WO2023138766A1 - Verfahren zur erfassung des aktuellen spannungszustands eines bestimmten punktes einer ortbetonstruktur vor der entnahme eines bestimmten bohrkerns, der im labor zur bestimmung der bruchspannung geprüft werden soll, und eine vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens - Google Patents

Verfahren zur erfassung des aktuellen spannungszustands eines bestimmten punktes einer ortbetonstruktur vor der entnahme eines bestimmten bohrkerns, der im labor zur bestimmung der bruchspannung geprüft werden soll, und eine vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens Download PDF

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WO2023138766A1 PCT/EP2022/051183 EP2022051183W WO2023138766A1 WO 2023138766 A1 WO2023138766 A1 WO 2023138766A1 EP 2022051183 W EP2022051183 W EP 2022051183W WO 2023138766 A1 WO2023138766 A1 WO 2023138766A1
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Settimo Martinello
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4 Emme Service Spa
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/0047—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to residual stresses

Definitions

  • the present invention relates to a method for detecting the current stress state of a reinforced concrete structure when carrying out a compression test under a press in the laboratory to determine the relaxation stress, with a system used in this method according to the characterizing part of claim 1 and a device for carrying out the method according to the invention.
  • the technical field that concerns the method and the device according to the invention relates to checking the current stress state of reinforced concrete structures, in particular pillars or beams of buildings or bridge piers or structures that are suitable for determining a specific resistance.
  • a civil or industrial structure especially a concrete structure made up of load-bearing structural elements (piers, beams, tie beams, walls, pillars)
  • the known technique and the standards themselves require the sampling of concrete cores, generally with a diameter of 100 mm and a length of 200 mm, which are then taken to the accredited laboratories to determine the ultimate resistance value and the modulus of elasticity by crushing under the press.
  • the concrete core is removed with a "core cutter” consisting of a steel cylinder with a cutting blade that rotates to cut out a cylindrical element.
  • a “core cutter” consisting of a steel cylinder with a cutting blade that rotates to cut out a cylindrical element.
  • the mechanical strength of an in-situ concrete can be evaluated by means of a coring test, in which cylindrical samples of the concrete are taken with a core drilling machine, so that the laboratory compression test can be carried out on the cylindrical samples taken on site, using the execution methods provided for by Ministerial Decree 14/01/2008, which states that during the sampling phase and before Carrying out the axial compression test, as in Art. C. ll . 2 . 6 of the circular states that a pressure test must be carried out.
  • information and traffic 02/02/2009 no. 617 special attention should be paid to:
  • the diameter of the cores is at least three times the maximum diameter of the concrete aggregate (usually not less than 100 mm) ;
  • the ratio between the length and the diameter of the specimens is equal to 2 or in any case greater than 1 and less than 2;
  • the specimen subjected to the compression test is perfectly flat and perpendicular to the bearing surfaces and if cut for this purpose the specimen remains intact.
  • the aim of the present invention is to implement a method for measuring the current stress state of a structure, in particular of pillars and beams of buildings or bridge piers or supporting structures, which is suitable for determining a certain resistance by removing a core and simultaneously cutting the core and recording the deformations and thus the stresses resulting from the existing loads.
  • This purpose is achieved by the present method for detecting the I st state and for monitoring relative deformation achieved during the formation of the core according to the characterizing part of claim 1.
  • a method is then proposed that includes the following steps :
  • two strain gauges are arranged parallel to one another or three strain gauges, with the second strain gauge being rotated by 45° relative to the first strain gauge and the third strain gauge being rotated by 90° relative to the first strain gauge.
  • the container preferably has a seal on the surface which is connected to the surface of the is in contact with the structure, by means of the screws and/or dowels a pressure is generated, which ensures a tight seal of the container, f) execution of the core using a tool around the container, data acquisition of the values generated by the strain gauges during the execution of the core formation,
  • the tool that forms the core makes a circular cut, e.g. B. around the container.
  • water is normally used to lubricate and/or cool the core drill, which is why the tightness of the container is particularly important.
