allgosts.ru91. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И СТРОИТЕЛЬСТВО91.100. Строительные материалы

ГОСТ 24545-81 Бетоны. Методы испытаний на выносливость

Обозначение:
ГОСТ 24545-81
Наименование:
Бетоны. Методы испытаний на выносливость
Статус:
Действует
Дата введения:
01/01/1982
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
91.100.30

Текст ГОСТ 24545-81 Бетоны. Методы испытаний на выносливость



УДК 691.32.001.4 : 006.354    Группа Ж19

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

БЕТОНЫ

Методы испытаний на выносливость

Concretes, Methods of endurance test

ГОСТ

24545-81

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 30 декабря 1980 г. № 214 срок введения установлен

с 01.01.83

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на все виды бетонов» применяемых в промышленном, энергетическом, транспортном, водохозяйственном, жилищно-гражданском и сельскохозяйственном строительстве, в том числе на бетоны, подвергающиеся в процессе эксплуатации нагреву, насыщению водой или нефтепродуктами.

Стандарт устанавливает методы испытаний на выносливость путем нагружения образцов стандартных размеров многократно повторяющейся осевой сжимающей нагрузкой» составляющей различные доли от разрушающей. Результатом испытаний является либо число циклов до разрушения образца, либо достижение бетоном заданного числа циклов многократного приложения нагрузки (база испытаний) на определенном уровне нагружения. При изучении бетонов результаты испытаний используют для построения линии регрессии выносливости, по которой оценивают бетон.

Предусмотренные настоящим стандартом испытания проводят только на образцах, специально изготовленных из бетонной смеси. Образцы, выпиленные или выбуренные из элементов конструкций, при испытании бетона на выносливость не применяют.

В стандарте учтены рекомендации СЭВ по стандартизации PC 279-65 в части методов испытаний на выносливость.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в справочном приложении 4.

Издание официальное    Перепечатка воспрещена

Переиздание. Ноябрь 1987 г.

1. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ОТБОРА ОБРАЗЦОВ

1.1.    Испытание бетона на выносливость следует проводить на

образцах-призмах размерами 70X70X280,    100X100X400,

150X150X600,    200X200X800 мм. В качестве базового образца

принимают призму с размерами 150X150X600 мм.

1.2.    Размеры образцов для испытаний выбирают в зависимости от наибольшей крупности заполнителей в пробе бетонной смеси в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78.

1.3.    Отбор проб бетонной смеси, изготовление и хранение образцов следует производить в соответствии с требованиями ГОСТ 10180-78.

1.4.    Образцы изготовляют сериями. Для проведения испытаний на выносливость при заданных параметрах нагружения (уровня и частоты нагружения, а также коэффициента асимметрии) серия должна состоять из 6 образцов, из которых 3 образца подвергают многократно повторному нагружению, а на 3 образцах определяют призменную прочность.

Для проведения испытаний с целью построения линии регрессии выносливости серия должна состоять из 15 образцов, из которых 12 образцов подвергают многократно повторному нагружению, а на 3 образцах определяют призменную прочность.

2. ОБОРУДОВАНИЕ И ПРИБОРЫ

2.1.    Для проведения испытаний следует применять испытательные машины и установки, работающие в режиме многократно повторного нагружения, отвечающие требованиям настоящего стандарта и аттестованные в установленном порядке в соответствии с требованиями ГОСТ 8.001-80 и МУ 8.7-77.

2.2.    Испытания следует проводить на испытательных машинах и установках, имеющих счетчик числа циклов нагружения, а также динамическую тарировку в эксплуатационном режиме.

2.3.    Машины и установки должны обеспечивать возможность изменения и регулирования уровней нагружения.

2.4.    Опорные плиты испытательной машины должны обеспечивать неподвижность образцов в процессе испытаний и возможность их центрирования по отношению к центральной оси машины и отвечать требованиям ГОСТ 8905—82.

2.5.    Для насыщения образцов водой или нефтепродуктами, а также для испытания образцов при нагреве следует применять оборудование и приборы в соответствии с требованиями ГОСТ 24452—80.

3. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

3.1. Образцы должны быть перенесены в помещение для испытаний не менее чем за 3 сут.

