является ограниченность применения только для металлических конструкций, отсутствие учета изменчивости средней предельной деформации металла, что занижает точность определения предельной нагрузки. Кроме этого, полученный результат в виде сосредоточенной предельной нагрузки не согласуется с эксплуатационной нагрузкой на конструкцию, которая, как правило, имеет распределенный характер.The disadvantages of this method is the limited use only for metal structures, the lack of consideration of the variability of the average ultimate strain metal, which underestimates the accuracy of determining the maximum load. In addition, the result in the form of a concentrated ultimate load is not consistent with the operational load on the structure, which, as a rule, has a distributed character.
Наиболее близким к предлагаемому является способ неразрушающего контроля несущей способности железобетонных конструкций (Патент РФ 2275613, МПК G01N 3/00), согласно которому определяют места возможных максимальных деформаций в стержнях арматуры и в бетоне конструкции, в этих местах устанавливают измерители деформаций, конструкцию нагружают испытательной механической статической нагрузкой, не превышающей предельного ее значения, определенного по прочности бетона или арматуры конструкции, и определяют значения деформаций в бетоне и в арматуре. При этом нагружение конструкции выполняют в одном и том же месте 5-10 раз постоянной по значению статической механической нагрузкой при двух-пяти различных ступенях нагрузки. По результатам двух-пяти испытаний при одном значении нагрузки находят средние значения деформаций и соответственно два-пять значений доверительных интервалов измеренных деформаций, по которым строят график зависимости средних значений деформации от нагрузки и доверительные границы. При этом деформации измеряют одновременно в двух крайних стержнях арматуры и в двух крайних местах бетона на верхней грани сжатой зоны элемента в опасном сечении конструктивного элемента. По средним деформациям в арматуре и бетоне строят графики зависимости деформаций от нагрузки и доверительные границы, аппроксимируя их полиномами второй-пятой степени. На графике зависимости деформаций от нагрузки на оси абсцисс (деформаций) откладывают значение предельной деформации по нормативным документам по расчету железобетонных конструкций и графически определяют несущую способность (предельную нагрузку) конструкции по прочности арматуры и прочности бетона отдельно, принимая наименьшее значение предельной нагрузки из двух полученных значений.Closest to the proposed method is non-destructive testing of the bearing capacity of reinforced concrete structures (RF Patent 2275613, IPC
Недостатком этого способа является то, что к эксплуатационной нагрузке на конструкцию добавляется испытательная нагрузка, что приводит к увеличению существующих повреждений в материале конструкции и риску ее разрушения. Также в качестве недостатков можно отметить отсутствие учета изменчивости предельных деформаций в бетоне и арматуре конструкции и отсутствие обоснованности применяемой вероятности 0,95 при назначении границ доверительного интервала. Кроме этого, полученный результат в виде сосредоточенной предельной нагрузки не согласуется с эксплуатационной нагрузкой на конструкцию, которая, как правило, имеет распределенный характер.The disadvantage of this method is that a test load is added to the operational load on the structure, which leads to an increase in existing damage to the material of the structure and the risk of its destruction. Also, disadvantages include the lack of consideration of the variability of ultimate strains in concrete and structural reinforcement and the lack of validity of the applied probability of 0.95 when assigning the boundaries of the confidence interval. In addition, the result in the form of a concentrated ultimate load is not consistent with the operational load on the structure, which, as a rule, has a distributed character.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является повышение безопасности испытаний железобетонных конструкций путем применения разгружающей пробной нагрузки, повышение точности определения несущей способности железобетонных конструкций путем учета изменчивости всех контролируемых величин на стадии эксперимента, а также путем введения однозначности по отношению к точности характеристик всех случайных величин благодаря использованию «правила трех сигм» с вероятностью размещения случайной величины в целевом интервале Р=0,9972.The technical result, the achievement of which the present invention is directed, is to increase the safety of testing reinforced concrete structures by applying an unloading test load, improving the accuracy of determining the bearing capacity of reinforced concrete structures by taking into account the variability of all controlled quantities at the stage of the experiment, as well as by introducing uniqueness with respect to the accuracy of the characteristics of all random variables due to the use of the “three sigma rule” with the probability of placing a case value in the target interval P = 0.9972.
