Способ испытания элементов строительных конструкций

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 119) фф 011За) С 01 М 19 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Новополоцкий политехнический институт им. Ленинского комсомола Белоруссии(53) 69.058. 269.025.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Кф 920475, кл. С 01 М 19/00, 1980.2. Авторское свидетельство СССР В 377656, кл. С 01 И 5/00, 1970.(54)(57) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ "СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ, включающий ступенчатое нагруженне 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 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 ползу- чести 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.Изобретение относится к строительству, в частности к испытаниям элементов строительных конструкций,Известен способ испытания бетона,заключающийся в испытании образцовпутем заделки в грани образца анкерных устройств и их вырыва 11.Однако этот способ неприемлем дляиспытания элементов строительных кон.струкций, так как связан с их разру Ошением.Наиболее близким известным техническим решением к изобретению является способ испытания элементов строительных. конструкций, включающий ступенчатое нагружение элемента нагрузкой, частичное снятие действующей нанего нагрузки, измерение деформацийи оценку уровня напряжений 2 .Недостаток известного способазаключается в невысокой эффективности и большой трудоемкости, так какон не обеспечивает оценку пределапрочности материала испытываемой конструкции и требует монтажа инвентарных подмостков.Цель изобретения - повышениеэффективности и снижение трудоемкости,Цель достигается тем, что согласно способу испытания элементов строительных конструкций, включающему ступенчатое нагружение элемента нагрузкой, частичное снятие действующейна него нагрузки, измерение деформаций и оценку уровня напряжении,35производят снятие действующей нагрузки на величину 5-107 от проектного предела прочности, выдерживаютэлемент под этой нагрузкой 4-10 мин,40восстанавливают первоначальную нагрузку с одновременным измерениемскорости нагружения, измеряют деформации ползучести в течение 2 мини определяют скорость деформации45ползучести, соответствующую моментувремени 2-4 с после восстановлениянагрузки, а оценку уровня напряжений осуществляют по найденным ранеезависимостям скорости деформацииползучести от уровня напряженного50состояния. На чертеже изображены зависимостискорости деформации ползучести отуровня напряженного состояния элемен та конструкции,Испытание строительных конструкций производят следующим образом,Элемент строительной конструкции,например бетонный образец размером15 х 15 х 60 см, нагружают ступенямичерез 0,1 К, где К - проектный предел прочности материала элементастроительной конструкции, Нагружениеобразца производят на гидравлическомпрессе. Каждая ступень нагружениявыдерживается 4 мин. На каждой ступени нагружения образец разгружается на величину 0,05-0,1 К и выдерживается в течение 4-10 мин под этойнагрузкой, после чего первоначальный уровень нагружения ступени восстанавливается.Для осуществления кратковременной разгрузки используются нагружающие устройства, например домкраты,при помощи которых в элементе конструкции создаются усилия, обратныеусилиям от действия эксплуатационнойнагрузки.При восстановлении первоначальной нагрузки на каждой ступени измеряют скорость нагружения, напримерс помощью динамометров и регистрирующей аппаратуры, позволяющей записать изменение величины нагруженияво времени, После восстановленияпервоначальной нагрузки в испытываемом элементе строительной конструкции в течение 2 мин через каждые2-4 с измеряют деформации ползучести с помощью тензометров. На основании проведенных измерений определяют скорость деформации ползучестиЧЕ), которая равна отношению первой производной от деформации ползучестиво времени.дЯпЙе)Й 1После определения скорости дефор.мации ползучести Ч(Г) определяютуровень напряженного состояния0Кгде б - напряжение в испытываемомэлементе конструкции,К - предел прочности материалаконструкции.Определение уровня напряженного состоянияосуществляется по найден- ным ранее графическим зависимостям скорости деформации ползучести ат уровня напряженного состоянияЧЮ =Г Наиболее ярко эта зависимость выражается на кривых 2 и 3, построенных для интервала измерения01709 4дят ступенями через 0,1 К, Каждуюступень нагрузки выдерживают согласно ГОСТ 10180-78 в течение 4 мин,после чего образец разгружают навелйчину ступени, выдерживают сновав течение 4 мин и затем уровень на-,грузки восстанавливают. На каждойступени определяют относительныедеформации ползучести бетона в тече ние первых 2 мин после окончания нагружения. Полученные экспериментальные данные обрабатывают на ЭВМ и аппроксимируют подходящей теоретической кривой, после чего вычисляют ско-, 15 рость деФормации ползучести в Фиксированный момент времени й=2 с. Полученные результаты приведены в таблице. 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9ЧО 1 О с 1,8 2,0 2,3 2,6 2,9 3,2 3,8 4,5 5,6 30 з 11деформаций ползучести во временичерез кажпый 2-4 с. П р и м е р. Производят определение уровня напряжений в образцах из тяжелого бетона М.300 размером 15 х 15 х 60 см. Для этого первоначально проводят градуировку на аналогичных образцах. Образцы нагружают до разных уровней напряжений на гидравлическом прессеНапряжение в бетоне .определяют путем деления нагрузки на площадь сечения образца. Прочность бетона, определенная непосредственным разрушением образцов, 10,5 МПа начальный модуль упругости 1,9 10 МПа, скорость нагружения принята 0,6 МПа/с. Нагружение провоПодобные вычисления проведены для моментов времени 4, 10, 30 и 90 сРезультаты 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 15 х 15 х 60 см. 35 Для этого нагружают образец нагрузкой, вызывающей в бетоне средние напряжения 7,5 МПа и выдерживают под этой нагрузкой достаточно продолжительное время например, более 2 ч),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 К от проектной прочности, равный 0,1 К=0,1 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 ния измеряют быстронатекающие деформации ползучести бетона в течение 2 мин с записью данных, снимаемых через каждые 2 с на перфоленту. Экспериментальные кривые аппроксимировали зависимостью вида1 а+Ьй- = ---- Гп - а(с-Ь) а+сйпри следующих значениях параметров:а=386, Ь=1,25, с=150.Определяют скорость деформаций ползучести по формуле1ч(е) = ------6 -1 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 павень-:0,67.11,2Таким образом, погрешность 47, что вполне допустимо.Использование изобретения позволит повысить эффективность и снизить трудоемкость испытаний.ОУ ставитель В.Малышхред М. Гергель ор Л, Пилипенко атруш дактор С каз ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,сФил 55/27 Тираж 823ВНИИПИ Государственного комипо делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раушская н Подписное та СССР ткрытий ., д. 4/5