3.2.    Подготовку образцов к испытаниям следует начинать с их осмотра и определения линейных размеров, при этом допускаемые отклонения от номинальных размеров должны удовлетворять требованиям ГОСТ 10180—78,

3.3.    Призменную прочность бетона определяют по ГОСТ 24452—80 до испытаний на выносливость.

3.4.    Насыщение образцов водой или нефтепродуктами, а также подготовку образцов, подвергаемых испытаниям при нагреве, проводят по ГОСТ 24452—80.

3.5.    В помещении, где проводят испытания, температура воздуха должна быть не ниже плюс 10°С.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

4.1.    Испытание следует проводить при постоянных значениях уровня нагружения отах/^пр, частоты циклов многократного повторного нагружения f, коэффициента асимметрии цикла напряжений рб, а также заданного числа циклов многократного повторного нагружения (базы испытаний), назначаемых в соответствии с программами испытаний, исследований или с указаниями стандартов и технических условий на бетонные и железобетонные конструкции.

При отсутствии таких указаний испытания проводят при базовых условиях с последующим построением линии регрессии выносливости.

Для этого последовательно проводят испытания образцов на четырех уровнях нагружения, которые принимают равным 0,9; 0,8; 0,7 и 0,6 от разрушающей нагрузки, принимая значения коэффициента асимметрии цикла напряжения рб равным 0,1, частоту многократно повторного нагружения равной 5—10 Гц. Возраст бетона к началу испытаний должен быть не менее 28 сут.

4.2.    Образцы до соответствующего уровня нагружают непрерывно с постоянной скоростью нарастания напряжений (0,05±0,02) МПа/с [кгс/(см2*с)], после чего создают многократно повторяющуюся нагрузку соответствующей интенсивности. Значение минимальных напряжений цикла многократно повторного нагружения сгты вычисляют по формуле

Огл in — СГтахРб>    (1)

где Стах— максимальное напряжение цикла;

рб— коэффициент асимметрии цикла напряжений.

4.3.    Испытания образцов следует начинать с уровня нагружения, равного 0,9, с последующим снижением уровня в порядке, указанном в п. 4.1.

4.4.    На каждом уровне нагружения следует испытывать 3 образца. Схема испытательной машины для одновременного испы-

47

тания 3 образцов приведена на чертеже. При разрушении образца испытательную машину останавливают, на его место устанавливают металлический вкладыш, способный воспринимать прилагаемую нагрузку, и продолжают испытания.

4.5.    Испытания проводят на испытательной машине одного типа и считают законченными в случае разрушения образцов или достижения ими заданного числа циклов (базы испытаний).

4.6.    Дополнительные требования к методике испытаний бетона на выносливость при нагреве приведены в обязательном приложении 1.

4.7.    Исходные данные и результаты каждого испытания фиксируют в журнале испытаний, форма которого дана в рекомендуемом приложении 2.

4.8.    При проведении испытаний должны соблюдаться требования нормативных документов по безопасности труда и требования, указанные в ГОСТ 10180—78.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. В обработку результатов испытаний включают образцы разрушившиеся в интервале от 100 до заданного числа циклов многократно повторного нагружения.

Схема испытательной машины на три образца

1

/—рама машины; 2—верхняя винтовая опора с оголовнн-ком; 3—образец; гидродомкрат; .5—маслопровод.

5.2. По результатам испытаний отде*1ьных образцов при заданных параметрах нагружения в соответствии с пп. 1.4, 4.1 вычисляют среднее значение числа циклов многократно повторного нагружения п по формуле

п

i= 1

п

(2)

где П[— значение числа циклов отдельного образца; п— число образцов в серии.

Если среднее значение числа циклов, вычисленное по формуле (2), меньше числа циклов заданного нормативным документом, то делают заключение о несоответствии прочности бетона требованиям к ето выносливости и следует провести испытания на другом составе бетона.

5.3. По результатам испытаний образцов для построения линии регрессии выносливости в соответствии с пп. 1.4, 4.1 следует установить линейную зависимость, определяемую уравнением регрессии

^=A+B\gn,    (3)

пр

где Л и В— коэффициенты, определяемые по результатам испытаний;

п— число циклов, соответствующих разрушению образца. Теснота корреляционной связи, определяемая коэффициентом корреляции, должна находиться в пределах —0,7>г> —1,0.

