Оценка железобетонной балки Образцы с акустической эмиссии и циклические нагрузки Методы испытаний

В данной работе представлены результаты циклических испытаний нагрузки и акустических методов оценки выбросов применительно к 14 сокращения масштабов железобетонных образцов пучка, которые представляют различные случаи в плане отказов (изгиб и сдвиг), загрузки шаблона, конкретный дизайн смесь, и в результате свойств материала. Пять акустических методов оценки выбросов исследовали для определения их способности, чтобы оценить ущерб уровне в железобетонных образцов. Рекомендации предоставляются связанные с пригодность критериев оценки циклической нагрузкой и акустические методы выбросов.

Ключевые слова: акустическая эмиссия; циклических испытаний нагрузки, неразрушающего контроля; железобетона.

(ProQuest: ... означает формулы опускается.)

ВВЕДЕНИЕ

Последние данные показывают, что более 27% мостов в США, ни структурно или функционально deficient.1 Кроме того, здания достигают своей конструкции жизни, и во многих случаях способность надежно рассчитать конечную мощность некоторых систем осложняется степень конце сдержанность, изменение свойств материалов и других факторов. В случае, мостовых конструкций, безопасно максимальной нагрузки оценки и расширения службы может сэкономить миллиарды долларов, которые будут необходимы для замены. Существует острая необходимость в разработке эффективной месте оценки процедур загрузки и соответствующих критериев оценки, чтобы оценить ущерб, уровня и существующих нагрузку. Зачастую даже не один метод, который может обеспечить весь solution2, поэтому он может быть предпочтительнее использовать комбинацию методов.

Циклической нагрузкой (CLT), как описано в Приложении МСА 437R-03, 3 является относительно недавним нагрузки тестового метода. Это не только сокращает время тестирования по сравнению со стандартной 24-часовой тест на нагрузку (24-х LT) методу, описанному в главе 20 МСА 318-054, но может также обеспечить улучшение понимания структурных поведения. Акустической эмиссии (АЭ) является еще одним способом на месте оценки, которая хорошо подходит для оценки ущерба, уровни различных типов структур, будучи загружен. А. определяется как "класс явлений которой переходного упругих волн, порожденных быстрое выделение энергии от локальных источников внутри материала или проходящих волнах созданных таким образом." 5 Терминология, характерные для АЭ, включенных в приложение на конце этого документа. Высокая чувствительность АЭ и в режиме реального времени предлагает возможность мониторинга широкие перспективы. И методы испытаний, являются относительно недавно, поэтому не хватает исторических данных, которые могут быть использованы для обеспечения уверенности в предлагаемых критериев оценки.

Комбинированные инспекции, с использованием процедуры CLT погрузки и методы оценки в сочетании с Е. методов оценки, может привести к более обоснованные оценки. Тестирования, описанные здесь проводилось расследование пригодности существующих опубликованных критериев оценки для двух методов и дать представление о различных критериев оценки ..

ЗНАЧЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Существует явная необходимость в оценке структурных показателей во многих железобетона (RC) зданий и мостов. В силу относительной новизны метода CLT, есть отсутствие исторических данных для обоснования критериев приемлемости, особенно с учетом различных видов отказов (изгиба и сдвига) и различных конкретных видов материалов. Подобный случай может быть сделано по критериям А. оценки. Важным является то, что, используя как CLT и А. Е. критериев оценки в сочетании могут служить для укрепления доверия в оценке результатов при небольших дополнительных затратах.

ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

Mettemeyer и Nanni6 в 1999 предлагаемые руководящие принципы для быстрого тестирования нагрузки RC конструкционными элементами. Этот метод называется циклической нагрузкой в Приложении МСА 437R-03,3 три критерия оценки были созданы для этого метода: повторяемость, постоянство, а отклонение от линейности. Позже, Casadei и др. al.7 применил CLT метод оценки плит РЦ гараж и сделал по сравнению с 24-часовое испытание метода. Результаты испытаний показали, что оба метода CLT и 24-часовой LT дали тот же результат (в данном случае, оба метода привело к провалу принятия критериев, на основании той же нагрузке тест). В последнее время хребта и Ziehl8 использовали CLT метода оценки RC изгиб образцов укрепить углеродного волокна армированной пластмассы (углепластика), ленты и сделал по сравнению с методом АЭ. Общий вывод заключался в том, что оба CLT и А. Е. методов, предусмотренных эффективным средством обнаружения повреждений, однако в одном случае, метод АЭ при условии повышенной чувствительностью.

