RU2545781C1 - Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete - Google Patents
Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete Download PDFInfo
- Publication number
- RU2545781C1 RU2545781C1 RU2013142518/15A RU2013142518A RU2545781C1 RU 2545781 C1 RU2545781 C1 RU 2545781C1 RU 2013142518/15 A RU2013142518/15 A RU 2013142518/15A RU 2013142518 A RU2013142518 A RU 2013142518A RU 2545781 C1 RU2545781 C1 RU 2545781C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- loading
- sample
- concrete
- static
- lever
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к строительству, в частности к определению параметров деформирования бетона при статическом нагружении бетонных образцов до уровня, не превышающего предела прочности бетона на сжатие Rb и на растяжение Rbt, динамическом нагружении до разрушения с постоянной скоростью нагружения и динамическом разгружении.The invention relates to the construction, in particular, to the determination of concrete deformation parameters under static loading of concrete samples to a level not exceeding the compressive strength of concrete R b and tensile R bt , dynamic loading to failure with a constant loading speed and dynamic unloading.
Проектирование железобетонных конструкций ведут с учетом статического приложения нагрузки и дальнейшего ее воздействия, при этом используя призменную прочность бетона, определяемую в ходе постепенного (ступенями) нагружения бетонных образцов с использованием пресса [1]. Недостатком данного способа является относительно невысокая скорость нагружения бетонных призм, не позволяющая судить о деформировании образца при высокоскоростном нагружении. Определение прочности бетона на растяжение осуществляется с использованием разрывной машины, что также не позволяет получить характеристики деформирования образца при высокоскоростном нагружении.The design of reinforced concrete structures is carried out taking into account the static application of the load and its further impact, while using the prismatic strength of concrete, determined during the gradual (steps) loading of concrete samples using a press [1]. The disadvantage of this method is the relatively low loading speed of concrete prisms, which does not allow judging about the deformation of the sample under high-speed loading. Determination of tensile strength of concrete is carried out using a tensile testing machine, which also does not allow to obtain the deformation characteristics of the sample under high-speed loading.
При расчете железобетонных конструкций на взрывные и ударные нагрузки используют величины предела прочности и предельных деформаций бетонных образцов, определяемые в момент их разрушения при динамическом нагружении и превосходящие аналогичные величины, найденные в ходе статического испытания.When calculating reinforced concrete structures for explosive and impact loads, the tensile strength and ultimate deformations of concrete samples are used, which are determined at the time of their destruction under dynamic loading and exceeding the similar values found during the static test.
Одним из решений, позволяющих проводить испытание бетона на динамические нагружения, является пневмодинамическая установка для высокоскоростного нагружения бетонных призм [2].One of the solutions that allow testing concrete for dynamic loading is a pneumodynamic installation for high-speed loading of concrete prisms [2].
Недостатком этого решения является невозможность создания определенного уровня статического нагружения, предшествующего высокоскоростному нагружению бетонной призмы.The disadvantage of this solution is the inability to create a certain level of static loading, preceding the high-speed loading of a concrete prism.
Наиболее близким решением к заявленному изобретению является способ экспериментального определения статико-динамических диаграмм бетона, в котором мгновенное или ступенчатое динамическое догружение осуществляется падающим при уменьшении силы тока в электромагните грузом [3].The closest solution to the claimed invention is a method of experimental determination of static-dynamic diagrams of concrete, in which instant or step-by-step dynamic loading is carried out by a load falling with decreasing current strength in an electromagnet [3].
Недостаток данного решения заключается в неудобстве, в необходимости наличия электромагнитной установки; в невозможности осуществления динамического загружения на заранее заданное перемещение; в невозможности осуществления деформирования образца при высокоскоростном разгружении на заранее заданную величину, отличную от величины догружения; в невозможности многократного динамического загружения образца в чередовании с разгружением; в высокой погрешности получаемых в ходе эксперимента данных.The disadvantage of this solution is the inconvenience, the need for an electromagnetic installation; the impossibility of performing dynamic loading at a predetermined movement; the impossibility of deforming the sample during high-speed unloading by a predetermined value other than the value of loading; the impossibility of multiple dynamic loading of the sample in alternation with unloading; in a high error of the data obtained during the experiment.