Сущность предлагаемого способа неразрушающего контроля несущей способности однопролетных железобетонных балок заключается в следующем. На контролируемой железобетонной балке определяют места с наибольшими деформациями от эксплуатационной нагрузки и в этих местах устанавливают измерители деформаций, например, тензорезисторы. Затем нагружают железобетонную балку пробной нагрузкой F, направленной противоположно эксплуатационной нагрузке и собственному весу железобетонной балки и не превышающей предельного значения, определенного по прочности бетона и арматуры железобетонной балки. Определяют величину относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. При этом нагружение пробной нагрузкой и определение величины относительной деформации бетона и арматуры железобетонной балки производят не менее 10 раз при каждом из не менее чем трех значений пробной нагрузки. При каждом нагружении перед определением относительной деформации бетона и арматуры железобетонную балку выдерживают под пробной нагрузкой до стабилизации деформаций. Повторное нагружение этой же пробной нагрузкой производят не ранее чем через 10 минут.The essence of the proposed method of non-destructive testing of the bearing capacity of single-span reinforced concrete beams is as follows. On a controlled reinforced concrete beam, places with the greatest deformations from the operational load are determined and strain gauges, for example, strain gauges, are installed in these places. Then, the reinforced concrete beam is loaded with a test load F directed opposite to the operational load and the dead weight of the reinforced concrete beam and does not exceed the limit value determined by the strength of concrete and reinforcement of the reinforced concrete beam. The value of the relative deformation is determined separately for concrete and for reinforcement of reinforced concrete beams. In this case, loading with a test load and determining the relative deformation of concrete and reinforcement of a reinforced concrete beam are performed at least 10 times for each of at least three values of the test load. At each loading, before determining the relative deformation of concrete and reinforcement, the reinforced concrete beam is maintained under a test load until the deformations are stabilized. Re-loading with the same test load is carried out no earlier than after 10 minutes.
Для каждого значения пробной нагрузки по отдельности для бетона и арматуры железобетонной балки определяют средние значения относительной деформации по формуле:For each value of the test load individually for concrete and reinforcement of reinforced concrete beams, the average values of the relative deformation are determined by the formula:
, ,
где - среднее значение относительной деформации бетона или арматуры при j-том значении пробной нагрузки;Where - the average value of the relative deformation of concrete or reinforcement at the j-th value of the test load;
n - число нагружений железобетонной балки пробной нагрузкой при j-том значении пробной нагрузки;n is the number of loads of reinforced concrete beams with a test load at the j-th value of the test load;
εi - i-тая относительная деформация бетона или арматуры при j-том значении пробной нагрузки.ε i is the i-th relative deformation of concrete or reinforcement at the j-th value of the test load.
Затем по отдельности для бетона и арматуры строят графики функции .Then, separately for concrete and reinforcement, function graphs are constructed .
Для каждого значения пробной нагрузки по отдельности для бетона и арматуры железобетонной балки рассчитывают среднеквадратичные отклонения относительной деформации Sεj по формуле:For each value of the test load separately for concrete and reinforcement of the reinforced concrete beam, the standard deviations of the relative deformation S εj are calculated by the formula:
. .
Дальше по «правилу трех сигм» определяют верхнюю границу измерения относительных деформаций по отдельности для бетона и арматуры железобетонной балки и строят графики функции .Further, according to the “three sigma rule", the upper limit of the measurement of relative strains separately for concrete and reinforcement of a reinforced concrete beam is determined and graphs of the function are constructed .
Примерный вид графиков представлен на фиг. 1.Approximate type of graphs shown in FIG. one.
Применяя метод наименьших квадратов, находят аналитические выражения для функций .Using the least squares method, find analytical expressions for functions .
Используя априорную информацию, находят среднее значение предельной относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки.Using a priori information, find the average value of the ultimate relative strain individually for concrete and for reinforcement of reinforced concrete beams.