В связи с Е. метод, многие исследователи пытались использовать Е. параметров для количественной оценки ущерба уровне структур RC. По крайней мере, пять таких методов, не поступало. Одним из важных методов оценки ущерба является соотношение спокойное отношение и загрузки (называемых также Фелисити) отношение, как описано Yuyama др. al.9 и Оцу и др. al.10 Этот метод был разработан в стандартный в виде JSNDI 2000,11 второй метод основан на б-теории стоимости, который был предложен Pollock12 в 1981 году и изменение позднее Оцу и Watanabe13 в 2001 году и Коломбо и др. al.14 в 2003 году. Третий метод использует исторический показатель в сравнении с индексом тяжести в качестве меры ухудшения для конкретных bridges.15 Четвертый метод предлагает отдых отношение, как описано в Коломбо и др. al.16 в 2005 году, в качестве возможного средства для оценки остаточной прочности RC пучков. Этот метод основан на принципе, что присутствие Е. энергии во время разгрузки этап испытаний А.Е., как правило, свидетельствует о структурных повреждений. Наконец, совокупный показатель силы сигнала был предложен хребта и Ziehl8 характеризовать уровень ущерба углепластика-RC укрепить балки.

Это соотношение соответствует Фелисити effect.5 Иными словами, более серьезный ущерб, тем более Е. генерируется во время перезарядки. Спокойным и нагрузки коэффициент, коэффициент релаксации, а также совокупным методы сигнала соотношение исследованы более подробно в статье ..

Большинство ЦПТ А. Е. оценки структуры RC были сосредоточены на изгиб поведения. Это экспериментальное исследование посвящен тому, как следующие факторы могут повлиять на результаты оценки: а) неспособность режима (в лице изгиба и сдвига моды), б) конкретные тип материала (в лице нормального и самостоятельного укрепления бетона) и в) схема нагрузки (в лице по стандартной картины CLT и упрощенная схема CLT). Цель заключается в том, чтобы разобраться в тенденциях, которые могут ожидать при существующих критериев оценки CLT и А. Е. методами. Для контроля расходов и по-прежнему разрешать соответствующее количество образцов для сравнения, это исследование ограничивается уменьшением масштаба RC образцы 152 х 152 х 762 мм (6 х 6 х 30 дюймов). Уменьшенном масштабе этих образцов необходимо учитывать при просмотре результатов. Результаты подходят для научного исследования для установления тенденций в области методов оценки, но из-размерных эффектов, численные значения обсуждаться не может быть непосредственно применима к полномасштабной RC структурных компонентов.

Описание экспериментов

Образцы и испытания установки

Четырнадцать железобетонных балок, были включены в исследование: семь были построены с обычного бетона и семь были построены с самостоятельной консолидации бетон (SCC). пропорции бетонной смеси приведены в таблице 1. 28-дневный прочность на сжатие, определяемое с 102 х 203 мм (4 х 8 дюймов) цилиндров, был 59,3 МПа (8600 фунтов на квадратный дюйм) для обычного бетона и 60,7 МПа (8800 фунтов на квадратный дюйм) для ГТК. Модуль упругости, как указано в 152 х 305 мм (6 х 12 дюймов) цилиндров, составил 34,1 ГПа (4950 KSI) для обычного бетона и 31,7 ГПа (4600 KSI) для ГТК. Закаленные свойства были умышленно похоже, основная разница между двумя смеси представляют собой сумму высокого рейнджер водоредуцирующим примеси и штраф до крупного заполнителя отношение. Штраф до крупного заполнителя соотношение выше, для проектирования смеси SCC, и это может повлиять на результаты АЭ в связи с ожидаемым различия в поведении крекинга.

Все образцы были укреплены пять № 3 (9,5 мм [3 / 8 дюйма] диаметре) продольной арматуры (два на сжатие и растяжение три в год) и № 2 (6,4 мм [1 / 4 дюйма] диаметре) закрыты стремена были расположенных на расстоянии 50 мм (2 дюйма) от центра (см. рис. 1 (а)). Стремена были призваны не допустить разрушение при сдвиге во время тестирования и изгиб продольных балок были подключены на обоих концах для предотвращения вывода провал. Продольной арматуры был номинальным пределом текучести 410 МПа (60 KSI). Измеряется текучести 500 МПа и 590 (73 и 86 KSI) для продольных балок и закрытые стремена, соответственно. Конечная измеряется сила 750 и 641 МПа (110 и 93 KSI) за тот же бар, соответственно.