5.4.    Линия регрессии выносливости должна строиться в виде диаграммы, на оси абсцисс которой откладывают в логарифмическом масштабе число циклов нагружений до разрушения отдельных образцов, а по оси ординат — отношение а—* либо мак-

Rnp

симальные напряжения атах-

5.5.    По построенной линии регрессии выносливости следует провести оценку сопротивляемости бетона многократно повторному нагружению.

5.6.    Примеры обработки результатов испытаний по пп. 5.2—5.4 и оценки на их основе испытанного бетона приведены в справочном приложении 3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К МЕТОДИКЕ ИСПЫТАНИИ БЕТОНА

НА ВЫНОСЛИВОСТЬ ПРИ НАГРЕВЕ

1.    Для каждом требуемой температуры нагрева бетона следует отбирать образцы по л 1.3 настоящего стандарта

2.    Для проведения испытаний нагревательное устройство и средства измерения температур применяют по ГОСТ 24452—80

3.    Нагревательное устройство (камерная электрическая печь) должно обеспечивать равномерный нагрев образца по заданному режиму до требуемой температуры и устанавливаться таким образом, чтобы опо не подвергалось воздействию многократно-повторного нагружения.

Перепад температуры по высоте рабочего пространства нагревательного устройства не должен превышать 10 °С при нагреве до 200 °С.

4.    Температуру в рабочем пространстве нагревательного устройства контролируют термопарами, установленными у верхнего и нижнего торца образца

2, Призменную прочность бетона для требуемой температуры нагрева определяют в соответствии с требованиями ГОСТ 24452—80.

6.    Параметры нагружения образцов принимают по п. 4.1 настоящего стандарта.

7.    Образец нагревают со скоростью 30°С/ч до требуемой температуры, после чего подвергают многократно повторному нагружению. Во время испытаний температура в рабочем пространстве нагревательного устройства не должна изменяться.

8.    Для каждой температуры нагрева линию регрессии строят по п. 5.3 настоящего стандарта. При этом на графике (приложение 3) по оси ординат откладывают отношение максимального напряжения сжатия amax к призменной прочности бетона для требуемой температуры

9.    В протоколе испытаний (приложение 2) указывают температуру нагрева бетона.

ММЕШ2

Рекомендуемое

ЖУРНАЛ
испытаний дли определения выносливости бетона при действии одноосной многократно повторяющейся нагрузки

1.

4

7

Маркировка образца

Тип испытательной машины

Призменная прочность (Я МПа)

2.

5.

8...... _

Дата изготовления, возраст

Влажность образца по массе

Частота нагружения

в момент испытания, условия

твердения

3.

6,

9.

Дата испытания

Кубнковая прочность (Я, МПа)

Температура нагрева бетона

л

3

я

я

А

О

О

н

о

и

2

31

О й) = 3 ?Й

1) я

Ай

go

0° в к

_ X

АХ &Ы N7 J 1)

*0

Л1 л

й«

ijj &

Gfl

ОО

К

дх

ЙХ

oJs

с 2^

4_5

и

х

я

Й

п

я

а

о

о

я

о

и

я

JJ

н

и

о

Mt

н

Ог

ч*

L,

X

«J

mi Я

«р

а£

Uo

L

я

X

I

к* я .

I > Л «

Т Е

V

?ч

5;

Й

л

Sft

я :

ЯЦ,

У

" я Сх

Srt

si

I

S с

о ;

чя с $

h

За

фн

СУ

е

я

X

Ч

3    Q

4

я ь

?s

х:

см

% v

3J

Sa

с s

о s

*1 5 V

Si

м *

л H

я»

B*| N

a«h

q &

Q)I

4s

0 X -

xo *

ȴ t 4 M I

12

Руководитель лаборатории _

Ответственный за испытание образцов

В11 LUclyO

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Справочное

ПРИМЕРЫ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

1 Пример построения линии регрессии выносливости бетона и оценки результатов испытаний

Требуется построить линию регрессии выносливости бетона и определить выносливость при базе испытаний 2’ 10° циклов, а также оценить выносливость бетона при надежности т~0,95.

