RU2725162C1 - Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии - Google Patents
Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии Download PDFInfo
- Publication number
- RU2725162C1 RU2725162C1 RU2019133236A RU2019133236A RU2725162C1 RU 2725162 C1 RU2725162 C1 RU 2725162C1 RU 2019133236 A RU2019133236 A RU 2019133236A RU 2019133236 A RU2019133236 A RU 2019133236A RU 2725162 C1 RU2725162 C1 RU 2725162C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- concrete
- product
- crack resistance
- zone
- determining
- 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
- G01N3/60—Investigating resistance of materials, e.g. refractory materials, to rapid heat changes
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
Изобретение относится к области строительства. Сущность: в изделии выполняют зону концентрации напряжений, которую нагружают до разрушения и по полученным данным определяют параметры трещиностойкости бетона. Зону концентрации напряжения в изделии выполняют на поверхности бетона в виде прямоугольного трапецеидального призматического элемента длиной 5 диаметров наибольшей крупности заполнителя и высотой в один диаметр наибольшей крупности заполнителя, но не менее 20 мм, с углом наклона стороны трапеции в 45 градусов, меньшая сторона которого монолитно связана с бетоном. Верхнюю большую сторону нагружают по поверхности до отлома призматического элемента по меньшей стороне от тела бетона. Во время нагружения одновременно измеряют деформацию верхней стороны и соответствующее ей усилие, а параметры трещиностойкости бетона определяют по полученному графику «деформация-усилие». Технический результат: повышение точности и достоверности определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии и расширение области использования способа. 5 ил.
Description
Изобретение относится к области строительства.
Известен способ определения прочности тяжелых и легких бетонов, заключающийся в скалывании ребра изделия путем прикладывания нагрузки к ребру изделия, фиксации величины нагрузки в момент скола ребра и последующее измерение фактической глубины скалывания (см. ГОСТ 22690-88 "Бетоны. Определение прочности механическими методами неразрушающего контроля" / Введен: 01.01.91; с. 8).
Недостатком данного способа является низкая точность и достоверность определения критического коэффициента интенсивности напряжений исследуемого материала в результате того, что во время испытаний в зоне скола возникают касательные напряжения вдоль линии действия силы, которые искажают точность и достоверность определения критического коэффициента интенсивности напряжений.
Известен способ определения критического коэффициента интенсивности напряжений, заключающийся в том, что в образце прямоугольного сечения выполняют зону концентраций напряжений, которую нагружают до разрушения, после чего по полученным данным определяют критический коэффициент интенсивности напряжений. При этом зону концентрации напряжений выполняют на противоположных гранях в плоскости, перпендикулярной продольной оси образца, а перед нагружением зоны образец закрепляют консольно (см. авт. св. СССР №1257448, G01N 3/00).
Недостатком известного способа является низкая точность и достоверность определения критического коэффициента интенсивности напряжений в исследуемом изделии в результате того, что при извлечении образца из изделия, особенно в промышленных условиях, по всему объему образца образуются микротрещины, которые снижают силы сцепления межатомных связей, что приводит к преждевременному разрушению образца, а следовательно, к искажению получаемых данных.
Наиболее близким аналогом к заявленному объекту является способ определения критического коэффициента интенсивности напряжений, заключающийся в том, что в изделии прямоугольного сечения выполняют зону концентрации напряжений, которую нагружают до разрушения и по полученным данным определяют критический коэффициент интенсивности напряжений, отличающийся тем, что зону концентрации напряжения в изделии выполняют в виде углового сегмента в месте пересечения его перпендикулярных граней, образованную зону нагружают по поверхности углового сегмента до его отлома, после чего замеряют разрушающую нагрузку и параметры отломленного углового сегмента, а критический коэффициент интенсивности напряжения в изделии определяют по формуле.
Недостатком известного способа является низкая точность и достоверность определения параметров трещиностойкости бетона вследствие определения характеристики бетона только по одному параметру и узкая область применения способа так как зону концентрации напряжений выполняют только на пересечении перпендикулярных граней.
Целью изобретения является повышение точности и достоверности определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии и расширение области использования способа.
Поставленная цель решается тем, что в известном способе определения характеристик трещиностойкости бетона в изделии, зону концентрации напряжения в изделии выполняют на поверхности бетона в виде прямоугольного трапецеидального призматического элемента длиной 5 диаметров наибольшей крупности заполнителя и высотой в одни диаметра наибольшей крупности заполнителя, но не менее 20 мм, с углом наклона стороны трапеции в 45 градусов, меньшая сторона которого монолитно связана с бетоном, а верхнюю большую сторону нагружают по поверхности до отлома призматического элемента по меньшей стороне от тела бетона, причем во время нагружения одновременно измеряют деформацию верхней стороны и соответствующее ей усилие, а параметры трещиностойкости бетона определяют по полученному графику «деформация-усилие».
На фиг. 1 показаны:
1 - Прорези на поверхности бетонного элемента.
2 - Прямоугольный трапециедальный призматический элемент, полученный в теле бетона после выполнения пропилов.