  • the core is brought to the laboratory for testing, e.g. B. to perform a pressure test if the core breaks .
  • the device according to the invention consists of a body with an opening at the side by which it is supported on a structure, preferably a cup-shaped container, which can be contained in the core-forming tool.
  • a storage unit and/or data transmission unit is arranged in the housing of the device according to the invention, which is directly connected to the at least one strain gauge, the strain gauge being suitable for being positioned on a surface of a structure in order to obtain relative strain data during the execution of the core to detect, and a battery or the like in order to supply the storage unit and/or data transmission unit and/or the at least one strain gauge with energy.
  • the device is preferably directly connected to at least two strain gauges that run parallel to one another, or to at least three strain gauges, with the first strain gauge being arranged essentially in the horizontal direction, the second strain gauge being inclined at an angle of 45° to the first strain gauge and the third strain gauge being arranged at an angle of 90° to the first strain gauge.
  • the strain gauges are then connected to a recording and storage system that enables remote data transmission if necessary.
  • the device according to the invention has an opening on the surface of the body suitable for facing the surface of the structure with a seal, and the device is preferably fixed to the structure by means of dowels and/or screws.
  • one or more strain gauges preferably three in the horizontal direction at 45° and 90°, are used, which make it possible to measure the relative strain.
  • the strain gauges are then connected to a recording and storage system that enables remote data transmission if necessary.
  • the detection system has the advantage of being able to be installed in a very small container, generally a preferably cylindrical or square element with a diameter of about 50 mm, and having a battery and a data storage and/or remote data transmission system.
  • This device is attached to the concrete element to be drilled with two or more screws with dowels above the strain gauges and sealed with a gasket at the contact edge.
  • Coring occurs after data collection from the strain gauges has been enabled, either via a wired connection to the computer or via wireless transmission.
  • the data sampling (number of readings per second) and the detection parameters for the type of connected strain gauges are set in advance.
  • the strain gauges detect a strain of opposite sign but of the same absolute value as the strain caused by the stresses at the sampling point. Once the core has been removed, it is completely relieved of the pre-existing stresses, revealing the state of stress to which this part of the material has been subjected.
  • the core removed in this way whose state of stress is known at the time of removal, is compressed in the laboratory until it breaks.
  • Figure 1 shows a front view of a structure on which the current state of stress is to be determined
  • FIG. 2 shows a section from FIG. 1 with the data acquisition device used
  • FIG. 3 shows an enlargement of 2 with the detail of the device according to the invention.
  • the reference number 100 designates a load-bearing structure, in particular a beam, a pillar, a pile or in any case a concrete element, of which one wishes to know both the state of stress and the resisting force at a point.
  • the structure consists of at least one reinforced concrete element 101 on which at least one strain gauge 102 is arranged, preferably at least two parallel or three strain gauges arranged at 0°, 45°, 90°.
  • strain gauges After the strain gauges have been glued to the structure 100, they are preferably covered by a foil, eg. B. made of butyl coated with aluminum , protected .
  • the cables 105a of the strain gauges 102 are connected directly (via cables) to means for power supply and data acquisition and/or data storage and/or data transmission, e.g. B. remotely connected 104 . All elements are inserted into the hollow body on the side facing the surface of the structure opposite , has an opening , e.g. B. a generally cylindrical container
  • 106 is fixed to the surface of the structure and has a gasket 107 at the edge of the opening for sealing because the coring operation is performed when the coring machine is water-cooled and the electronic/electrical elements present in the device must be protected.
  • Core drilling is preferably performed after activating the data acquisition through the strain gauges or via a connection to the computer by cable or wireless transmission.
  • the data sampling (number of readings per second) and the electrical parameters for the detection of the used strain gauge are fixed in advance.
  • the core drill is then activated until the core is removed and transported to the laboratory.