Определяют верхнее значение предельной нагрузки и нижнее значение предельной нагрузки по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки по уравнениям:Determine the upper limit load and lower limit load individually for concrete and for reinforcement of reinforced concrete beams according to the equations:
Предельную несущую способность железобетонной балки определяют по наименьшей паре полученных для бетона и арматуры железобетонной балки значений предельных нагрузок и . Затем по значениям предельной несущей способности железобетонной балки теоретически рассчитывают значения наибольших изгибающих моментов и , воздействию которых может подвергаться железобетонная балка. Находят теоретическую зависимость изгибающего момента Mq от величины нагрузки, действующей на железобетонную балку. Из равенств моментов и находят верхнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку и нижнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку .The ultimate bearing capacity of a reinforced concrete beam is determined by the smallest pair of ultimate loads obtained for concrete and reinforcement of a reinforced concrete beam and . Then, the values of the maximum bending moments are theoretically calculated from the values of the ultimate bearing capacity of a reinforced concrete beam and which may be exposed to the reinforced concrete beam. The theoretical dependence of the bending moment M q on the load acting on the reinforced concrete beam is found. From the equalities of moments and find the upper value of the ultimate load on a reinforced concrete beam and lower value of ultimate load on reinforced concrete beam .
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. На контролируемой железобетонной балке теоретически выявляют место наибольшего изгибающего момента от эксплуатационной нагрузки с учетом собственного веса балки. В этом месте на крайние стержни арматуры в зоне растяжения и поверхность бетона в зоне сжатия устанавливают тензорезисторы и измеряют начальное омическое сопротивление R0 каждого из них. Затем нагружают железобетонную балку пробной нагрузкой F, направленной противоположно эксплуатационной нагрузке и собственному весу железобетонной балки и не превышающей предельного значения, определенного по прочности бетона и арматуры железобетонной балки. Определяют величину относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. При этом нагружение пробной нагрузкой и определение величины относительной деформации бетона и арматуры железобетонной балки производят не менее 10 раз при каждом из не менее чем трех значений пробной нагрузки. При каждом нагружении перед определением относительной деформации бетона и арматуры железобетонную балку выдерживают под пробной нагрузкой до стабилизации деформаций. Повторное нагружение этой же пробной нагрузкой производят не ранее чем через 10 минут.The proposed method is as follows. On a controlled reinforced concrete beam, theoretically, the place of the greatest bending moment from the operating load is determined taking into account the dead weight of the beam. In this place, strain gauges are installed on the extreme bars of the reinforcement in the tension zone and the concrete surface in the compression zone and the initial ohmic resistance R 0 of each of them is measured. Then, the reinforced concrete beam is loaded with a test load F directed opposite to the operational load and the dead weight of the reinforced concrete beam and does not exceed the limit value determined by the strength of concrete and reinforcement of the reinforced concrete beam. The value of the relative deformation is determined separately for concrete and for reinforcement of reinforced concrete beams. In this case, loading with a test load and determining the relative deformation of concrete and reinforcement of a reinforced concrete beam are performed at least 10 times for each of at least three values of the test load. At each loading, before determining the relative deformation of concrete and reinforcement, the reinforced concrete beam is maintained under a test load until the deformations are stabilized. Re-loading with the same test load is carried out no earlier than after 10 minutes.
Для определения значения наибольшей эксплуатационной нагрузки Fmax в месте наибольшего изгибающего момента Mmax теоретически находят значение момента от эксплуатационной нагрузки и собственного веса балки qэкс+qсв, например, для балки, изображенной на фиг. 2 по формуле:To determine the value of the maximum operational load F max in the place of the greatest bending moment M max theoretically find the value of the moment from the operating load and the dead weight of the beam q ex + q sv , for example, for the beam depicted in FIG. 2 by the formula:
где l - длина балки.where l is the length of the beam.
Наибольший изгибающий момент Mmax приравнивают к моменту MF от наибольшей эксплуатационной нагрузки Fmax:The greatest bending moment M max is equal to the moment M F from the maximum operating load F max :
и находят Fmax.and find F max .
В целях безопасности максимальное значение пробной нагрузки F берут равным половине наибольшей эксплуатационной нагрузки Fmax.For safety reasons, the maximum value of the test load F is taken equal to half the maximum operating load F max .