Образцы были погружены в четыре точки изгиба в 600 кН (135 кип) создание универсальной испытательной машины. Два типа отказов (изгиб и сдвиг) были предназначены для изучения их влияния на результаты оценки (см. рис. 1 (б) и (с)). Можно было бы утверждать, что сдвиговая отказов может быть более точно можно описать как сочетание изгиба и сдвига. Для простоты, этот режим просто называют сдвига в настоящем документе. Измерений включены нагрузки, прогиба в середине пролета, процедите в середине пролета сжатие, А. Е. данных. В середине пролета деформации сжатия был постоянно контролируются с двух электрических фольги тензометрическим прикреплены к верхней поверхности образца со специализированными клея. Из-за низкого разрешения перемещения данных, сжатие данных деформации были использованы для оценки CLT. Е. приобретения данных системы восемь-канальный цифровой системы. Датчики были использованы Тип R6I с резонансной частотой около 60 кГц. Два датчика были расположены на верхней поверхности и два на боковой поверхности.

Тест порог 45 дБ и оценки порога также 45 дБ. Относительно низкой стоимости для оценки порога частично основана на прошлом опыте с фактической структур, где чувствительность может быть одним из ключевых вопросов в связи с затуханием сигнала. В таких случаях низкий порог оценки предпочитают сохранить как можно больше данных за ..

Порядок заряжания

Процедуры циклической нагрузкой, как описано в 437.1R ACI-033 состоит как минимум из трех loadsets на различных уровнях нагрузки. Каждый loadset состоит из двух идентичных циклов нагрузки. Каждый цикл включает в себя четыре нагрузки to шесть шагов нагрузки до определенного уровня нагрузки и возвращение до первоначального значения. Общее испытание на нагрузку (TTL), рекомендуется, по меньшей мере 85% от факторинговой нагрузки дизайн минус нагрузки на месте во время тестирования (например, собственный вес). Первый loadset не должна превышать нагрузку услуг или 50% ожидаемого TTL. Во время каждой фазы разгрузки, минимальная нагрузка для поддержания должно быть не менее 10% от TTL. Подробное описание процедуры циклической нагрузки приведен в Приложении МСА 437R-03, 3 и загрузка процедур, используемых в программе, описанные здесь, приведены на рис. 2 (как CLT и упрощенных моделей CLT нагрузки показаны). В отличие от метода CLT, Есть какой-либо стандартной процедуры загрузки связанные с Е. метода для оценки структуры RC ..

В этом исследовании, два вида погрузки были приняты и сравнивать. Первая была стандартная процедура загрузки CLT. Вторая называется упрощенной CLT (SCLT) Процедура загрузки. Эта процедура идентична процедуре CLT загрузки исключением того, что дискретных шагов нагрузки заменены на постоянной нагрузки сделать для более быстрого испытательной нагрузки сверху (см. рис. 2, SCLT загрузки шаблона). В этом исследовании 11 образцов были загружены в соответствии с процедурой загрузки CLT и три образца были загружены в соответствии с процедурой SCLT обеспечить возможность сравнения ответов, из-за различных процедур загрузки.

Независимо от того, процесс погрузки (CLT или SCLT), восемь loadsets с ростом уровня нагрузки были применены к изгиб образцов и 11 loadsets были применены к сдвига образцов (рис. 2). Загрузки описания для каждого образца приведены в таблице 2. Более подробную информацию можно найти в Liu.17

ОПИСАНИЕ ОЦЕНКА методы и критерии

CLT методом

Приложение МСА 437R-033, подробно описывает три меры исполнения: повторяемость, постоянство, а отклонение от линейности. Повторяемость является показателем повторяемость ответ между двумя циклами нагрузки, постоянство является показателем остаточной деформации во втором цикле только, и отклонение от линейности является показателем отклонения от линейности в конверте ответ нагрузки и деформации. Эти термины рассчитываются в формуле. (1), (2), и (3) и показано на рис. 3. Три меры могут быть получены из любого деформационного отклика, например, отклонения, замены или деформации. Это исследование использует нагрузки в середине пролета и сжатие данных деформации.

... (1)

... (2)

... (3)

Критерии приемки рекомендовал МСА 437R-033 являются:

* Постоянный менее 10%;

* Повторяемость между 95% и 105%, а

* Отклонение от линейности менее 25%.

Методом акустической эмиссии

Как уже упоминалось ранее, Есть несколько предложенных мер для оценки структуры RC с AE. Пять Е. показатели деятельности были отобраны для рассмотрения в данном исследовании: 1) нагрузка (или Фелисити) отношения, 2) спокойное отношение, 3) коэффициент релаксации, 4) кумулятивного сигнала (CSS) отношение, 5) сочетание спокойствия и соотношение коэффициент нагрузки.