Abstract

Die Erfindung betriff ein Verfahren zum Erfassen des aktuellen Spannungszustandes einer Struktur (100), vorzugsweise aus Beton, wobei Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: (a) Vorbereitung einer Oberfläche einer Struktur (100), auf der ein Kern (103) ausgeführt werden soll, (b) Positionieren von mindestens einem Dehnungsmessstreifen (102) auf der vorbereiteten Oberfläche der Struktur, c) Anschluss des (der) Dehnungsmessstreifen(s) an ein Messgerät zum Einspeisen und Speichern und/oder Senden der von dem (den) Dehnungsmessstreifen erfassten Daten, d) Aktivierung der Datenerfassung von dem/den Dehnungsmessstreifen, e) Befestigung des Kabelkörpers (105) mit einer Öffnung gegenüber der Oberfläche der Struktur um die Dehnungsmessstreifen herum, f) Ausführung des Kerns (103) mittels eines Werkzeugs um den Behälter herum, Erfassung der Daten von den Dehnungsmessstreifen während der Ausführung der Kernbildung (103).

Description

Titel : Verfahren zur Erfassung des aktuellen Spannungs zustands eines bestimmten Punktes einer Ortbetonstruktur vor der Entnahme eines bestimmten Bohrkerns , der im Labor zur Bestimmung der Bruchspannung geprüft werden soll , und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Erfassung des aktuellen Spannungs zustandes eines Stahlbetontragwerkes bei der Durchführung eines Stauchversuches unter einer Presse im Labor zur Ermittlung der Relaxionsspannung, mit einem bei diesem Verfahren eingesetzten System gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens .
Gebiet der Erfindung
Das technische Gebiet , das das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung betref fen, bezieht sich auf die Überprüfung des aktuellen Spannungs zustandes von Stahlbetontragwerken, insbesondere von Pfeilern oder Trägern von Gebäuden oder Brückenpfeilern oder von Tragwerken, die zur Bestimmung einer bestimmten Widerstands fähigkeit geeignet sind . Während der Lebensdauer einer zivilen oder industriellen Struktur, insbesondere einer Betonstruktur, die aus tragenden Strukturelementen besteht (Brückenpfeiler, Träger, Zugbalken, Wände , Pfeiler ) , ist es notwendig, die Widerstands fähigkeit des Materials zu bestimmen, um zu überprüfen, ob es geeignet ist , positiv auf die Belastungen zu reagieren, die durch die immer höheren, von den Normen vorgesehenen Lasten auferlegt werden, insbesondere im seismischen Bereich, wo die neuen Vorschri ften eine Neubewertung der Widerstands fähigkeit unter den Lasten vorschreiben, die sich aus den seismischen Beschleunigungen ergeben, die in den Normen j e nach geografischen Gebieten angegeben sind .
Um diese Ziele zu erreichen, erfordern die bekannte Technik und die Normen selbst die Entnahme von Betonkernen, im Allgemeinen mit einem Durchmesser von 100 mm und einer Länge von 200 mm, die dann in die zugelassenen Laboratorien gebracht werden, um durch Stauchbruch unter der Presse den Grenzwiderstandswert und den Elasti zitätsmodul zu bestimmen .
Die Entnahme des Betonkerns erfolgt mit einem "Kernschneider" , der aus einem Stahl zylinder mit einer Schneidmesser besteht , das durch Rotation ein zylindrisches Element herausschneidet . Der Begri f f "Kern" ist in der vorliegenden Erfindung nicht in einem einschränkenden Sinne zu verstehen, und die beigefügten Ansprüche können auch so verstanden werden, dass damit j ede Probe oder j eder Nachweis von Material gemeint ist , die/der aus einer Struktur extrahiert wird .