Технический результат изобретения - упрощение способа испытания, повышение точности получаемых данных, расширение возможностей экспериментального определения статико-динамических характеристик бетона, заключающееся в возможности заранее задавать перемещение в компенсирующем элементе при динамическом нагружении и разгружении.The technical result of the invention is the simplification of the test method, improving the accuracy of the data obtained, expanding the possibilities of experimental determination of the static-dynamic characteristics of concrete, which consists in the ability to pre-set the displacement in the compensating element during dynamic loading and unloading.
Технический результат достигается тем, что в способе экспериментального определения статико-динамических характеристик бетона, заключающемся в закреплении опытного бетонного образца в виде призмы в зажимах испытательного стенда с использованием центрирующего устройства, обеспечивающего центральное приложение нагрузки в процессе нагружения, и регистрации усилия и деформаций призмы во времени с использованием динамометра и тензостанции, согласно изобретению нагружение осуществляют через рычажную систему в два этапа: на первом - ступенчатое статическое нагружение образца до заданного уровня посредством укладки штучных грузов на грузовую платформу, на втором - мгновенное или ступенчатое динамическое догружение или разгружение посредством кратковременного изменения диаметра оси в месте соединения рычага и компенсирующего элемента.The technical result is achieved by the fact that in the method of experimental determination of the static-dynamic characteristics of concrete, which consists in securing the experimental concrete sample in the form of a prism in the clamps of the test bench using a centering device that provides a central application of load during loading, and recording the forces and deformations of the prism in time using a dynamometer and strain gauge, according to the invention, loading is carried out through the lever system in two stages: in the first - stepwise static loading of the sample to a predetermined level by stacking piece goods on a loading platform, on the second - instantaneous or stepwise dynamic loading or unloading by briefly changing the diameter of the axis at the junction of the lever and the compensating element.
На фиг.1а представлена схема устройства для реализации предлагаемого способа при испытании на растяжение. На фиг.1б представлена схема устройства для испытания на сжатие. На фиг.2а представлена схема смещения оси при осуществлении динамического нагружения при испытании на растяжение. На фиг.2б поясняется способ испытания образца в случае, когда заранее задаются перемещения в компенсирующем элементе при динамическом нагружении. На фиг.3 представлена схема нагрузок, действующих на рычаг при испытании на растяжение.On figa presents a diagram of a device for implementing the proposed method in a tensile test. On figb presents a diagram of a device for compression testing. On figa presents a diagram of the displacement of the axis during the dynamic loading during the tensile test. On figb explains the method of testing the sample in the case when pre-set movement in the compensating element under dynamic loading. Figure 3 presents a diagram of the loads acting on the lever during the tensile test.
Специально сконструированная установка включает станину 1, устройства для центрирования и захвата образца 2, рычаг 4 для передачи усилия на испытуемый образец 3, соединенный через стойку 5 со станиной 1, компенсирующий элемент 6, опирающийся на станину 1 и соединенный с рычагом 4 посредством оси 7, металлический шар 10, болт 9, грузовую платформу 8 для приложения статической нагрузки, штучные грузы 11 и гайку 12.A specially designed installation includes a frame 1, devices for centering and gripping the
Компенсирующий элемент 6 представляет собой пружину либо динамометрическое кольцо, жесткость которого заранее определяется тарировкой.The compensating
Ось 7 представляет собой металлический стержень с разным диаметром поперечных сечений. На половине длины стержня имеется резьба для гайки 12.
