SU1619121A1

SU1619121A1 - Method of determining endurance limit of material

Info

Publication number: SU1619121A1
Application number: SU894632211A
Authority: SU
Inventors: Василий Константинович Балавадзе; Мераб Михайлович Лордкипанидзе
Original assignee: Грузинский научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений
Priority date: 1989-01-05
Filing date: 1989-01-05
Publication date: 1991-01-07

Abstract

Изобретение относитс к испытани м, к способам определени предела выносливости . Цель изобретени - повышение точности определени предела выносливости бетона за счет учета дополнительных напр жений, вызванных расклинивающим действием адсорбированной бетоном воды . Определ ют предальную деформацию при сжатии бетона. Образец бетона нагружают до уровн ниже предела выносливости и выдерживают в услови х ползучести до достижени насыщени деформации ползучести. Произведение предельной деформации на отношение достигнутой нагрузки к деформации на уровне насыщени представл етс собой предел выносливости . 1 ил.The invention relates to testing, to methods for determining the fatigue limit. The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the endurance limit of concrete by taking into account the additional stresses caused by the wedging effect of water adsorbed by concrete. The ultimate deformation is determined when the concrete is compressed. A sample of concrete is loaded to a level below the fatigue limit and held under creep conditions until creep deformation is reached. The product of ultimate strain by the ratio of the load reached to the strain at the saturation level is the limit of endurance. 1 il.

Description

Изобретение относитс к области испытаний , к способам определени предела выносливости .The invention relates to the field of testing, to methods for determining the fatigue limit.

Цель изобретени - повышение точности определени предела выносливости бетона за счет учета дополнительных напр жений, вызванных расклинивающим действием адсорбированной бетоном воды.The purpose of the invention is to improve the accuracy of determining the endurance limit of concrete by taking into account the additional stresses caused by the wedging effect of water adsorbed by concrete.

На чертеже представлены кривые деформировани бетона по различным программам нагружени , по сн ющие реализацию способа.The drawing shows concrete deformation curves according to various loading programs, explaining the implementation of the method.

Устройством дл реализации способа вл етс испытательна машина, позвол юща сжимать образцы бетона до разрушени при различных скорост х нагружени и в услови х ползучести, снабженна датчиками деформации и напр жени .A device for implementing the method is a testing machine, which allows compressing concrete samples before failure at various loading rates and under creep conditions, equipped with strain and stress sensors.

Способ реализуетс следующим образом .The method is implemented as follows.

Предварительно определ ют предельную деформацию бетона при сжатии, дл The ultimate deformation of the concrete in compression is pre-determined, for

чего, например, дополнительный образец бетона может быть сжат до разрушени . После этого сжимают образец бетона до уровн ниже предела выносливости, поддерживают нагрузку посто нной и определ ют деформацию после насыщени деформации ползучести. Умножив предельную деформацию бетона на отношение достигнутого уровн напр жени к деформации на уровне насыщени деформации ползучести, получим значение предела выносливости бетона.which, for example, an additional sample of concrete can be compressed before destruction. After that, the concrete sample is compressed to a level below the fatigue limit, the load is kept constant, and the deformation after saturation of the creep deformation is determined. Multiplying the ultimate deformation of concrete by the ratio of the stress level reached to the strain at the saturation level of the creep strain, we obtain the value of the concrete endurance limit.

Физическа сущность изобретени заключаетс в том, что бетон разрушаетс при одном значении предельной деформации сжати при кагружеиии образцов по разным программам. Деформации его ползучести обратима и происходит от напр жени , дополнительного к напр жению от нагрузки, порожденного адсорбционным вли нием воды, выражающимс в ее расклинивающем действии. При этом доThe physical essence of the invention lies in the fact that concrete is destroyed at one value of the ultimate compressive strain under a casing of specimens and according to different programs. The deformations of its creep are reversible and occur due to stress, in addition to the stress from the load generated by the adsorption effect of water, expressed in its wedging action. With this up to

достижени уровн предела выносливости величина деформации ползучести пропорциональна нагрузке, а следовательно, про- порциокальна напр жению и полна деформаци , Дл подтверждени этого бетонные призмы размерами 10x10x40 см с крупностью заполнител до 10 мм нормального хранени в трехмес чном возврасте подвергались испытанию на осевое сжатие на прессе П-50, Трение между торцами призмы и щеками пресса устран лось путем нанесени парафина на торцы призм.reaching the endurance limit, the amount of creep deformation is proportional to the load and, therefore, proportional to stress and complete deformation. -50, Friction between the ends of the prism and the cheeks of the press was eliminated by applying paraffin on the ends of the prisms.

