RU2621618C1 - Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона - Google Patents
Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621618C1 RU2621618C1 RU2016123982A RU2016123982A RU2621618C1 RU 2621618 C1 RU2621618 C1 RU 2621618C1 RU 2016123982 A RU2016123982 A RU 2016123982A RU 2016123982 A RU2016123982 A RU 2016123982A RU 2621618 C1 RU2621618 C1 RU 2621618C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- concrete
- stress intensity
- stress
- critical
- 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
- G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в научных и производственных лабораториях для определения критического коэффициента интенсивности напряжения в образцах бетона, используемого, например, в железобетонных элементах зданий и сооружений. Сущность: в образце-призме бетона создают зону концентрации напряжения путем нанесения двух симметричных надрезов на одной грани образца бетона, после чего образец нагружают до разрушения, замеряют разрушающую нагрузку и определяют критический коэффициент интенсивности напряжения по формуле
где Р – разрушающая нагрузка, MН; Y – поправочный коэффициент; t – ширина образца, м; H – расстояние от надреза до грани образца, м; l – глубина надреза l=b/4, здесь b – высота образца, м. Технический результат: повышение точности и достоверности определения критического коэффициента интенсивности напряжения путем образования зон концентраций напряжения в виде надрезов. 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в производственных и научных лабораториях для определения критического коэффициента интенсивности напряжения в образцах бетона, используемого, например, в железобетонных элементах зданий и сооружений.
Известен способ определения критического коэффициента напряжения в образце бетона [Rockmechanical - achallengeforsociety // Swets & Zeitlinger Lisse, 2001. Р. 165-166. ISBN 9026518218], заключающийся в том, что в образце-полуцилиндре сечением в полукруг выполняют зону концентрации напряжений, которую нагружают до разрушения и по полученным данным определяют критический коэффициент интенсивности напряжения, причем зоной концентрацией напряжения в образце является надрез в виде полукруга с противоположных концов образца. Образованную зону нагружают асимметрично с противоположных сторон до разрушения, после чего замеряют разрушающую нагрузку и параметры отломленного углового сегмента, а критический коэффициент интенсивности напряжения в образце определяют по формуле
(1) |
где КIIС – критический коэффициент интенсивности напряжения, МПа·м0,5;
E – модуль упругости;
r – радиус образца в сечении, м;
Недостатком данного способа является значительный разброс значений критического коэффициента интенсивности напряжения в исследуемом образце, сложность и трудоемкость образования зоны концентрации напряжения в образце.
Известен способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения [Rockmechanical–achallengeforsociety // Swets & Zeitlinger Lisse, 2001. Р. 164. ISBN 9026518218], заключающийся в том, что в образце бетона прямоугольного сечения образуют зону концентрации напряжения, затем образец нагружают до разрушения по схеме центрального сжатия и по полученным данным определяют критический коэффициент интенсивности напряжения.
Недостатком данного способа является значительный разброс значений критического коэффициента интенсивности напряжения.
Задача, решаемая заявляемым способом, заключается в повышении точности и достоверности определения критического коэффициента интенсивности напряжения.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении точности и достоверности определения критического коэффициента интенсивности напряжения путем предварительного образования зон концентраций напряжения в образце бетона.
Поставленная задача решается тем, что способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона, заключающийся в том, что в образце-призме бетона до испытания по схеме центрального сжатия образуют зону концентрации напряжения, затем образец нагружают до разрушения и по результатам измерения вычисляют критический коэффициент интенсивности напряжения, отличается тем, что зона концентрации напряжения образуется путем нанесения двух симметричных надрезов на одной грани образца бетона, после чего образец нагружают до разрушения, замеряют разрушающую нагрузку и вычисляют критический коэффициент интенсивности напряжения по формуле
(2) |
где Р – разрушающая нагрузка, MН; Y – поправочный коэффициент; t – ширина образца, м; H – расстояние от надреза до грани образца, м; l – глубина надреза l=b/4, здесь b –высота образца, м.
Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения с существенными признаками аналогов и прототипа свидетельствуют о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки решают следующие функциональные задачи.