Диаметр отверстия в рычаге 4 превышает больший диаметр сечения оси 7. Больший диаметр сечения оси 7 превышает ее меньший диаметр сечения на максимальную величину перемещения рычага 4 вдоль оси компенсирующего элемента 6 в момент динамического нагружения и разгружения.The diameter of the hole in the
Металлический шар 10 и различность диаметров сечения оси 7 необходимы для осуществления резкого динамического нагружения и разгружения образца 3. Гайка 12 необходима для того, чтобы при испытании ось 7 не смещалась далее заранее заданной величины.The
Болт 9 необходим для ограничения перемещения металлического шара 10 в момент резкого нагружения и разгружения при смещении оси 7, то есть в момент уменьшения или увеличения диаметра сечения оси 7 под шаром 10.A
Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.
Нагружение осуществляют через рычажную систему в два этапа. На первом этапе создают усилие в компенсирующем элементе 6 посредством укладки штучных грузов 11 на грузовую платформу 8. При этом шар 10 опирается на ось 7 в месте большего сечения оси. На втором этапе закрепляют испытуемый образец 3 в зажимах 2, затем смещают ось 7 так, чтобы шар 10 оказался над меньшим сечением оси, при этом нагрузка, действующая на компенсирующий элемент 6, резко перейдет на образец 3 через рычаг 4, осуществив динамическое нагружение бетонного образца. В случае если перемещение рычага 4 нужно задать заранее, используется гайка 12.Loading is carried out through the lever system in two stages. At the first stage, a force is created in the compensating
Дальнейшее смещение оси 7 приведет к увеличению диаметра оси под шаром 10 и снятию нагрузки с испытуемого образца.Further displacement of the
В процессе проведения испытаний динамометром измеряют усилие, действующее на призму, а параметры деформирования самой призмы при статическом нагружении и динамическом догружении измеряются при помощи тензостанции, оборудованной встроенным тензоусилителем, позволяющим подключать тензодатчики без использования промежуточных усилителей, и имеющей возможность при подключении к компьютеру и использовании специализированного программного обеспечения записывать и отображать преобразованные сигналы нескольких входных каналов в зависимости от времени.During testing, the force acting on the prism is measured with a dynamometer, and the deformation parameters of the prism itself under static loading and dynamic loading are measured using a strain gauge equipped with a built-in strain gauge that allows strain gauges to be connected without the use of intermediate amplifiers, and having the ability to connect to a computer and use a specialized software to record and display the converted signals of several input channels depending ing on time.
В случае статического нагружения при испытании на растяжение нагрузка, действующая на образец, определяется по формуле:In the case of static loading during tensile testing, the load acting on the sample is determined by the formula:
где P - приложенная нагрузка; K - усилие в компенсирующем элементе; l - длина рычага 4; a, b - расстояния от стойки 5 до образца 3 и до упругого элемента 6 соответственно.where P is the applied load; K is the force in the compensating element; l is the length of the
В случае динамического нагружения происходит резкое перераспределение нагрузки с компенсирующего элемента 6 на образец 3.In the case of dynamic loading, a sharp redistribution of the load occurs from the compensating
ПримерыExamples
Испытанию на растяжение подвергали образцы прямоугольной формы, длиной 16 см, высотой 4 см и шириной 4 см, изготовленные из мелкозернистого бетона B20 с соотношением В/Ц=0,741, Ц/П=1:3,789.Tensile tests were performed on rectangular samples with a length of 16 cm, a height of 4 cm and a width of 4 cm made of fine-grained concrete B20 with a ratio W / C = 0.741, C / P = 1: 3.789.
