Способ испытания элементов строительных конструкций

 

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий ступенчатое нагружение элемента нагрузкой , частичное снятие действующей на него нагрузки, измерение деформаций и оценку уровня напряжений. отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и ) снижения трудоемкости, производят снятие действующей на величину 5-10% от проектного предела прочности, вьщерживают элемент под этой нагрузкой 4-10 мин, восстанавливают первоначальную нагрузку с одновременным измерением скорости нагружения , измеряют деформации ползучести в течение 2 мин и определяют скорость деформации ползучести, соответствующую моменту времени 2-4 с после восстановления нагрузки, а оценку уровйя напряжений осуществляi ют по найденным ранее зависимостям скорости деформации ползучести от СО уровня напряженного состояния.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПжЛИН

I 191 (И}

3(Я) G 01 М 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10СЯАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3526780/29-33 (22) 22.12.82 (46) 07.07.84. Бюл. В 25 (72) Л.Н.Фомица (71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола

Белоруссии (53) 69.058. 2 69.025.2(088.8) (Se) 1. Авторское свидетельство СССР

К 920475, кл. G 01 М 19/00, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 377656, кл. С 01 И 5/00, 1970. (54)(57) CHOCOB HCIlbITAHHH 33IENFHT0B

"СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий ступенчатое нагруженне элемента нагрузкой, частичное снятие действующей на него нагрузки, измерение деформаций и оценку уровня напряжений, е.отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и снижения трудоемкости, производят снятие действующей нагрузки на величину 5-10% от проектного предела прочности, выдерживают элемент под этой нагрузкой 4-10 мин, восстанавливают первоначальную нагрузку с одновременным измерением скорости нагружения, измеряют деформации ползучести в течение 2 мин и определяют скорость деформации ползучести, соответствующую моменту времени 2-4 с после восстановления нагрузки, а оценку уровня напряжений осуществляют по найденным ранее зависимостям скорости деформации ползучести от уровня напряженного состояния.

1101709

Изобретение относится к строительству, в частности к испытаниям элементов строительных конструкций.

Известен способ испытания бетона, заключающийся в испытании образцов путем заделки в грани образца анкерных устройств и их вырыва (1) .

Однако этот способ неприемлем для испытания элементов строительных кон.струкций, так как связан с их разру- 10 шением.

Наиболее близким известным техническим решением к изобретению является способ испытания элементов строительных. конструкций, включающий ступенчатое нагружение элемента нагрузкой, частичное снятие действующей на него нагрузки, измерение деформаций и оценку уровня напряжений (2) .

Недостаток известного способа заключается в невысокой эффективности и большой трудоемкости, так как он не обеспечивает оценку предела прочности материала испытываемой конструкции и требует монтажа инвентарных подмостков.

Цель изобретения — повышение эффективности и снижение трудоемкости.

Цель достигается тем, что согласно способу испытания элементов строительных конструкций, включающему ступенчатое нагружение элемента нагрузкой, частичное снятие действующей на него нагрузки, измерение деформаций и оценку уровня напряжении, 35 производят снятие действующей нагрузки на величину 5-10 от проектного предела прочности, выдерживают элемент под этой нагрузкой 4-10 мин, 40 восстанавливают первоначальную нагрузку с одновременным измерением скорости нагружения, измеряют деформации ползучести в течение 2 мин и определяют скорость деформации

45 ползучести, соответствующую моменту времени 2-4 с после восстановления нагрузки, а оценку уровня напряжений осуществляют по найденным ранее зависимостям скорости деформации ползучести от уровня напряженного

50 состояния.

На чертеже изображены зависимости скорости деформации ползучести от уровня напряженного состояния элемен-55 та конструкции.

Испытание строительных конструкций производят следующим образом.

Элемент строительной конструкции, например бетонный образец размером.

15xi5x60 см, нагружают ступенями через 0,1 R, где R — проектный предел прочности материала элемента строительной конструкции. Нагружение образца производят на гидравлическом прессе. Каждая ступень нагружения выдерживается 4 мин. На каждой ступени нагружения образец разгружается на величину 0,05-0,1 R и выдерживается в течение 4-10 мин под этой нагрузкой, после чего первоначальный уровень нагружения ступени восстанавливается.

Для осуществления кратковременной разгрузки используются нагружающие устройства, например домкраты, при помощи которых в элементе конструкции создаются усилия, обратные усилиям от действия эксплуатационной нагрузки.