Величину относительной деформации по отдельности для бетона и арматуры железобетонной балки при каждом нагружении рассчитывают по формуле:The value of the relative deformation separately for concrete and reinforcement of reinforced concrete beams at each loading is calculated by the formula:
где R1 - ответное омическое сопротивление тензорезистора после приложения к железобетонной балке пробной нагрузки;where R 1 is the response ohmic resistance of the strain gauge after applying a test load to the reinforced concrete beam;
k - коэффициент тензочувствительности тензорезистора.k is the strain gauge coefficient of the strain gauge.
По результатам не менее 10 испытаний при каждом значении пробной нагрузки находят средние значения относительных деформаций по отдельности для арматуры и бетона железобетонной балки по формуле:According to the results of at least 10 tests, for each value of the test load, the average values of relative deformations are found individually for reinforcement and concrete reinforced concrete beams according to the formula:
и строят графики функции .and plot function graphs .
Затем рассчитывают среднеквадратичные отклонения относительных деформаций бетона и арматуры железобетонной балки для каждого значения пробной нагрузки по формуле:Then calculate the standard deviation of the relative deformations of concrete and reinforcement of reinforced concrete beams for each value of the test load according to the formula:
По «правилу трех сигм» определяют верхнюю границу относительных деформаций и строят графики функции по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки.According to the “three sigma rule", the upper boundary of the relative deformations is determined and function graphs are constructed individually for concrete and for reinforcement of reinforced concrete beams.
Применяя метод наименьших квадратов, находят аналитические выражения для функций .Using the least squares method, find analytical expressions for functions .
Используя априорную информацию, находят среднее значение предельной относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Так, согласно СП 52-101-2003, для арматуры недопустимо превышение среднего значения предельной деформации , равного 0,025. По [3] коэффициент вариации νσ для предела текучести материала арматуры для одного и того же профиля с одного и того же завода равен 0,01÷0,04.Using a priori information, find the average value of the ultimate relative strain individually for concrete and for reinforcement of reinforced concrete beams. So, according to SP 52-101-2003, for reinforcement it is unacceptable to exceed the average value of ultimate strain equal to 0.025. According to [3], the coefficient of variation ν σ for the yield strength of reinforcing material for the same profile from the same plant is 0.01 ÷ 0.04.
Используют следующее выражение для определения среднеквадратичного отклонения нормативной прочности арматуры:Use the following expression to determine the standard deviation of the standard strength of the reinforcement:
где Rs - нормативная прочность арматуры, значение которой принимают по СП 52-101-2003 или определяют испытаниями арматуры железобетонной балки.where R s is the standard strength of the reinforcement, the value of which is taken according to SP 52-101-2003 or determined by testing reinforcement of a reinforced concrete beam.
Коэффициент вариации νE модуля упругости стали ES по [3] колеблется от 0,02 до 0,06. По СП 52-101-2003 принимают среднее значение модуля упругости арматуры .The coefficient of variation ν E of the elastic modulus of steel E S according to [3] ranges from 0.02 to 0.06. According to SP 52-101-2003 take the average value of the modulus of elasticity of reinforcement .
Используя зависимость:Using the dependency:
где εS - относительная деформация арматуры,where ε S is the relative deformation of the reinforcement,
методом линеаризации, находят выражение для среднеквадратичного отклонения относительной деформации арматуры:by linearization, find the expression for the standard deviation of the relative deformation of the reinforcement:
где - среднеквадратичное отклонение прочности арматуры железобетонной балки;Where - the standard deviation of the strength of the reinforcement of reinforced concrete beams;
- среднеквадратичное отклонение модуля упругости арматуры железобетонной балки. - the standard deviation of the elastic modulus of reinforcement of a reinforced concrete beam.
Согласно СП 52-161-2003, значение предельной деформации бетона при сжатии и непродолжительном действии нагрузки составляет εb=0,002.According to SP 52-161-2003, the value of the ultimate deformation of concrete during compression and short-term action of the load is ε b = 0.002.
По [3] коэффициент вариации прочности бетона принимают равным 0,04.According to [3], the coefficient of variation of concrete strength is taken equal to 0.04.