Расстояние от образца до стойки 5 a=0,1 м =100 мм, от стойки 5 до оси компенсирующего элемента b=0,1 м =100 мм, длина рычага 4 l=0,6 м =600 мм. Элементы передачи усилий выполнены из Ст.3.The distance from the sample to the strut 5 a = 0.1 m = 100 mm, from the
1) Нагружение платформы P=200 H. Нагрузка на компенсирующий элемент составила K=1000 Н, деформации компенсирующего элемента равны 0,2 мм. После закрепления образца в зажимах стенда сместили ось 7. Компенсирующий элемент разгрузился, K=0 Н. Динамическое нагружение образца составило N=1000 Н, удлинение образца составило 0,2 мм.1) Platform loading P = 200 H. The load on the compensating element was K = 1000 N, the deformations of the compensating element are 0.2 mm. After fixing the sample in the clamps of the stand,
2) Нагружение платформы P=100 H. Нагрузка на компенсирующий элемент составила K=500 Н, деформации компенсирующего элемента равны 0,1 мм. Закрепляем образец в зажимах стенда. Нагружаем платформу до P=200 Н. Общие деформации упругого элемента составили 0,16 мм, деформации образца составили 0,06 мм (статическое нагружение). Усилия в упругом элементе равны 800 H, усилия в образце составили 200 H. Смещаем ось 7, уменьшая ее диаметр. Усилия в образце составили 1000 H (динамическое догружение), усилия в компенсирующем элементе стали равны 200 H. Деформации в образце составили 0,16 мм. При резком смещении оси 7 в сторону увеличения диаметра сечения усилия в образце составили 200 H (разгружение), деформации в образце составили 0,06 мм, при этом усилия в компенсирующем элементе стали равны 800 H.2) Platform loading P = 100 H. The load on the compensating element was K = 500 N, the deformations of the compensating element are 0.1 mm. We fix the sample in the clamps of the stand. We load the platform to P = 200 N. The total deformation of the elastic element was 0.16 mm, the deformation of the sample was 0.06 mm (static loading). The forces in the elastic element are equal to 800 H, the forces in the sample were 200 H. We displace the
Из примеров видно, что за счет применения оси с различными диаметрами сечений, осуществляется деформирование образца при резком нагружении на заданную величину. Достигнут технический результат: возможность многократного динамического загружения образца в чередовании с разгружением, достигнута высокая точность получаемых в ходе эксперимента данных.It can be seen from the examples that due to the use of an axis with different diameters of the cross sections, the sample is deformed under sharp loading by a given value. A technical result was achieved: the possibility of multiple dynamic loading of the sample in alternation with unloading, high accuracy of the data obtained during the experiment was achieved.
1. ГОСТ 24452-80 Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. - М.: НИИЖБД. 1982. - 15 с.1. GOST 24452-80 Concrete. Methods for determining prismatic strength, elastic modulus and Poisson's ratio. - M .: NIIZHBD. 1982. - 15 p.
2. Баженов. Ю.М. Бетон при динамическом нагружении. - М.: Стройиздат, 1970. - 272 с.2. Bazhenov. Yu.M. Concrete under dynamic loading. - M.: Stroyizdat, 1970 .-- 272 p.
3. Патент РФ №2482480, кл. G01N 3/00, 2006.3. RF patent No. 2482480, cl.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013142518/15A RU2545781C1 (en) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013142518/15A RU2545781C1 (en) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013142518A RU2013142518A (en) | 2015-03-27 |
RU2545781C1 true RU2545781C1 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53286470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013142518/15A RU2545781C1 (en) | 2013-09-17 | 2013-09-17 | Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2545781C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106053205A (en) * | 2016-05-17 | 2016-10-26 | 南京林业大学 | Self-balance lever-type loading device and using method thereof |
RU2696815C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-08-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU977991A1 (en) * | 1981-06-05 | 1982-11-30 | Государственный Всесоюзный научно-исследовательский институт строительных материалов и конструкций им.П.П.Будникова | Concrete long-term strength determination method |
RU2002264C1 (en) * | 1991-05-24 | 1993-10-30 | Московский Лесотехнический Институт | Method of quality control of articles for strength |
RU2084857C1 (en) * | 1994-01-26 | 1997-07-20 | Григорий Васильевич Несветаев | Method of determination of long-duration strength of concrete |