При восстановлении первоначальной нагрузки на каждой ступени измеряют скорость нагружения, например с помощью динамометров и регистрирующей аппаратуры, позволяющей записать изменение величины нагружения во времени. После восстановления первоначальной нагрузки в испытываемом элементе строительной конструкции в течение 2 мин через каждые

2-4 с измеряют деформации ползучести с помощью тензометров. На основании проведенных измерений определяют скорость деформации ползучести

Ч(Е), которая равна отношению первой производной от деформации ползучести „ во времени.

dEn

Ч(Е)

dt

После определения скорости деформации ползучести Ч(Е) определяют уровень напряженного состояния

6 l =-—

R где б — напряжение в испытываемом элементе конструкции, R — - предел прочности материала конструкции.

Определение уровня напряженного состояния осуществляется по найден- ным ранее графическим зависимостям скорости деформации ползучести ат уровня напряженного состояния

Ч ®) =f(9) . Наиболее ярко эта зависимость выражается на кривых Z и 3, построенных для интервала измерения

01709 4 дят ступенями через 0,1 R. Каждую ступень нагрузки выдерживают согласно ГОСТ 10180-78-в течение 4 мин, после чего образец разгружают на велйчину ступени, выдерживают снова в течение 4 мин и затем уровень на-. грузки восстанавливают. На каждой ступени определяют относительные деформации ползучести бетона в тече1р ние первых 2 мин после окончания нагружения. Полученные экспериментальные данные обрабатывают на 3ВМ и аппроксимируют подходящей теоретической кривой, после чего вычисляют ско-, рость деформации ползучести в фиксированный момент времени t=2 с. Полученные результаты приведены в таблице.

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

Ч(Е)1О с 1,8 2,0 2,3 2,6 2,9 3,2 3,8 4,5 5,6

30 з 11 деформаций ползучести во времени

l через каждый 2-4 с.

Пример. Производят определение уровня напряжений в образцах из тяжелого бетона M.300 размером

15х15х60 см. Для этого первоначально проводят градуировку на аналогичных образцах. Образцы нагружают до разных уровней напряжений на гидравлическом прессе ° Напряжение в бетоне .определяют путем деления нагрузки на площадь сечения образца. Прочность бетона, определенная непосредственным разрушением образцов, 10,5 МПа„ начальный модуль упругости t,9 l0 МПа, скорость нагружения принята 0,6 МПа/с. Нагружение провоПодобные вычисления проведены для моментов времени 4, 10, 30 и 90 с ° Результаты опыта обрабатывают методами математической статистики для получения эмпирических зависимостей, показанных на графике (кривые 1-6).

Пользуясь этими зависимостями, определяют неизвестный уровень напряженного состояния в образце из бетона М.300 размером 15х15х60 см. З5

Для этого нагружают образец нагрузкой, вызывающей в бетоне средние напряжения ?,5 I Ëa и выдерживают под этой нагрузкой достаточно продолжительное время (например, более 2ч),40 моделируя этим самым производственные условия эксплуатации конструкций. Устанавливают на боковых гранях призмы тензопреобразователи для измерения деформаций ползучести. . 45

Прикладывают к образцу импульс разгрузки величиной 0,1 R от проектной прочности, равный 0,1 R=O 1 10,5=

=1 05 МПа, выдерживают в течение

4 мин, затем восстанавливают прежнюю 50 нагрузку. В момент восстановления нагрузки измеряют скорость нагружения путем измерения времени нагружения. Скорость нагружения равна

0,6 МПа/с. После окончания нагруже- 55 ния измеряют быстронатекающие деформации ползучести бетона в течение

2 мин с записью данных, снимаемых через каждые 2 с на перфоленту.

Экспериментальные кривые аппроксимировали зависимостью вида

1 a+bt

1»„=. — — — — Гп —-а(с-b) a+et при следующих значениях параметров: а=386, b=i 25, c=150.

Определяют скорость деформаций ползучести по формуле

1 ч(е) = — — — -- —— (a+bt)(a+et) для фиксироьанного значения t=2 с.

Получаем 7(О =3,77 10 с . Пользуясь

-6 кривой 2 на графике, определяют, что такая скорость соответствует уровню напряжений 0,7. С целью контроля доводят образец до разрушения, при этом устанавливают, что его предел прочности

11,2 МПа, а начальный уровень напряжений, при котором проводят измерения авен =---ь-=0,67.

11,2

Таким образом, погрешность 4Х, что вполне допустимо.

Использование изобретения позволит повысить эффективность и снизить трудоемкость испытаний.

1 101709 ь . рр - -(Составитель В.Малышев

Редактор С.Патрушева Техред М.Гергель Корректор

Заказ 4755/27 Ти1 аж 823 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4 с