Известно, что прочность бетона хорошо описывается нормальным законом распределения [3]. Модуль упругости бетона при сжатии по СП 52-161-2003 зависит от класса бетона.It is known that the strength of concrete is well described by the normal distribution law [3]. The modulus of elasticity of concrete under compression in accordance with SP 52-161-2003 depends on the class of concrete.
Оценку средней прочности бетона производят по формуле:Assessment of the average strength of concrete produced by the formula:
, ,
где n - число испытаний;where n is the number of tests;
Rbi - прочность бетона на i-том испытании.R bi - concrete strength at the i-th test.
Среднеквадратичное отклонение прочности бетона рассчитывают по формуле:RMS deviation of concrete strength calculated by the formula:
. .
В [5] описывается определение модуля упругости бетона методом динамического индентирования применительно к эксплуатируемым железобетонным конструкциям. Использование эмпирической формулы для определения модуля упругости бетона в этом методе позволяет определить среднее значение модуля упругости бетона и его среднеквадратичное отклонение для статистического анализа.In [5], the determination of the modulus of elasticity of concrete is described by the dynamic indentation method as applied to operating reinforced concrete structures. Using the empirical formula for determining the modulus of elasticity of concrete in this method allows us to determine the average value of the modulus of elasticity of concrete and its standard deviation for statistical analysis.
На основе представленной априорной информации рассчитывают среднее значение предельной относительной деформации бетона :Based on the presented a priori information, the average value of the ultimate relative deformation of concrete is calculated :
, ,
Применяя метод линеаризации, находят среднеквадратичное отклонение значения предельной относительной деформации бетона.Using the linearization method, the standard deviation of the value of the ultimate relative deformation of concrete is found.
Среднему значению предельных относительных деформаций арматуры будет соответствовать верхнее значение предельной нагрузки , которая будет верхним значением несущей способности балки по критерию прочности стальной арматуры. Ее значение находят из уравнения:The average value of the ultimate relative deformation of the reinforcement will correspond to the upper limit load , which will be the upper value of the bearing capacity of the beam according to the criterion of strength of steel reinforcement. Its value is found from the equation:
Нижнее (наименьшее) значение предельной нагрузки (наиболее осторожный вариант) определяют из уравнения:The lower (smallest) value of the maximum load (the most cautious option) is determined from the equation:
. .
Аналогичным способом определяют нижнее и верхнее значения несущей способности балки по критерию прочности бетона.In a similar way, the lower and upper values of the bearing capacity of the beam are determined by the criterion of concrete strength.
Предельную несущую способность железобетонной балки определяют по наименьшей паре полученных для бетона и арматуры железобетонной балки значений предельных нагрузок и .The ultimate bearing capacity of a reinforced concrete beam is determined by the smallest pair of ultimate loads obtained for concrete and reinforcement of a reinforced concrete beam and .
По значениям предельной несущей способности железобетонной балки теоретически рассчитывают значения наибольших изгибающих моментов и , воздействию которых может подвергаться железобетонная балка. Например, для расчетной схемы, представленной на фиг. 3:From the values of the ultimate bearing capacity of a reinforced concrete beam, the values of the greatest bending moments are theoretically calculated and which may be exposed to the reinforced concrete beam. For example, for the design circuit shown in FIG. 3:
где l - длина балки.where l is the length of the beam.
Затем находят теоретическую зависимость изгибающего момента Mq от величины нагрузки, действующей на железобетонную балку. Так для расчетной схемы, изображенной на фиг. 4:Then find the theoretical dependence of the bending moment M q on the magnitude of the load acting on the reinforced concrete beam. So for the design circuit shown in FIG. four:
где - нижнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку;Where - the lower value of the ultimate load on the reinforced concrete beam;
- верхнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку. - the upper value of the ultimate load on a reinforced concrete beam.
Из равенств моментов и находят верхнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку и нижнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку .From the equalities of moments and find the upper value of the ultimate load on a reinforced concrete beam and lower value of ultimate load on reinforced concrete beam .
Для балок с другой расчетной схемой и другой нагрузкой, предельную нагрузку находят аналогичным методом.For beams with a different design scheme and a different load, the ultimate load is found by a similar method.