Нагрузка (или Фелисити) коэффициент-Фелисити ratio18, 19 широко используется для определения характеристик ущерба в обоих RC и fiberreinforced полимера (FRP) структур. Для структур RC, это соотношение обычно называют соотношение нагрузки, и этот термин (в отличие от Фелисити отношение) принимается в настоящем документе. Когда нагрузка Коэффициент использования, важно определить начало значительного акустической эмиссии. Для этого расследования, коэффициент нагрузки определяется как отношение нагрузки на начало значительного Е. активности в текущем цикле нагрузки максимальной нагрузки предыдущего (уравнение (4)).

... (4)

Чтобы вычислить коэффициент нагрузки, определение наступления значительных Е. должен быть создан. Наступления значительных выбросов обычно определяется как первый раз исторический показатель за перегрузки превышает определенное значение. Нагрузки, соответствующей что время нагрузки на начало значительного AE. Исторические индекс формы анализа тенденций с целью размещения значительные изменения в наклоне совокупный сигнала в зависимости от времени кривой. Определение исторического индекс дается

... (5)

где

...

где Н (т) является историческим индекс на время т, N это количество показов вплоть до времени т; КНИ сигнала-го события, и K является эмпирически фактором изменяющиеся в зависимости от числа hits.20

Спокойное отношение-спокойное отношение связано с закрытием трещин при выгрузке. Для этого расследования, спокойный показатель определяется как отношение CSS при выгрузке части с кумулятивным сигнала во время погрузки части (уравнение (6)). Это немного отличается от других исследований, где Д активности был использован вместо сигнала. Спокойное отношение рассчитан на второй цикл нагрузки каждого loadset.

... (6)

Отдых коэффициент-релаксации коэффициент также связано с закрытием трещин при выгрузке. Релаксации коэффициент определяется как отношение средней силы сигнала во время разгрузки для средней силы сигнала при загрузке (уравнение (7)). Это также немного отличается от предыдущих исследований, в котором энергия используется вместо сигнала. Релаксации соотношение отличается от спокойной отношение в первую очередь в том, что средняя сила сигнала используется вместо совокупного сигнала.

... (7)

CSS-коэффициент соотношения CSS (уравнение (8)) ориентирован на объем деятельности А. Е. образующихся при перегрузке в том, что генерируется в ходе предыдущих loading.7 Это связано с тем коэффициент нагрузки, но имеет то преимущество, что оно не зависит от определение для возникновения значительного AE. Этот коэффициент был рассчитан для каждого loadset и оцениваться в ходе загрузки фазы двойника циклов нагрузки.

... (8)

Спокойное отношение и нагрузки ratio11, хотя вышеупомянутые критерии Е. могут быть применены индивидуально, нагрузки (или Фелисити) коэффициент соотношения и спокойствие были объединены в стандартизированной участок называют отношение спокойное отношение от нагрузки. Два соотношения формы классификации диаграмму, которая назначает повреждения уровне для несовершеннолетних, среднего или heavy.10, 11

ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Визуальная оценка и прогнозирование потенциала

Трехмерные (3-D) конечных элементов нелинейных моделей выступили предсказать предельной нагрузки образцов помощью имеющегося в продаже конечного элемента программы. Смазывается конкретной модели ущерб был использован для моделирования растрескивание бетона. Тип элемента для бетона C3D8R твердого элемента, и элемент тип используется для арматуры был T3D2 линейный элемент фермы. Предсказал конечную мощность 153 кН (34,5 кип) на изгиб образцов, что близко к тесту результате 158 кН (35,5 кип). Для сдвига образцов, предсказал конечную мощность 304 кН (68,3 кип) и тест стоимость составляет 318 кН (71,6 кип).

На рисунке 4 показано типичное развитие трещин в обоих изгиба и сдвига образцов с увеличением уровня нагрузки. Первоначальный трещины на LS3 на изгиб образцов и LS4 для сдвига образцов. Для изгиба образцов, вертикальные и диагональные трещины распространяются вверх, в зоне компрессии на LS6, в то время они достигли там LS8 на сдвиг образцов. На этих уровнях нагрузки, стали дали трещины и расширенной вверх быстро и основных трещины расширились. Наконец, в верхней конкретные была разгромлена и образцы полностью провалились. Из рис. 4, три вида ущерба уровне может быть описано следующим образом:

* Прочность образцов: мелкие (до LS1 LS2), промежуточной (LS3 к LS5), и тяжелые (до LS6 LS8), а также

* Shear образцов: мелкие (до LS1 LS3), промежуточной (LS4 к LS7) и тяжелые (до LS8 LS11).