Измерени продольных деформаций осуществл лись датчиками сопротивлени при длине базы 50 мм, которые приклеивались посередине на двух противоположных гран х призм. Показани датчиков брались двум приборами АИД (дл фиксации деформаций отдельно по каждому датчику) с ценой делени .Longitudinal strain measurements were made by resistance sensors with a base length of 50 mm, which were glued in the middle on two opposite faces of the prisms. Sensor readings were taken with two AID devices (for fixing deformations separately for each sensor) with a division price.

До определенной величины нагрузки, конкретно в рассматриваемом случае ома составила 300 Н, бетон не деформировалс и эта величина была прин та действительным началом О пр моугольных координат б,Ј . Сразу же дл обеспечени возможно мгновенного приложени к бе- гону максимальной разрушающей нагрузки ей придавалась прин та в таких случа х скорость 150 МПа/с. В момент pas- рушени образца одновременно наблюдател ми фиксировалась по манометру пресса величина разрушающей нагрузки, а по двум АИД - величина предельной деформации. Таким образом, показани манометра давала величину мгновенной максимальной разрушающей силы и одновременно с этим определ лась величина п$ едельной деформации как среднее арифметической из двух показаний АИД. По оси ординат откладывали полученную величину ОД действительного предела прочности, равного ,0 МПа. Из точки Д по горизонтали откладывалась величина ДМ, предельна деформаци (укорочение ) бетсна Е - 104 10 . Ш точки N проводили вертикаль Ып до пересечени с осью абсцисс.Точку N соедин ем с действительным началом координат О. Таким образом, испытанием лишь одного опытного бетонного образца устанавливаютс мгноаенный предел прочности, соответствующа ему предельна упруга деформации и пр ма ON, выража зависимость между напр жени ми и деформаци ми бетона , тангенс угла наклона, который к оси абсцисс вл етс его модулем упругости. Площгдь треугольника OflN, полученна автоматически, представл ет собой работу бетона при его разрушении.Up to a certain magnitude of the load, specifically in this case, the ohm was 300 N, the concrete was not deformed, and this quantity was taken as the actual beginning O of the rectangular coordinates b,. Immediately, in order to ensure that the maximum destructive load could be applied instantaneously to the run, she was given a speed of 150 MPa / s in such cases. At the moment of passing the specimen at the same time, the value of the breaking load was recorded by the observer's pressure gauge at the same time, and the limiting strain for two AIDs. Thus, the readings of the pressure gauge gave the instantaneous maximum destructive power, and at the same time the value of the n-unit strain was determined as the arithmetic average of the two AID readings. The ordinate axis was set aside the obtained value OD of the actual tensile strength equal to, 0 MPa. From the point D horizontally, the value of the DM was postponed, the ultimate deformation (shortening) of the beats E was 104 10. W points N carried out the vertical SP to intersection with the abscissa axis. Point N is connected with the real origin O. Thus, by testing only one experienced concrete sample, the instantaneous tensile strength is established, the corresponding ultimate elastic deformation and ON are expressed by expressing the relationship between by concrete and concrete deformations, the slope of the angle of inclination to the abscissa axis is its modulus of elasticity. The area of the triangle OflN, obtained automatically, is the work of concrete at its destruction.

Следующий опыт посв щен определению предела прочности и соответствующей ему предельной деформации обычным способом , т.е. при скорости приложени нагрузки 0,2 МПа/с. Была построена крива напр жений-деформаций, 8 результате предел прочности R 21,6 МПа, а предельна сжимаемость е 108- . Точка перелома кривой Г в момент разрушени The following experiment is devoted to determining the ultimate strength and the corresponding limit deformation in the usual way, i.e. at a rate of application of a load of 0.2 MPa / s. The stress – strain curve was constructed, 8 the result was the ultimate strength R 21.6 MPa, and the compressibility limit e 108-. The point of fracture of the curve G at the time of destruction

оказалась на вертикали Nn. Затем был испытан опытный образец-близнец, к которому мгновенно была приложена разрушающа нагрузка, соответствующа пределу прочности R 21,6 МПа. При этом предельна упруга деформаци е 90-10 5 (гГ), конечна точка которой оказалась на пр мой , модул упругости бетона. В дальнейшем , деформаци ао времени продолжалась и ее конечна точка Г в момгнт разрушени turned on the vertical Nn. Then a prototype twin was tested, to which a destructive load was immediately applied, corresponding to a tensile strength of R 21.6 MPa. In this case, the limiting elastic deformation is 90–10 5 (yy), the end point of which is found to be straight, the modulus of elasticity of concrete. Further, the deformation of the time lasted and its final point G at the moment of destruction

дошла до вертикали Nn.reached the vertical Nn.