3 - Прямоугольный призматический блок, приклеенный к призматическому бетонному элементу 2.
4 - Силовой рычаг, жестко соединенный с прямоугольным блоком 3.
5 - Измерительные рычаги жестко соединенный со стальным блоком 3
6 - Винтовые домкраты или домкраты другого типа, оказывающие давление на силовой рычаг 4, упираясь в тело бетона. Усилие в силовом рычаге измеряют любым известным способом - установкой датчиков на рычаг, измерением даваления в силовом элементе, измерением усилия на бетон.
7 - Индикаторы, закрепленные на измерительных рычагах 5 для измерения перпмещений L.
L1, L2, L3, L4 - величины смещения измерительных рычагов 5 по отношению к поверхности бетона. Измерение смещений в нескольких точках позволяет определить положение линии трещины, неравномерность смещения устья трещины, дает дополнительную (избыточную информацию для повышения точности измерения. Схема измерений с помощью полученной устройством информации показана на фиг. 2.
Отличительный признак, характеризующий действие выполнения зоны концентрации напряжений на поверхности бетона в виде прямоугольного трапецеидального призматического элемента в известных технических решениях не обнаружен. При этом выполнение вышеуказанной зоны в исследуемом изделии позволяет осуществлять последующее нагружение этой зоны до ее отлома непосредственно на поверхности изделия, а не в месте пересечения его перпендикулярных граней. Это позволяет выбрать наиболее рациональную зону работы элемента (угловые зоны наиболее подвержены разрушению), сохранить целостность структуры материала изделия, а следовательно, повысить точность и достоверность полученных результатов.
Для определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона известен прием нагружения торцевой поверхности прямоугольного изделия путем создания на его поверхности однозначных сжимающих или растягивающих напряжений (см. ГОСТ 24452-80 "Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона" / Введен: 01.01.1982, с. 7).
В заявляемом способе нагружают не изделие, а прямоугольную трапецеидальную призму, образованную на поверхности изделия. Указанный отличительный признак в заявляемом способе проявляет новое техническое свойство, заключающееся в создании зоны разнозначных нормальных напряжений в исследуемой зоне изделия, а именно сжатых и растягивающих напряжений в разрушающемся сечении материала изделия при отсутствии касательных напряжений, что обеспечивает рост трещины отрыва без сдвига ее берегов от начала растянутой зоны. Это позволяет повысить точность и достоверность определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии за счет создания в последнем чистого напряженного состояния, характеризующегося растяжением при отсутствии сдвига.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для специалиста заявляемый способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии при нормальном отрыве не следует явным образом из известного уровня техники, а, следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Для осуществления заявляемого способа определения критического коэффициента интенсивности напряжений в изделии предлагается использовать специальное устройство.
Сущность: в изделии прямоугольного сечения выполняют зону концентрации напряжений, которую нагружают до разрушения и по полученным данным определяют критический коэффициент интенсивности напряжений. Зону концентрации напряжения в изделии выполняют в виде углового сегмента в месте пересечения его перпендикулярных граней. Образованную зону нагружают по поверхности углового сегмента до его отлома, после чего замеряют разрушающую нагрузку и параметры отломленного углового сегмента, а критический коэффициент интенсивности напряжения в изделии определяют по формуле. Технический результат: повышение точности и достоверности.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:
- на фиг. 1 Приведена аксонометрия схемы устройства определения характеристик трещиностойкости бетона изделия;
- на фиг 2. - Прямоугольный трапецеидальный призматический элемент;
- на фиг. 3 - Схема измерений развития трещины.
Обработку полученных графиков можно проводить известными методами. Например в соответствии с ГОСТ 29167-91.
Во время отлома сегментов измеряется усилие отлома F и смещение трещины V. По результатам измерений строится диаграмма F- V. Вид диаграммы показан на фиг. 3. На фиг. 4 показана трансформированная диаграмма, полученная при местном сбросе нагрузки. Диаграммы используют в общем методе диагностики конструкции.
Для фиг. 4 и 5:
D - точка начала прямого участка
СА - параллельна ОТ, СН - перпендикулярна OV.
OTCDK - расчетная диаграмма
X' и X '' - получают параллельным переносом из X по линии разгрузки.
где ϕ=b/L0 - относительная высота образца;
Используя полученные диаграммы, приведенные на рис. 3 и 4, рассчитывают энергозатраты на развитие и рост трещины.
Энергозатраты на процессы развития и слияния микротрещин до формирования магистральной трещины статического разрушения Wm (МДж) определяют по площади ОТСА.
Энергозатраты на упругое деформирование до начала движения магистральной трещины статического разрушения We (МДж) определяют по АСН.
Энергозатраты на локальное статическое деформирование в зоне магистральной трещины Wt(МДж) определяют по HCDK.
Расчетные энергозатраты на упругое деформирование сплошного образца 
(, (МДж) определяют по 
Полные упругие энергозатраты на статическое деформирование до деления на части Wce (МДж) определяют по ONC'X'O.
По полученным энергозатратам определяются:
1. Статический джей-интеграл, МДж/м2.