RU2482480C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") | Method for experimental detection of static-dynamic diagrams of concrete and coefficient of dynamic strengthening of concrete with account of crack formation |
-
2013
- 2013-09-17 RU RU2013142518/15A patent/RU2545781C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU977991A1 (en) * | 1981-06-05 | 1982-11-30 | Государственный Всесоюзный научно-исследовательский институт строительных материалов и конструкций им.П.П.Будникова | Concrete long-term strength determination method |
RU2002264C1 (en) * | 1991-05-24 | 1993-10-30 | Московский Лесотехнический Институт | Method of quality control of articles for strength |
RU2084857C1 (en) * | 1994-01-26 | 1997-07-20 | Григорий Васильевич Несветаев | Method of determination of long-duration strength of concrete |
RU2482480C1 (en) * | 2011-09-21 | 2013-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Государственный университет-учебно-производственный комплекс" (ФГБОУ ВПО "Госуниверситет-УНПК") | Method for experimental detection of static-dynamic diagrams of concrete and coefficient of dynamic strengthening of concrete with account of crack formation |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БАЖЕНОВ Ю.М. Бетон при динамическом нагружении. " М, Стройиздат, . 1970, с. 172-174 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106053205A (en) * | 2016-05-17 | 2016-10-26 | 南京林业大学 | Self-balance lever-type loading device and using method thereof |
CN106053205B (en) * | 2016-05-17 | 2018-06-19 | 南京林业大学 | A kind of self-balancing lever loading device and its application method |
RU2696815C1 (en) * | 2019-01-17 | 2019-08-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) | Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013142518A (en) | 2015-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3521799B1 (en) | Test result evaluating method and material tester | |
US11346745B2 (en) | Fatigue test assessment method | |
EP3521801B1 (en) | Test result evaluating method and a kit comprising a material tester and a hammer | |
CN108956006B (en) | Quick verification and calibration system for small-force measuring instrument | |
RU2545781C1 (en) | Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete | |
CN105651608A (en) | Indirect strain rate dynamic tensile load testing method applicable to metal materials | |
RU2482480C1 (en) | Method for experimental detection of static-dynamic diagrams of concrete and coefficient of dynamic strengthening of concrete with account of crack formation | |
CN109682598B (en) | Bending stiffness testing device for precision speed reducer and application | |
CN104913988A (en) | Hopkinson principle-based concrete axial tensile strength measuring method | |
CN106404534A (en) | Existing structure concrete fatigue residual strain testing method based on deformation modulus | |
CN106548009B (en) | Method and device for evaluating power impact effect of goaf power transmission tower | |
RU2547348C1 (en) | Method of experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete under conditions of cyclic loading | |
RU77434U1 (en) | STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR A SHORT DYNAMIC BENDING WITH COMPRESSION | |
CN108151939B (en) | The method for detecting prestress value in unbonded prestressed concrete structure | |
RU148401U1 (en) | STAND FOR TESTING REINFORCED CONCRETE ELEMENTS WITH A FIXED DEGREE OF HORIZONTAL COMPRESSION TO STATIC BEND | |
CN106124319A (en) | Moment of flexure active control experiment system and method | |
CN107063611B (en) | Anti-seismic evaluation method for electrical equipment made of pillar composite material | |
CN109716100B (en) | Material sample and method for determining the geometry of a sample | |
CN115876578A (en) | Load testing device and method for high strain rate tensile test | |
RU2696815C1 (en) | Method for experimental determination of static-dynamic characteristics of concrete | |
JP4863796B2 (en) | Pile bearing capacity measurement method | |
CN104697858B (en) | A kind of reinforcing bar constitutive relation experimental rig and method | |
RU100255U1 (en) | STAND FOR TEST OF REINFORCED CONCRETE ELEMENTS FOR CROSS BENDING WITH STATIC LOADING | |
RU2238535C2 (en) | Method of determining resistance of material to damaging | |
CN217132790U (en) | Actual measurement device for frictional resistance of inner side and outer side of open steel pipe pile |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150918 |