Stand der Technik
Kernbohrungen - Norm UNI EN 12504- 1 /2009
Die mechanische Festigkeit eines Ortbetons kann durch einen Kernbohrversuch bewertet werden, bei dem mit einer Kernbohrmaschine zylindrische Proben des Betons entnommen werden, so dass der Labordruckversuch an den vor Ort entnommenen zylindrischen Proben mit den im Ministerialerlass 14 / 01 /2008 vorgesehenen Aus führungsmethoden durchgeführt werden kann, der besagt , dass während der Phase der Probenentnahme und vor der Durchführung des axialen Druckversuchs , wie auch im Art . C . l l . 2 . 6 des Runderlasses angegeben, eine Druckprüfung durchgeführt werden muss . Infr . und Verkehr 02 / 02 /2009 Nr . 617 , ist besondere Aufmerksamkeit zu schenken :
Der Durchmesser der Kerne beträgt mindestens das Drei fache des maximalen Durchmessers der Betonkörnung (normalerweise nicht weniger als 100 mm) ;
- das Verhältnis zwischen der Länge und dem Durchmesser der Proben gleich 2 oder auf j eden Fall größer als 1 und kleiner als 2 ist ;
Es ist wichtig, die Lufttrocknung der Proben sowohl während der Probenahme als auch in der anschließenden Lagerungsphase bis zum Bruch zu vermeiden;
- der Probekörper, der der Druckprüfung unterzogen wird, vollkommen eben und rechtwinklig zu den Auflageflächen ist , und wenn er zu diesem Zweck geschnitten wird, bleibt der Probekörper unversehrt .
Universität Neapel Federico I I Promotionsschule für Wirtschaftsingenieurwesen Doktorandenkurs für Materialien und Bauwesen Koordinator : Prof . Ing . Domenico Acierno XXI ° Zyklus Gabriele Ciniglio Doktorarbeit Kombinierte Methoden zur Bewertung der Druckfestigkeit von Beton - Juni 2010
Dieser Fachkurs beschreibt die bekannte Methodik zur Festigkeitsbewertung bestehender Stahlbetonbauten, die zu einem Problem geworden ist , mit dem sich die mit der Konsolidierung und/oder Sanierung beauftragten Techniker zunehmend auseinandersetzen müssen . Die Kenntnis der Festigkeit von Beton ist unerlässl ich, um die Tragfähigkeit eines Gebäudes so genau wie mögl ich beurteilen zu können . In-situ-Prüfverf ahren können zur quantitativen Abschätzung der Festigkeit des zu untersuchenden Bauwerks herangezogen werden . Dazu ist es j edoch erforderlich, eine repräsentative Korrelation zwischen zerstörenden Prüfungen am Bauwerk (mit Bohrkernen) und zerstörungs freien Prüfungen herzustellen .
Die derzeitigen Vorschri ften überlassen den Technikern die Wahl der Messpunkte und geben stattdessen Hinweise auf die Anzahl der invasiven Tests , die für die Durchführung eines angemessenen Untersuchungsplans erforderlich sind . Ziel dieser Studie ist es , die Zuverlässigkeit der Korrelations formeln für die Berechnung der Druckfestigkeit von Beton auf der Grundlage des Rückprallindexes und der Ultraschallgeschwindigkeit zu überprüfen . Für diese Studie wurde ein 14-stöckiges Gebäude in Bari , Punta Perotti , untersucht , das zum Abriss bestimmt war und in dem eine große Anzahl von Bohrkernen gebohrt werden konnte . Bei Punta Perotti handelte es sich ebenfal ls um ein Stahlbetongebäude , das mehr als 10 Jahre lang besonders aggressiven Umweltbedingungen ausgesetzt war ( in Meeresnähe und in einer sehr windigen Gegend) und keine Vorhangfassade hatte . 494 Bohrkerne ( 181 mit einem Durchmesser von 100 mm und 293 mit einem Durchmesser von 32 mm) wurden aus Pfeilern des Gebäudes in verschiedenen Stockwerken ( - 1 , 0 , 1 , 2 , 3 ) entnommen,
6 ) nach Durchführung von zerstörungs freien Prüfungen (Ultraschall und Sklerometrie ) an den Entnahmestellen . Es wurden einige Korrelations formeln zwischen den Messungen der Rückprall- und Ultraschallgeschwindigkeitsindi zes für die Bewertung der Druckfestigkeit des Betons ( SonReb- Methode ) analysiert . Variation der Ortbetonfestigkeit nach europäischer Norm und amerikanischem Code - Oktober 2017
Beschreibt die operativen und interpretativen Methoden für die Durchführung von Ortbetonkern- und anschließenden Laborprüfungen zur Bestimmung der Druckfestigkeit der Probe und deren Verarbeitung .