2. Статический критический коэффициент интенсивности напряжений, МПа⋅м 0,5.
3. Критический коэффициент интенсивности напряжений при максимальной нагрузке, МПа⋅м0,5
4. Критерий хрупкости, м
Получение вышеприведенных характеристик позволяет оценивать состояние конструкций на соответствие их теоретическим моделям.
Claims (1)
- Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии, заключающийся в том, что в изделии выполняют зону концентрации напряжений, которую нагружают до разрушения и по полученным данным определяют параметры трещиностойкости бетона, отличающийся тем, что с целью повышения точности и достоверности определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии и расширения области использования способа зону концентрации напряжения в изделии выполняют на поверхности бетона в виде прямоугольного трапецеидального призматического элемента длиной 5 диаметров наибольшей крупности заполнителя и высотой в один диаметр наибольшей крупности заполнителя, но не менее 20 мм, с углом наклона стороны трапеции в 45 градусов, меньшая сторона которого монолитно связана с бетоном, а верхнюю большую сторону нагружают по поверхности до отлома призматического элемента по меньшей стороне от тела бетона, причем во время нагружения одновременно измеряют деформацию верхней стороны и соответствующее ей усилие, а параметры трещиностойкости бетона определяют по полученному графику «деформация-усилие».
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019133236A RU2725162C1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019133236A RU2725162C1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2725162C1 true RU2725162C1 (ru) | 2020-06-30 |
Family
ID=71509924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019133236A RU2725162C1 (ru) | 2019-10-21 | 2019-10-21 | Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2725162C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324916C1 (ru) * | 2006-10-27 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии |
| CN202471499U (zh) * | 2012-02-22 | 2012-10-03 | 北京中企卓创科技发展有限公司 | 一种混凝土早期抗裂性能测试装置 |
| RU2470284C2 (ru) * | 2009-01-13 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Интерприбор" | Способ определения прочности бетона методом скалывания ребра |
| RU2621618C1 (ru) * | 2016-06-17 | 2017-06-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона |
-
2019
- 2019-10-21 RU RU2019133236A patent/RU2725162C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324916C1 (ru) * | 2006-10-27 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии |
| RU2470284C2 (ru) * | 2009-01-13 | 2012-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Интерприбор" | Способ определения прочности бетона методом скалывания ребра |
| CN202471499U (zh) * | 2012-02-22 | 2012-10-03 | 北京中企卓创科技发展有限公司 | 一种混凝土早期抗裂性能测试装置 |
| RU2621618C1 (ru) * | 2016-06-17 | 2017-06-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Дальневосточный федеральный университет" (ДВФУ) | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Razak et al. | The effect of corrosion on the natural frequency and modal damping of reinforced concrete beams | |
| Zhang et al. | Loading rate effect on crack velocities in steel fiber-reinforced concrete | |
| CN108489808A (zh) | 一种声发射测试混凝土单轴受拉应力应变关系的方法 | |
| CN108603822B (zh) | 通过接触力学测量局部拉伸应力下的材料性能 | |
| Chen et al. | Shear bond failure in composite slabs—a detailed experimental study | |
| JP2008519963A (ja) | 連続圧入法を利用した破壊靭性測定方法 | |
| CN110220980A (zh) | 基于声发射技术测量混凝土单轴受拉损伤演化方程的试验方法 | |
| RU2324916C1 (ru) | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии | |
| RU2483214C1 (ru) | Способ определения удельной поверхностной энергии разрушения твердых тел | |
| JP2020091162A (ja) | Ｐｃ桁の残存プレストレス力推定方法 | |
| Diógenes et al. | Determination of modulus of elasticity of concrete from the acoustic response | |
| Lacidogna et al. | Crushing and fracture energies in concrete specimens monitored by Acoustic Emission | |
| CN112683425A (zh) | 一种桥梁体内纵向预应力筋有效应力的检测方法 | |
| RU2725162C1 (ru) | Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии | |
| CN103868808A (zh) | 一种冷拔高强钢丝裂纹扩展速率的简易检测方法 | |
| JPH1090235A (ja) | コンクリート構造物の劣化判定方法 | |
| Deresse et al. | Fatigue fracture quantification in brittle cementitious materials using acoustic emission testing and digital image correlation | |
| RU2477459C1 (ru) | Способ испытания и определения степени живучести строительных конструкций | |
| RU2596694C1 (ru) | Способ измерения длины трещины и скорости ее развития в изгибаемых и растягиваемых элементах конструкций | |
| RU2417369C2 (ru) | Способ определения предельного состояния строительных конструкций | |
| JP5676084B2 (ja) | コンクリート構造物における圧縮応力を受けた部位の診断方法 | |
| JP7057187B2 (ja) | 梁の損傷評価方法 | |
| JPH0676956B2 (ja) | コンクリ−ト構造部材の強度並びに破壊靭性の現場測定方法 | |
| Han et al. | Steel stress redistribution and fatigue life estimation of partially prestressed concrete beams under fatigue loading | |
| Chen et al. | An ultrasonic method for measuring tensile forces in a seven-wire prestressing strand |