Способ испытания железобетонных балок

 

Использование: строительство, испытание элементов строительных конструкций. Сущность изобретения: частичное снятие действующей на железобетонную балку нагрузки осуществляют путем обратного изгиба балки нормированной величиной. Выдерживают испытуемую балку под этой нагрузкой в течение 4-10 мин. Определяют параметры кинетики деформаций ползучести. Восстанавливают первоначальный изгиб с заданной скоростью. Нарастание изгиба измеряют в течение двух минут. Уровень напряжений оценивают с использованием полученных данных по ранее найденным градуировочным зависимостям.

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

Известен способ испытания балок, заключающийся в использовании зависимости частоты колебаний балки от ее напряженного состояния и качества ее элементов [1] Однако этот способ не может быть использован в условиях эксплуатации балок в связи с тем, что к балке присоединяются дополнительные массы (плиты перекрытия), сильно влияющие на частоту колебаний.

Наиболее близким техническим решением является способ испытания железобетонных балок, включающий частичное снятие действующей нагрузки, выдержку под этой нагрузкой в течение 4-10 мин, определение параметров кинетики деформаций ползучести и оценку уровня напряжений по ранее найденным градуировочным зависимостям [2] Недостаток известного способа заключается в том, что он разработан для сжатых элементов. Если использовать для изгибаемых элементов (балок), то деформации ползучести будут измеряться только в сжатой зоне балки. В то же время на работу балки влияет сцепление арматуры с бетоном, появление наклонных трещин и работа арматуры в растянутой зоне элемента. Это приводит к появлению дополнительной погрешности измерения. Кроме того, применение этого способа для изгибаемых и сжатоизгибаемых элементов затруднительно из-за сложности контроля за величиной частичной разгрузки и необходимости учета влияния изгибающего момента перерезывающей силы на напряженное состояние.

Предлагаемый способ испытания железобетонных балок позволяет повысить точность измерений и расширить область применения.

Технический результат достигается тем, что в способе испытания железобетонных балок, включающем частичное снятие действующей нагрузки, выдержку под этой нагрузкой в течение 4-10 мин, определение параметров кинетики деформации ползучести и оценку уровня напряжений по ранее найденным градуировочным зависимостям, частичное снятие действующей нагрузки осуществляют путем обратного изгиба балки нормированной величиной, равной Δf · L где L пролет балки, при этом восстановление первоначального изгиба ведут с заданной скоростью, измеряют нарастание изгиба в течение двух минут, а уровень напряжений оценивают с использованием полученных данных.

Способ испытания железобетонных балок осуществляют следующим образом.

Производят определение уровня напряжений в балках из тяжелого бетона класса В20 размером 12х14х120 см. Для этого первоначально проводят градуировку на аналогичных образцах, которые нагружают на силовой установке до разных уровней напряжений. На каждом уровне образцу придают обратный изгиб равный 0,2 мм, т.е.

Δf · L где L пролет образца. Выдерживают образец в таком положении 10 мин, а затем восстанавливают первоначальный изгиб со скоростью 1 мм/с, измеряют нарастание прогиба в течение первых 2 мин после восстановления. Величину прогиба фиксируют с помощью ЭВМ. Ступенчато повышая нагрузку, доводят образцы до разрушения, в результате чего определяют уровень напряжения на каждой ступени.

Полученные экспериментальные данные аппроксимируют зависимостью f_pl ln a где v(t) скорость изменения прогиба.

Установили, что b α(1-βη) c γ(1-η), где η уровень напряжений; α,β,γ коэффициенты, подбираемые при аппроксимации.

Значения этих параметров используют для определения уровня напряжения в балках. Для этого нагружают балки до неизвестного уровня напряжений. Проделывают процедуру обратного изгиба, восстановления и измерения прогибов с фиксацией на ЭВМ. Аппроксимируют полученные данные той же теоретической зависимостью, используя полученные при градуировке значения коэффициентов α,β,γ.

В процессе аппроксимации определяют искомый уровень напряжений η_i для каждой ступени нагружения. Испытываемые балки доводят до разрушения, определяют значение предельной нагрузки, после чего определяют фактический уровень напряжений на каждой ступени n_ф как отношение нагрузки на ступени к предельной нагрузке. Сравнивают фактические уровни напряжений с n_i, полученные по способу. Установлено, что в результате сравнения отклонение не превышает 15% (коэффициент вариации 0,15).

Формула изобретения

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ БАЛОК, включающий частичное снятие действующей нагрузки, выдержку под этой нагрузкой в течение 4 10 мин, определение параметров кинетики деформаций ползучести и оценку уровня напряжений по ранее найденным градуировочным зависимостям, отличающийся тем, что частичное снятие действующей нагрузки осуществляют путем обратного изгиба балки нормированной величиной, равной Δf=1/6000·α, где α пролет балки,
при этом восстановление первоначального изгиба ведут с заданной скоростью, измеряют нарастание изгиба в течение 2 мин, а уровень напряжений оценивают с использованием полученных данных.