By Maslakova et al applications of the strain Gauge for determination of residual stresses using Ring-core Method" Procedia Engineering vol 48 1 January 2021 pages 396-401 , XP00558334582 ISSN 1788-7058 et Sarga Patrik Amcerican Journal of Mechanical Engineering 01 . 01 . 2013 pages 335-338 XP0055834733 are known methods for fixing instrumentation for measurement during tests . Diese Arten von Verfahren sind für den einmaligen Gebrauch bestimmt , d . h . für Laboratorien, in denen für j ede Messung ein Messsystem eingerichtet werden kann, und eignen sich nicht für die Anwendung durch Bediener, die nicht so quali fi ziert sind, auf der Baustelle .
In allen bisherigen Veröf fentlichungen wird nicht vermittelt , wie die Spannung, der die Kernentnahmestelle ausgesetzt ist , bestimmt und gemessen werden kann .
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es , ein Verfahren zur Messung des aktuellen Spannungs zustands einer Struktur, insbesondere von Pfeilern und Trägern von Gebäuden oder Brückenpfeilern oder Tragwerken, zu realisieren, das zur Bestimmung einer bestimmten Widerstands fähigkeit durch Entnahme eines Kerns und gleichzeitiges Schneiden des Kerns und Erfassen der Verformungen und damit der Spannungen, die sich aus den vorhandenen Lasten ergeben, geeignet ist .
Dieser Zweck wird durch das vorliegende Verfahren zur Erfassung des I st-Zustandes und zur Überwachung der relativen Verformung während der Bildung des Kerns nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 erreicht .
Anschließend wird eine Methode vorgeschlagen, die folgende Schritte umfasst :
( a ) Vorbereitung der Oberfläche einer Struktur, auf der der Kern ausgeführt werden soll ,
(b ) Anbringen von mindestens einem Dehnungsmessstrei fen auf der vorbereiteten Oberfläche der Struktur,
In einer bevorzugten Aus führungs form des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zwei Dehnungsmessstrei fen parallel zueinander angeordnet oder drei Dehnungsmessstrei fen, wobei der zweite Dehnungsmessstrei fen um 45 ° gegenüber dem ersten Dehnungsmessstrei fen und der dritte Dehnungsmessstrei fen um 90 ° gegenüber dem ersten Dehnungsmessstrei fen gedreht wird .
( c ) Anschluss der Dehnungsmessstrei fen an ein Messgerät zum Speichern und/oder Senden der Daten von dem/den Dehnungsmessstrei fen, wobei das Messgerät in einem Behälter, vorzugsweise in Form eines Bechers , untergebracht ist , d) Aktivierung der Datenerfassung von dem/den Dehnungsmessstrei fen mit vorheriger Einstellung der Abtast- und technischen Parameter für den/die angeschlossenen Dehnungsmessstrei fen mittels eines Kabels mit Stecker und/oder eines drahtlosen Systems , das mit einer Datenspeicher- und Verarbeitungseinheit verbunden ist e ) Befestigung des becherförmiger Behälter an der Oberfläche der Struktur um die Dehnungsmessstrei fen herum,
Die Befestigung erfolgt vorteilhafterweise mittels der Schrauben und/oder Dübel , der Behälter hat vorzugsweise eine Dichtung an der Oberfläche , die mit der Oberfläche des Bauwerks in Kontakt steht , mittels der Schrauben und/oder Dübel wird ein Druck erzeugt , der eine dichte Abdichtung des Behälters gewährleistet , f ) Aus führung des Kerns mittels eines Werkzeugs um den Behälter herum, Datenerfassung der von den Dehnungsmessstrei fen während der Aus führung der Kernbildung erzeugten Werte ,
In diesem Fall macht das Werkzeug, das den Kern formt , einen kreis förmigen Schnitt , z . B . um den Behälter herum . Bei dieser Art von Werkzeug wird normalerweise Wasser zur Schmierung und/oder Kühlung des Kernbohrers verwendet , weshalb die Dichtigkeit des Behälters besonders wichtig ist .