Иллюстрации:Illustrations:
Фиг. 1 - графики функций 1 - функция зависимости нагрузки от относительной деформации; 2 - функция зависимости наибольших значений относительной деформации от нагрузки, 3 - функция нормального закона распределения случайной величины;FIG. 1 - function graphs 1 - function of the dependence of the load on the relative deformation; 2 - the function of the dependence of the largest values of the relative strain on the load, 3 - the function of the normal distribution law of a random variable;
Фиг. 2 - пример схемы приложения пробной нагрузки F в стадии эксперимента;FIG. 2 is an example of a test load application circuit F at the experimental stage;
Фиг. 3 - схема приложения предельной сосредоточенной нагрузки Fпр в опасном сечении;FIG. 3 is a diagram of the application of the ultimate concentrated load F CR in a dangerous section;
Фиг. 4 - схема приложения предельной равномерно распределенной нагрузки qпр.FIG. 4 is a diagram of the application of the ultimate uniformly distributed load q pr
Литература:Literature:
1. Шишкин И.Ф. Метрология, стандартизация и управление качеством / Под ред. акад. Н.С. Соломенко. - М.: Изд-во стандартов, 1990.1. Shishkin I.F. Metrology, Standardization and Quality Management / Ed. Acad. N.S. Solomenko. - M .: Publishing house of standards, 1990.
2. Лужин О.В. Обследование и испытание сооружений / О.В. Лужин, А.Б. Злочевский, И.А. Горбунов, В.А. Волохов. - М.: Стройиздат, 1987.2. Luzhin OV Inspection and testing of structures / O.V. Luzhin, A.B. Zlochevsky, I.A. Gorbunov, V.A. Volokhov. - M .: Stroyizdat, 1987.
3. Шпете, Г. Надежность строительных конструкций / Пер. с нем. - М.: Стройиздат, 1994.3. Shpete, G. Reliability of building structures / Trans. with him. - M .: Stroyizdat, 1994.
4. Джонсон Н. Статистика и планирование эксперимента в технике и науке / Н. Джонсон, Ф. Лион. - М.: Мир, 1980.4. Johnson N. Statistics and experimental design in engineering and science / N. Johnson, F. Lyon. - M .: Mir, 1980.
5. Мацулевич О.В. Определение модуля упругости бетона методом динамического индентирования / О.В. Мацулевич, В.А. Рудницкий, Д.А. Литвиновский // Неразрушающий контроль и диагностика. - 2012. - №4. - с. 46-56.5. Matsulevich OV Determination of the elastic modulus of concrete by dynamic indentation method / O.V. Matsulevich, V.A. Rudnitsky, D.A. Litvinovsky // Non-Destructive Testing and Diagnostics. - 2012. - No. 4. - from. 46-56.
Claims (1)
предельную несущую способность железобетонной балки определяют по наименьшей паре полученных для бетона и арматуры железобетонной балки значений предельных нагрузок и ; затем по значениям предельной несущей способности железобетонной балки теоретически рассчитывают значения наибольших изгибающих моментов и , воздействию которых может подвергаться железобетонная балка; находят теоретическую зависимость изгибающего момента Mq от нагрузки, действующей на железобетонную балку; из равенств моментов и находят верхнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку и нижнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку . The method of non-destructive testing of the bearing capacity of single-span reinforced concrete beams according to the criteria of the strength of concrete and reinforcement, which consists in determining the places of the reinforced concrete beam with the greatest deformations from the operational load; strain gauges are installed in these places: for concrete in the compression region, for reinforcement in the tension region; load the reinforced concrete beam with a test load F directed opposite to the operational load and dead weight of the reinforced concrete beam and not exceeding the limit value of the bearing capacity determined by the strength of concrete and reinforcement of the reinforced concrete beam; determine the relative strain of concrete and reinforcement of reinforced concrete beams; loading with test load and determining the values of the relative deformation of concrete and reinforcement of reinforced concrete beams are repeated several times at least three load values; for each load value determine the average value of the relative deformation concrete and reinforcement of reinforced concrete beams and build confidence intervals of the results of the measured relative deformations, characterized in that the test load F at each load value is produced at least 10 times; at each loading, before measuring the relative deformation of concrete and reinforcement, the reinforced concrete beam is kept under load until the deformations are stabilized; repeated loading with the same load is carried out no earlier than after 10 minutes; according to the results of measuring the relative deformation separately for concrete and reinforcement of a reinforced concrete