Признак, указывающий, что «...зона концентрации напряжения образуется путем нанесения двух симметричных надрезов на одной грани образца бетона…» указывает способ образования зон концентраций напряжения в образце и определяет дальнейшее развитие трещин по заданным направлениям в виде надрезов (инициаторов трещин) размером в четверть высоты образца, причем критический коэффициент интенсивности напряжения пропорционален размеру надрезов.
Признаки, указывающие, что «образец нагружают до разрушения, замеряют разрушающую нагрузку», позволяют определить величину разрушающей нагрузки.
Приведенная математическая формула позволяет определить критический коэффициент интенсивности напряжения.
На чертеже показана схема испытаний образца бетона, где обозначены образец-призма 1; надрезы 2; металлические пластины 3; плиты пресса 4.
Способ осуществляют следующим образом.
На образец-призму 1 бетона в возрасте 28 суток или более, хранившегося в нормальных условиях (п. 2.3.2 ГОСТ 10180-90), наносят инициаторы трещин в виде симметричных надрезов 2 глубиной l, определяемой из выражения l=b/4, где b – высота образца-призмы 1, с помощью режущих инструментов.
При испытании на центральное сжатие в соответствии с п. 5.2 ГОСТ 10180-90 образец-призму 1 устанавливают на нижнюю опорную плиту пресса 4 центрально относительно его продольной оси, причем грань с надрезами 2 контактирует с верхней опорной плитой пресса 4, с использованием рисок, нанесенных на нижнюю плиту пресса 4, и дополнительные стальные пластины 3 для более равномерной передачи усилия на образец-призму 1. Образец-призму 1 сжимают прессом 4.
Нагружение образца-призмы 1 при центральном сжатии осуществляют до момента разрушения и регистрируют значение силы Р. Значение критического коэффициента интенсивности напряжения на поперечный сдвиг КIIС определяют по формуле (2).
Явление концентрации напряжений объясняется тем, что усилия передаются по наиболее короткому пути, что обеспечивает минимум затрат внутренней энергии тела. В результате бетон, прилегающий к надрезу, воспринимает дополнительные усилия, передающиеся с материала, окружающего надрез. Значения критического коэффициента концентрации напряжений практически не зависят от уровня напряжений и физико-механических свойств бетона, а определяются геометрией образца, способом нагружения и относительными размерами зон концентрации.
При наличии концентрации напряжений существенно снижается деформация образца с концентратором по сравнению с деформацией гладкого образца, что связано с локализацией деформации у концентратора напряжений.
Поправочный коэффициент Y определяют по таблице 1.
Таблица 1. Определение поправочного коэффициента Y
H/t l/b |
0,37 | 0,25 | 0,12 |
0,1 | 1,2 | 1,1 | 1,07 |
0,2 | 1,26 | 0,99 | 0,9 |
0,3 | 1,3 | 0,95 | 0,76 |
0,4 | 1,32 | 0,95 | 0,65 |
Результаты испытаний приведены в таблице 2.
Таблица 2. Результаты испытаний образцов
№ образца | Критический коэффициент интенсивности напряжения КIIC, МН/м3/2 | |
в образце по прототипу | заявляемый способ | |
1 | 5,34 | 5,82 |
2 | 5,60 | 5,81 |
3 | 5,70 | 5,77 |
Среднее | 5,54 | 5,80 |
Результаты испытаний позволяют сделать вывод о том, что заявленный способ по сравнению с прототипом обеспечивает повышение точности определения критического коэффициента интенсивности напряжения в образце, упрощает выполнение подготовки образца к испытаниям, не требует использования дополнительных приборов, что уменьшает трудоемкость испытаний.
Заявляемый способ может найти применение в научных и производственных испытательных лабораториях для оценки долговечности бетонных конструкций.