In einem weiteren Schritt wird der Kern zur Prüfung ins Labor gebracht , z . B . zur Durchführung einer Druckprüfung, wenn der Kern bricht .
Weiterhin wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Körper mit einer Öf fnung an der Seite , mit der sie auf einer Struktur, vorzugsweise einem becherförmigen Behälter, der in dem den Kern bildenden Werkzeug enthalten sein kann, abgestützt ist .
Im Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Speichereinheit und/oder Datensendeeinheit angeordnet , die direkt mit dem mindestens einen Dehnungsmessstrei fen verbunden ist , wobei der Dehnungsmessstrei fen geeignet ist , auf einer Oberfläche einer Struktur positioniert zu werden, um relative Dehnungsdaten während der Aus führung des Kerns zu erfassen, und eine Batterie oder dergleichen, um die Speichereinheit und/oder Datensendeeinheit und/oder den mindestens einen Dehnungsmessstrei fen mit Energie zu versorgen .
Vorzugsweise ist die Vorrichtung mit mindestens zwei Dehnungsmessstrei fen direkt verbunden, die parallel zueinander verlaufen, oder mit mindestens drei Dehnungsmessstrei fen, wobei der erste Dehnungsmessstrei fen im Wesentlichen in hori zontaler Richtung, der zweite Dehnungsmessstrei fen unter 45 ° geneigt zum ersten Dehnungsmessstrei fen und der dritte Dehnungsmessstrei fen unter 90 ° zum ersten Dehnungsmes sstrei fen angeordnet ist . So kann die relative Dehnung gemessen werden, während der Kern geschnitten wird . Die Dehnungsmessstrei fen werden dann mit einem Erfassungs- und Speichersystem verbunden, das gegebenenfalls eine Datenfernübertragung ermöglicht .
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist auf der Oberfläche des Körpers eine Öf fnung auf , die geeignet ist , der Oberfläche des Bauwerks mit einer Dichtung gegenüberzustehen, und die Vorrichtung wird vorzugsweise mittels Dübeln und/oder Schrauben an dem Bauwerk befestigt .
Auf diese Weise sind die Instrumente im Inneren geschützt , da zwischen der Oberfläche der Struktur und dem Gerät ein wasserdichter Körper/Hohlraum gebildet wird .
Erfindungsgemäß werden bei dem Verfahren im ersten Schritt ein oder mehrere Dehnungsmessstrei fen, vorzugsweise drei in hori zontaler Richtung bei 45 ° und 90 ° , eingesetzt , die die Messung der relativen Dehnung ermöglichen . Die Dehnungsmessstrei fen werden dann mit einem Erfassungs- und Speichersystem verbunden, das gegebenenfalls eine Datenfernübertragung ermöglicht . Das Erfassungssystem hat den Vorteil , dass es in einem sehr kleinen Behälter, im Allgemeinen ein vorzugsweise zylindrisches oder quadratisches Element mit einem Durchmesser von etwa 50 mm, installiert werden kann und über eine Batterie und ein Datenspeicher- und/oder Datenfernübertragungssystem verfügt . Dieses Gerät wird mit zwei oder mehreren Schrauben mit Dübeln an dem zu bohrenden Betonelement oberhalb der Dehnungsmessstrei fen befestigt und mit einer Dichtung an der Kontaktkante abgedichtet .
Die Entkernung erfolgt , nachdem die Datenerfassung von den Dehnungsmessstrei fen aktiviert wurde , entweder über eine Kabelverbindung zum Computer oder über eine drahtlose Übertragung . Die Datenabtastung (Anzahl der Erfassungen pro Sekunde ) und die Erkennungsparameter für die Art der angeschlossenen Dehnungsmessstrei fen werden im Voraus festgelegt . Beim Vorrücken des Bohrkerns stellen die Dehnungsmessstrei fen eine Verformung fest , die das entgegengesetzte Vorzeichen, aber den gleichen absoluten Wert hat wie die durch die Spannungen an der Entnahmestelle hervorgerufene Verformung . Nach der Entnahme des Kerns wird dieser vollständig von den vorher bestehenden Spannungen befreit , wodurch der Spannungs zustand, dem dieser Teil des Materials ausgesetzt war, deutlich wird .