beam, function graphs are constructed ; for each value of the test load individually for concrete and reinforcement of the reinforced concrete beam, the standard deviation S ε of the measured relative strains is calculated; according to the “three sigma rule" determine the upper boundary of the relative deformations and plot the function separately for concrete and reinforcement of reinforced concrete beams; using the least squares method, find analytical expressions for functions and ; using a priori information, find the average value of the ultimate relative strain individually for concrete and for reinforcement of reinforced concrete beams; determine the upper limit load and lower limit load individually for concrete and for reinforcement of reinforced concrete beams according to the equations:
ultimate load-bearing capacity of a reinforced concrete beam is determined by the smallest pair of ultimate loads obtained for concrete and reinforcement of a reinforced concrete beam and ; then the values of the maximum bending moments are theoretically calculated from the values of the ultimate bearing capacity of a reinforced concrete beam and the effects of which a reinforced concrete beam may be exposed; find the theoretical dependence of the bending moment M q on the load acting on the reinforced concrete beam; from equalities of moments and find the upper value of the ultimate load on a reinforced concrete beam and lower value of ultimate load on reinforced concrete beam .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152040/28A RU2579545C1 (en) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | Method for nondestructive inspection of carrying capacity of single-flight reinforced concrete beams |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152040/28A RU2579545C1 (en) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | Method for nondestructive inspection of carrying capacity of single-flight reinforced concrete beams |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2579545C1 true RU2579545C1 (en) | 2016-04-10 |
Family
ID=55793561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014152040/28A RU2579545C1 (en) | 2014-12-22 | 2014-12-22 | Method for nondestructive inspection of carrying capacity of single-flight reinforced concrete beams |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2579545C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107563022A (en) * | 2017-08-18 | 2018-01-09 | 何威特 | A kind of T-shaped beam lateral bending additional stress decision method |
CN109933904A (en) * | 2019-03-13 | 2019-06-25 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | Reinforced concrete structural element P-I curve assessment method based on equivalent single-degree-of-freedom |
RU2771598C1 (en) * | 2021-04-22 | 2022-05-06 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Method for determining the bearing capacity of a span |
CN114577593A (en) * | 2022-03-02 | 2022-06-03 | 郑州大学 | Method and device for determining flexural moment elimination of prestressed concrete beam based on acoustic emission |
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 |
CN117589398A (en) * | 2023-10-26 | 2024-02-23 | 桐乡市苏台高速公路投资开发有限公司 | Intelligent detection method for bearing capacity of pi-shaped steel-mixed continuous rigid frame bridge under action of load-carrying vehicle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001289841A (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-19 | Ohbayashi Corp | Method and system for analysis of reinforced concrete pillar as well as recording medium with recorded computer program for execution of analytical method for reinforced concrete pillar |
RU2275613C2 (en) * | 2004-05-25 | 2006-04-27 | Вологодский государственный технический университет | Method of nondestructive testing of load-carrying capacity of reinforced concrete constructions |
RU2460057C1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Method of nondestructive testing of construction structure bearing capacity |
-
2014
- 2014-12-22 RU RU2014152040/28A patent/RU2579545C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001289841A (en) * | 2000-04-11 | 2001-10-19 | Ohbayashi Corp | Method and system for analysis of reinforced concrete pillar as well as recording medium with recorded computer program for execution of analytical method for reinforced concrete pillar |
RU2275613C2 (en) * | 2004-05-25 | 2006-04-27 | Вологодский государственный технический университет | Method of nondestructive testing of load-carrying capacity of reinforced concrete constructions |