Дл более полного раскрыти природы предельных характеристик бетона был проведен опыт с приложением сжимающей раз- рушаюш,ей нагрузки со значительноIn order to more fully reveal the nature of the limiting characteristics of concrete, an experiment was carried out with the application of a compressive rupture;

меньшей скоростью, а иманио V 0,005 МПа/с, и строилась крива напр жений-деформаций . Предел прочности оказалс равным 19,S МПа,.а конечна точка предельной деформации (е 11010 5)сойпала с точкой перелома диаграммы и сказалась также почта на вертикали Nn, т.е. по величине она равна мгновенной максимальной упругой деформаци . При приложении мгновенной разрушающей нагрузки к бетону , соответствующей R 19,6 МПа, конец упругой деформации дошел до линии модул упругости, а вс деформаци (упруга + деформаци во времени) дошла до вертикали Nn, совпав с точкой перелома указанной кривой.The lower speed, and Imanio V, is 0.005 MPa / s, and the stress – strain curve is plotted. The ultimate strength turned out to be 19, S MPa, .a the ultimate point of ultimate deformation (e 11010 5) fell with the break point of the diagram and the post also affected the vertical Nn, i.e. in magnitude, it is equal to the instantaneous maximum elastic deformation. When an instantaneous breaking load was applied to the concrete corresponding to R 19.6 MPa, the end of elastic deformation reached the elastic modulus line, and the entire deformation (elastic + deformation in time) reached the vertical Nn, coinciding with the break point of the indicated curve.

При определении обычным способом модул упругости при малых напр жений, в частности внезапно приложенной на- грузк , равной 0,25 R 6,7 Мпа, предельна деформаци соответствовала величине в- 35 10 и она также ложилась на линию модул упругости.When determining the elastic modulus at low stresses, in particular, a suddenly applied load of 0.25 R 6.7 MPa, in the usual way, the limiting deformation corresponded to the value of 35–10 and it also fell on the line of the elastic modulus.

Пример. Опытна бетонна призма была подвергнута статическим сжимающимExample. Experienced concrete prism was subjected to static compressive

нагрузкам, равным 0.25R 670 Н и 0,4 И 1000 Н, до установлени пр молинейной зависимости между р, Ј .loads equal to 0.25R 670 N and 0.4 to 1000 N, before establishing a linear relationship between p, Ј.

Опыты показали, что при сжимающих повторных нагрузках, равных 0.25R, ростExperiments have shown that with compressive repeated loads of 0.25R, growth

деформации ползучести прекратилс при g 22 . а при приложении 0.4R - при е 31 10 . Соединив конечные точки предельных деформаций ползучести dec началом координат, получаем пр мую, поназывающую пр мую пропорциональность между предельными деформаци ми ползучести и им соответствующими нагрузками, а продолжив эту пр мую до пересечени с вертикалью Nn, получаем величину Sn пре- дела выносливости. Подвергнув опытную бетонную призму повторным сжимающим нагрузкам, соответствующим пределу выносливости RV 13,5 МПа при количестве циклов п 2 106, бетон не разрушалс , а деформаци ползучести оставалась той же самой, что при установлении пр молинейной зависимости между напр жением и деформацией . Суммарна деформаци от нагрузки и ползучести равн лась мгновен- ной максимальной упругой деформации бетона .creep strain ceased at g 22. and at the application of 0.4R - at e 31 10. By connecting the end points of the limiting creep deformations dec by the origin, we obtain a direct, direct proportionality between the limiting creep deformations and the corresponding loads, and by continuing this straight to the intersection with the vertical Nn, we obtain the value of Sn endurance limit. By subjecting the test concrete prism to repeated compressive loads corresponding to the endurance limit of RV 13.5 MPa with the number of cycles n 2 106, the concrete did not collapse, and the creep deformation remained the same as when establishing a linear linear relationship between stress and strain. The total strain from load and creep was equal to the instantaneous maximum elastic strain of the concrete.

Claims

Invention Formula

The method of determining the limit of the material carrying capacity, which consists in loading the sample with a static load, determines at this loading the limiting characteristic of the material during static loading and the proportionality factor between the fatigue limit and the limiting characteristic at static loading, according to which the fatigue limit that differs from the fact that, with the aim of improving the accuracy of determining the endurance limit of concrete by taking into account additional stresses caused by wedging As a result of the water adsorbed by the concrete, the loading is carried out by compressive loading to a level below the fatigue limit, followed by holding the sample under creep conditions to saturation of the creep strain, the ratio of the compression achieved to the strain at the saturation level creep, and as the limiting characteristic, the ultimate deformation of the concrete under uniaxial compression is determined.

O 10 20,000 50 60 W 80 90100 110 6-10

.4П

-ten

.