В таблице представлены результаты испытаний бетона на уровнях напряжений 0,9; 0,8; 0,7, 0,6 (при / — 6 Гц, ро —0,2),

Номер испытания

ашах

ni

1

0,9

1000

3,000

2

0,9

1500

3,176

3

0,9

1800

3,255

4

0,8

5000

3,699

5

0,8

2000

3,301

6

0,8

7079

3,850

7

0,7

31620

4,500

8

0,7

20000

4,300

9

0,7

100000

5,000

10

0,6

450000

5,653

11

0,6

580000

5,763

12

0,6

860000

5,934

Вид линии регрессии

Отах    „    ,    л

= л +оlg п или в виде у — А + Вх.    (1)

Дпр

Значения коэффициентов А и В в уравнении (1) вычисляют по результатам испытаний, принимая их в форме:

*    ■—1 гч-"    г.

А =у—Вх и В=    —,

5х

где у, х — средние арифметические значения измеренных величин; тку — корреляционный момент, вычисляемый по формуле

1    П    —    —

^ h—Г 2 (**“*) 1у*—у) ; п 1 1=1

Sx и Sy —дисперсии измеренных величин, вычисляемые по формулам:

sx    и sv = dr-J, ^‘-7);

л—"Число разрушившихся образцов.

(2)

(3)

(4)

По результатам вычислений получим:

—    1    12    51,43

12— s Xi =    i2—"=4286

-    1    12    3(0,94-0,8 + 0,7 + 0,6)

у= 12 2 12

52 =1,161; S,= 1,077;

Л.

52 =0,0136; Sy= 0,116;

= —0,121.

—0,121

Коэффициент корреляции г =    1 077-0 116 = —0,963С—0,7.

После подстановки в формулу (2) вычисленных значений получим ные значения коэффициентов линии регрессии:

В = —0,104; А =0,75—(—0,104) -4,286=1,197.

Уравнение линии регрессии по средним точкам имеет вид

числен

■2^^= 1,197—0,I041g п.

Доверительную оценку коэффициента В линии регрессии (1) лри надежности оценки т, равной 0,95, по формуле

В

т

V1 — г»

V п~2

±В,

производят

(5)

где /— коэффициент Стъюдента при числе степеней свободы /С = я—2 и надежности т = 0,95.

Вычисляя значения доверительных границ по формуле (5), получим уравнение линии регрессии верхней границы доверительного интервала в виде

■ —1‘■■■=1,197—0,08361 g п    (6)

R пр

и уравнение линии регрессии нижней границы доверительного интервала

=1,197—0,1244 lg~п,    (7)

Лир

при которой производят оценку соответствия прочности бетона требованиям к его выносливости.

На чертеже показаны в полулогарифмических координатах линия регрессии по средним точкам, линии верхней и нижней границ доверительного интервала.

Выносливость испытанного бетона по средним значениям на базе испытаний 2 * 10е циклов, вычисленная в долях от призменной прочности, равна 0,542, а при надежности оценки т = 0,95 на той же базе испытаний она составляет 0,413.

2. Пример проверки соответствия прочности бетона требованиям к его выносливости.

Техническими условиями на изготовление железобетонной балки задано проверить соответствие прочности бетона требованиям к его выносливости при следующих параметрах:

уровень максимальных напряжений am ах, равен 0,5 /?ПР; частота циклического загруження / = 6 Гц;

Линия регрессии по результатам испытаний на выносливость

0 - результаты испытаний, / — линия per рессии по \ равнению (3); 2—линия регрессии верхней ipaniuibi доиери-тетьпого интервала по уравнению (5), 3- линия регрессии нижней 1раннцы доверительною интервала по урав

пению (в>

коэффициент асимметрии цикла ро —0,1;

база испытаний 2 Юб циклов Призменная прочность бетона на момент испытании равна 42,5 МПа Значения максимальных и минимальных напряжений цикла равны

(Тшах-=0,5*42,5 = 21,25 МПа; <утш — 21,25• 0,1 =2,125 МПа.

Испытания проводят на образацх-призмах размерами 10X10X40 см

В результате испытаний 3 образцов до разрушения при заданных параметрах получены значения числа циклов многократного повторения нагрузки, соответственно равные 0,28-107; 1,2* Ю7; 1,8-107 циклов.

Среднее арифметическое значение п равно.

3,28 -107

п =-^-= l,09-10r циклов.

Опытное значение среднеквадратического отклонения равно

5П =0,765-107

В соответствии с ГОСТ 11.002—73 выявление анормального результата при испытании 3 образцов производят по формуле

ы„= -2!^- <1,15

• *Ьп I

Подставляя значения величин минимального и максимального имеем:

(0,28—1,09) ■ 107

результатов.