RU2460057C1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-08-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Вологодский государственный технический университет" (ВоГТУ) | Method of nondestructive testing of construction structure bearing capacity |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107563022A (en) * | 2017-08-18 | 2018-01-09 | 何威特 | A kind of T-shaped beam lateral bending additional stress decision method |
CN109933904A (en) * | 2019-03-13 | 2019-06-25 | 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院 | Reinforced concrete structural element P-I curve assessment method based on equivalent single-degree-of-freedom |
RU2771598C1 (en) * | 2021-04-22 | 2022-05-06 | Федеральное Государственное Казенное Военное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Военный Учебно-Научный Центр Сухопутных Войск "Общевойсковая Ордена Жукова Академия Вооруженных Сил Российской Федерации" | Method for determining the bearing capacity of a span |
CN114577593A (en) * | 2022-03-02 | 2022-06-03 | 郑州大学 | Method and device for determining flexural moment elimination of prestressed concrete beam based on acoustic emission |
CN114577593B (en) * | 2022-03-02 | 2024-05-31 | 郑州大学 | Acoustic emission-based method and device for determining anti-buckling moment of prestressed concrete beam |
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 |
CN117589398A (en) * | 2023-10-26 | 2024-02-23 | 桐乡市苏台高速公路投资开发有限公司 | Intelligent detection method for bearing capacity of pi-shaped steel-mixed continuous rigid frame bridge under action of load-carrying vehicle |
CN117589398B (en) * | 2023-10-26 | 2024-05-07 | 桐乡市苏台高速公路投资开发有限公司 | Intelligent detection method for bearing capacity of pi-shaped steel-mixed continuous rigid frame bridge under action of load-carrying vehicle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2579545C1 (en) | Method for nondestructive inspection of carrying capacity of single-flight reinforced concrete beams | |
Kurz et al. | Stress drop and stress redistribution in concrete quantified over time by the b-value analysis | |
Kolokhov et al. | Structure material physic-mechanical characteristics accuracy determination while changing the level of stresses in the structure | |
JP6768369B2 (en) | Building soundness evaluation system and building soundness evaluation method | |
Quagliarini et al. | Experimental assessment of concrete compressive strength in old existing RC buildings: A possible way to reduce the dispersion of DT results | |
Słowik et al. | The application of a probabilistic method to the reliability analysis of longitudinally reinforced concrete beams | |
RU2281482C2 (en) | Method to determine fire-resistance of compressed reinforced concrete building structure members | |
Calderón-Uríszar-Aldaca et al. | Second-order fatigue of intrinsic mean stress under random loadings | |
RU2275613C2 (en) | Method of nondestructive testing of load-carrying capacity of reinforced concrete constructions | |
Yang et al. | Calibration of the shear stop criteria based on crack kinematics of reinforced concrete beams without shear reinforcement | |
Krutii et al. | Analytic formulas for the natural frequencies of hinged structures with taking into account the dead weight | |
RU2460057C1 (en) | Method of nondestructive testing of construction structure bearing capacity | |
Castellanos-Toro et al. | Evaluation of experimental techniques for performance estimation of post-tensioned concrete beams | |
Koteš et al. | Measurement of corrosion rates on reinforcement using the field test | |
RU2670217C1 (en) | Method of measuring stress-strain state of metal constructions without static unloading | |
Kovačič et al. | The comparison of measuring and computing results of construction vertical displacement | |
RU2764026C1 (en) | Method for non-destructive testing of the bearing capacity of single-span bearers | |
Heeke | Stochastic modeling and statistical analysis of fatigue tests on prestressed concrete beams under cyclic loadings | |
RU2784318C1 (en) | Method for non-destructive determination and monitoring of the bearing capacity of steel trusses | |
RU2161788C2 (en) | Method of nondestructive test of load-carrying capacity of building constructions | |
RU2797787C1 (en) | Method for non-destructive assessment and control of the bearing capacity and reliability of steel trusses | |
Syzrantsev et al. | Determination of stresses and residual life in accordance with indications of variable-sensitivity integral strain gauge | |
Piculin et al. | Experimental evaluation of stiffened curved plates subjected to pure compression | |
Gleich et al. | An analytical model to determine the shear capacity of prestressed continuous concrete beams | |
Mukhamedzhanova et al. | A method for calculating the uncertainty of the tensile strength during bending of concrete prisms used in the construction of transport infrastructure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161223 |