Der so entnommene Kern, dessen Spannungs zustand zum Zeitpunkt der Entnahme bekannt ist , wird im Labor so lange komprimiert , bis er bricht .
Auf diese Weise lässt sich das Verhältnis zwischen vorhandener Spannung und Widerstandskraft bestimmen . Diese Beziehung ist grundlegend für das Verständnis des Sicherheitsniveaus des betref fenden Strukturelements . Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen und der Beschreibung eines Aus führungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnung, wobei :
Figur 1 zeigt eine Vorderansicht einer Struktur, an der der aktuelle Spannungs zustand ermittelt werden soll ,
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 1 mit dem eingesetzten Datenerfassungsgerät und
Figur 3 zeigt eine Vergrößerung von 2 mit dem Detail der erfindungsgemäßen Vorrichtung .
In Figur 1 bezeichnet die Referenznummer 100 eine tragende Struktur, insbesondere einen Balken, einen Pfeiler, einen Pfahl oder auf j eden Fall ein Betonelement , von dem man an einem Punkt sowohl den Spannungs zustand als auch die Widerstandskraft kennen möchte .
Das Tragwerk besteht aus mindestens einem Stahlbetonelement 101 , an dem mindestens ein Dehnungsmessstrei fen 102 angeordnet ist , vorzugsweise mindestens zwei parallel zueinander angeordnete oder drei Dehnungsmessstrei fen, die unter 0 ° , 45 ° , 90 ° angeordnet sind .
Nach dem Aufkleben der Dehnungsmessstrei fen auf die Struktur 100 werden die sie vorzugsweise durch eine Folie , z . B . aus mit Aluminium beschichtetem Butyl , geschützt .
In einem weiteren Schritt werden die Kabel 105a der Dehnungsmessstrei fen 102 direkt (über Kabel ) mit Mitteln zur Energieversorgung und Datenerfassung und/oder Datenspeicherung und/oder Datenübertragung, z . B . aus der Ferne , verbunden 104 . Alle Elemente werden in den Hohlkörper eingesetzt , der auf der Seite , die der Oberfläche der Struktur gegenüberliegt , eine Öf fnung aufweist , z . B . ein im Allgemeinen zylindrischer Behälter
105 mit reduzierten Abmessungen, der im Wesentlichen glas förmig ist und vorzugsweise mit Schrauben und Dübeln
106 an der Oberf läche der Struktur befestigt wird und am Rand der Öf fnung eine Dichtung 107 zur Abdichtung aufweist , da der Kernbohrvorgang durchgeführt wird, wenn das Kernbohrgerät mit Wasser gekühlt wird und die in der Vorrichtung vorhandenen elektronischen/elektrischen Elemente geschützt werden müssen .
Die Kernbohrung wird vorzugsweise nach der Aktivierung der Datenerfassung durch die Dehnungsmessstrei fen oder über eine Verbindung mit dem Computer per Kabel oder drahtloser Übertragung durchgeführt . Die Datenabtastung (Anzahl der Erfassungen pro Sekunde ) und die elektrischen Parameter für die Erkennung des verwendeten Dehnungsmessstrei fens werden im Voraus festgelegt .
Anschließend aktiviert wird das Kernbohrgerät , bis der Kern entnommen und zum Labor transportiert wird .
Schließlich ist klar, dass Ergänzungen, Änderungen oder of fensichtliche Abwandlungen des bisher beschriebenen Verfahrens vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der beigefügten Ansprüche zu überschreiten . Insbesondere können die einzelnen Schritte des Verfahrens in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden .
Liste der Referenznummern
100 zu untersuchende Struktur
101 Stahlbetonelement
102 Dehnungsmessstrei fen 103 Kern/Sieb
104 Geräte zur Stromversorgung, Speicherung und/oder
Datenübertragung
105 Kabelkörper/Mantelcontainer 106 Befestigungsschrauben und Dübel
107 Dichtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Erfassen des aktuellen Spannungszustandes einer Struktur (100) , vorzugsweise aus Beton, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(a) Vorbereitung einer Oberfläche einer Struktur (100) , auf der ein Kern (103) ausgeführt werden soll,
(b) Positionieren von mindestens einem Dehnungsmessstreifen
(102) auf der vorbereiteten Oberfläche der Struktur, c) Anschluss des (der) Dehnungsmessstreif en ( s ) an ein Messgerät zum Einspeisen und Speichern und/oder Senden der von dem (den) Dehnungsmessstreifen erfassten Daten, d) Aktivierung der Datenerfassung von dem/den Dehnungsmessstreifen, e) Befestigung des Kabelkörpers (105) mit einer Öffnung gegenüber der Oberfläche der Struktur um die Dehnungsmessstreifen herum, f) Ausführung des Kerns (103) mittels eines Werkzeugs um den Behälter herum, Erfassung der Daten von den Dehnungsmessstreifen während der Ausführung der Kernbildung
(103) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessstreifen (102) zwei sind und parallel zueinander angeordnet sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessstreifen (102) drei Dehnungsmessstreifen sind, wobei der zweite Dehnungsmessstreifen um 45° gegenüber dem ersten Dehnungsmessstreifen (102) und der dritte Dehnungsmessstreifen um 90° gegenüber dem ersten Dehnungsmessstreifen (102) gedreht ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper ein becherförmiger Behälter ist, der in dem den Kern bildenden Werkzeug auf genommen werden kann.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt d) die Abtastung der zu erfassenden Daten und der technischen Parameter der kabelgebundenen und/oder drahtlosen Dehnungsmessstreifen mit einer Recheneinheit verbunden wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des Hohlkörpers (105) , der ein becherförmiger Behälter ist, mittels der Schrauben und/oder Dübel (106) erfolgt, und dass der Behälter (105) an der Berührungsfläche mit der Oberfläche des Bauwerks eine Dichtung (107) aufweist, und dass mittels der Schrauben und/oder Dübel (106) ein Druck erzeugt wird, der einen wasserdichten Verschluss des Behälters (105) gewährleistet.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessstreifen (102) von der Instrumentierung (104) gespeist werden, die dafür sorgt, die Daten während der Ausführung des Kerns (103) zu erfassen und zu speichern und sie gegebenenfalls aus der Ferne zu übertragen.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsmessstreifen (102) durch eine mit Butyl oder einem geeigneten Material beschichtete Aluminiumfolie geschützt sind, um das Eindringen von Feuchtigkeit zu verhindern.
9. Vorrichtung für ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Körper mit einer Öffnung an der Seite umfasst, mit der sie auf eine Struktur (100) , vorzugsweise einen becherförmigen Behälter (105) , aufgesetzt werden kann, der im Inneren eines den Kern (103) ausführenden Werkzeugs angeordnet werden kann, und dass in dem Körper der Vorrichtung eine Instrumentierung (104) angeordnet ist, die eine Speichereinheit und/oder eine Datensendeeinheit und eine Batterie oder dergleichen zur Stromversorgung der Speichereinheit und/oder der Datensendeeinheit und/oder des mindestens einen Dehnungsmessstreifens aufweist, und dass die Instrumentierung (104) direkt mit dem mindestens einen Dehnungsmessstreifen (102) verbunden ist und dass die Öffnung eine Dichtung (107) aufweist.
PCT/EP2022/051183 2022-01-20 2022-01-20 Verfahren zur erfassung des aktuellen spannungszustands eines bestimmten punktes einer ortbetonstruktur vor der entnahme eines bestimmten bohrkerns, der im labor zur bestimmung der bruchspannung geprüft werden soll, und eine vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens WO2023138766A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102019125800A1 (de) * 2019-09-25 2021-03-25 Octogon Gmbh Vorrichtung, Verfahren und System zum Messen einer Eigenspannung eines Messobjekts

Patent Citations (1)

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Title
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SARGA PATRIK, AMCERICAN JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 1 January 2013 (2013-01-01), pages 335 - 338

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