Wnmin =

U

0,765 - 1 О7 (1,8—1,09)* 107

птя \

= 1,06 <3,15; = 0,925 с 1,15

I 0,765-107

Проверка условия показывает, что все результаты испытаний являются статистически значимыми и должны быть включены для оценки выносливости

бетона. Так как среднее значение числа циклов п, приведших к разрушению образцов, равно 10,9-106 циклов, а заданная база испытаний равна 2-10циклов, то делают заключение о том, что выносливость испытанного бетона на уровне 0,5 Rnp и базе испытаний 2-106 циклов обеспечена и бетон может быть рекомендован к применению,

ПРИЛОЖЕНИЕ 4 Справочное

ТЕРМИНЫ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И ПОЯСНЕНИЯ

Термин

Обозначение

Пояснение

Выносливость

Свойство материала противостоять многократно повторному нагружению

База испытании

N

Предварительно задаваемая наибольшая продолжительность испытаний на выносливость в циклах

Частота циклов

f

/

Отношение числа циклов напряжений к интервалу времени их действия

Максимальное жение цикла

напря-

Опта \

Наибольшее по алгебраическому значению напряжение в образце

Минимальное жение цикла

напря-

Omin

Наименьшее по алгебраическому значению напряжение в образце

Коэффициент асимметрии цикла напряжений

Р<s

I

Отношение минимального напряжения к максимальному

ГОСТ 24452—80 Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона    1

ГОСТ 24544—81 Бетоны. Методы определения деформаций усадки и

ползучести.............19

ГОСТ 24545—81 Бетоны. Методы испытаний на выносливость ....    45

Редактор В. С. Бабкина Технический редактор Э. В. Митяй Корректор Г. И. Чуйко

Сдано в наб. 16.03.88 Подп. в печ. 14.06.88 3.5 уел. п. л. 3,625 уел. пр.-отт. 3,43 уч.-нзд. л.

Тираж 10 000 Цена 15 коп.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123840, Москва, ГСП,

Новопресненскнй пер., д. 3.

Вильнюсская типография Издательства стандартов, ул. Даряус и Гирено, 39. За к. 1427.

Единица

Величина

Наименование

Обозначение

международное

русское

0 С Н 0 В н ы

Длина

Е ЕДИНИ!

метр

!Ы СИ

m

M

Масса

килограмм

КГ

Время

секунда

s

С

Сила электрического тока

ампер

А

А

Термодинамическая температура

кельвин

К

К

Количество вещества

моль

mol

моль

Сила света

кандела

cd

КД

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЕЛ

1ИНИЦЫ СИ

Плоский угол

радиан

rad

рад

Телесный угол

стерадиан

sr

ср

ПРОИЗВОДНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ, ИМЕЮЩИЕ СПЕЦИАЛЬНЫЕ НАИМЕНОВАНИЯ

Единица

выражение через основные и до-

Обозначение

Наименова

ние

междуна

родное

русское

лолнительные единицы СИ

Частота

герц

Hz

Гц

с-’

Сила

ньютон

N

н

м* кг с~2

Давление

паскаль

Ра

Па

м~1 • кг- с-2

Энергия

джоудь

Л

Дж

м2* кг-с-2

Мощность

ватт

W

Вт

м2- кг-с-3

Количество электричества

кулон

С

Кл

с-А

Электрическое напряжение

вольт

V

В

м2 кг-с-3 * А-1

Электрическая емкость

фарад

F

Ф

/*-^КГ.с 42

Электрическое сопротивление

ом

и

Ом

м-'-кг-с-3 • А~г

Электрическая проводимость

сименс

S

См

м~2кг“,3 А2

Поток магнитной индукции

вебер

Wb

Вб

м2 кг* с-2А~'

Магнитная индукция

тесла

т

Тл

кг с~2 ■ А-1

Индуктивность

генри

11

Гн

м2 -кг-с”2 - А-*

Световой поток

люмен

Im

лм

КД ср

Освещенность

люкс

ПК

М-2 * КД * ср

Активность радионуклида

беккерель

Bq

Бк

С-1

Поглощенная доза ионизирую

грэй

Gy

Гр

М2

щего излучения Эквивалентная доза излучения

зивеот

Sv

Зн

м2 • с~2