Claims (3)
-
Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона, заключающийся в том, что в образце-призме бетона до испытания по схеме центрального сжатия образуют зону концентрации напряжения, затем образец нагружают до разрушения и по результатам измерения вычисляют критический коэффициент интенсивности напряжения, отличающийся тем, что зона концентрации напряжения образуется путем нанесения двух симметричных надрезов на одной грани образца бетона, после чего образец нагружают до разрушения, замеряют разрушающую нагрузку и вычисляют критический коэффициент интенсивности напряжения по формуле - где Р – разрушающая нагрузка, MН; Y – поправочный коэффициент; t – ширина образца, м; H – расстояние от надреза до грани образца, м; l – глубина надреза l=b/4, здесь b – высота образца, м.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123982A RU2621618C1 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123982A RU2621618C1 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2621618C1 true RU2621618C1 (ru) | 2017-06-06 |
Family
ID=59032064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016123982A RU2621618C1 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2621618C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725162C1 (ru) * | 2019-10-21 | 2020-06-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3983745A (en) * | 1975-08-08 | 1976-10-05 | Mts Systems Corporation | Test specimen crack correlator |
SU777539A1 (ru) * | 1978-11-13 | 1980-11-07 | Физико-Механический Институт Ан Украинской Сср | Образец дл определени коэффициента интенсивности напр жений |
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 |
-
2016
- 2016-06-17 RU RU2016123982A patent/RU2621618C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3983745A (en) * | 1975-08-08 | 1976-10-05 | Mts Systems Corporation | Test specimen crack correlator |
SU777539A1 (ru) * | 1978-11-13 | 1980-11-07 | Физико-Механический Институт Ан Украинской Сср | Образец дл определени коэффициента интенсивности напр жений |
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 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2725162C1 (ru) * | 2019-10-21 | 2020-06-30 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук" (НИИСФ РААСН) | Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Goszczyńska | Analysis of the process of crack initiation and evolution in concrete with acoustic emission testing | |
Haeri et al. | Numerical simulation of tensile failure of concrete using particle flow code (PFC) | |
Mazzotti et al. | Determination of shear strength of historic masonries by moderately destructive testing of masonry cores | |
EP3115781B1 (en) | System for assessing chloride concentration and corresponding method and sensor | |
CN109507041A (zh) | 一种混凝土ⅰ-ⅱ复合型裂缝断裂性能测试方法 | |
RU2621618C1 (ru) | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона | |
RU2324916C1 (ru) | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения в изделии | |
RU2483214C1 (ru) | Способ определения удельной поверхностной энергии разрушения твердых тел | |
RU2621623C1 (ru) | Способ определения критического коэффициента интенсивности напряжения бетона после воздействия на него высоких температур | |
RU2521116C1 (ru) | Способ определения механических свойств образцов горных пород и материалов | |
Gehlot et al. | Study of concrete quality assessment of structural elements using rebound hammer test | |
Kasal et al. | Semi-destructive methods for evaluation of timber structures | |
JP2018204949A (ja) | 鋼材の耐水素脆化特性評価方法 | |
RU2540460C1 (ru) | Способ определения механических свойств хрупких материалов при растяжении | |
RU2565358C1 (ru) | Способ определения прочности сцепления волокон в одноосноориентированных волокнистых композитных материалах | |
Ungermann et al. | Punching shear behaviour of eccentrically loaded column bases | |
RU2598972C1 (ru) | Способ оценки физико-механических свойств высоковязких листовых конструкционных сталей | |
RU161083U1 (ru) | Образец для тарировки коэрцитиметра при плоском напряженном состоянии | |
Bunnori et al. | Analysis of failure mechanisms in fatigue test of reinforced concrete beam utilizing acoustic emission | |
RU2734276C1 (ru) | Дисковый образец для оценки конструкционной прочности материала | |
RU2485476C1 (ru) | Способ оценки ударной вязкости высоковязких листовых конструкционных сталей | |
RU2010116923A (ru) | Способ определения коэффициента пуассона горных пород | |
RU2486488C1 (ru) | Способ определения прочности бетона | |
RU2725162C1 (ru) | Способ определения параметров трещиностойкости бетона в изделии | |
KR200437268Y1 (ko) | 암석 코어 시험편의 인장강도 시험기 |