Оценка по CLT Метод

Рисунок 5 показывает типичные нагрузки и деформации поведения конкретных для изгибных и сдвиговых образцов. Изгиб образцов начали приносить на Loadset 7 и сдвига образцов начали приносить на Loadset 10. На этом же рисунке показано, как отклонение от линейности, рассчитанная для данного loadset, сведения о которых говорится в ACI-437.1R 03,3 Как указано в МСА 437.1R-07, 21 расчета отклонения от линейности следует принимать во внимание степень трещин в образце. Если состояние без трещин используется в качестве ссылки линейности, то очень большая величина отклонения от линейности будет подсчитано, что не представляет значительный ущерб. Таким образом, состояние трещины была использована для создания ссылки линейности. Для изгиба образцов, Loadset 3 был использован в качестве ссылки на линейность, а для сдвига образцов, Loadset 4 был использован в качестве ссылки на линейность. Результаты CLT оценки приведены в таблице 3 (изгиб образцов) и в таблице 4 (сдвига образцов).

Результаты оценки изгиб образцов (табл. 3) указывают на следующее:

* Постоянный критерий выполняется для всех loadsets, за исключением некоторых loadsets за выход (Loadset 7 и 8). Большинство заметных повреждений на нагрузки и деформации участков в середине пролета произошло в начальный цикл нагрузки (Load Цикл из Loadset 7). Постоянный критерий ориентирован на перезарядку цикла (цикл нагрузки B), поэтому она была относительно нечувствительны к ущерба;

* Повторяемость критерий выполняется для всех loadsets, за исключением одного образца (SCC1). В этом случае, она не для loadset сразу же после выхода. Этот критерий был общем нечувствительны к степени повреждения;

* Отклонение от линейности критерия, как правило выполняется для loadsets до выхода и не для loadsets на урожай или за ее пределами. В двух случаях (образцы C4 и C5), этот критерий не удалось в loadset непосредственно перед выходом. Даже для аналогичных образцов, было несколько вариантов численных результатов. Это может быть обусловлено уменьшением масштаба образцов. Из трех CLT критерий, это был один самых деликатных и в соответствии с по степени ущерба, а также

* Нет существенная разница наблюдается в оценке результатов, независимо от загрузки шаблона (CLT или SCLT) или конкретного типа материала (обычные или самостоятельно консолидации).

Из таблицы 4, результаты сдвига образцов указывают на следующее:

* Постоянный критерий выполняется для всех loadsets до выхода и не для некоторых loadsets после выхода. Этот критерий был общем нечувствительны к степени повреждения;

* Повторяемость критерий выполняется для всех loadsets в том числе после выхода. Этот критерий был также, как правило чувствительны к степени повреждения;

* Отклонение от линейности не удалось критерий для всех образцов при Loadset 8 (до выхода). Как и ожидалось, значительное увеличение в этом спектакле меры были замечены на loadset, связанных с выходом и

* Как и в случае изгиба образцов, не существенная разница наблюдается в оценке результатов, независимо от загрузки шаблона и конкретные материала.

Е. оценки

Производительность Е. меры, описанные ранее (коэффициент нагрузки, спокойный отношение, отношение релаксации, CSS отношение, отношение спокойное отношение от нагрузки) наносились на результаты тестов по расследованию общих тенденций. Данные из всех четырех датчиков АЭ были включены в данные для оценки.

Нагрузка-коэффициент для вычисления коэффициента нагрузки, важно определить начало значительного AE. Три основных подхода были разработаны: 1) установление определенного количества показов пересечения указанного порога, 2) субъективно определения колено в сводном сигнала в зависимости от времени диаграмме 3), используя исторический индекс, чтобы найти колено в сводный график сигнала . Первого метода зависит от количества показов (в отличие от энергии или силы сигнала), а количество обращений, в свою очередь, зависит от типа датчика, количество датчиков, а также других факторов. Второй способ зависит от визуальной интерпретации месте излома в кривой, и это толкование той или иной степени зависит от выбранного масштаба осей. Третий способ является более объективной и предназначен для автоматизированного анализа данных. Надлежащее критическое значение исторического индекс должен быть определен, однако. Чтобы определить критическое значение исторического индекс, параметрическое исследование данных не проводилось. Нагрузки были рассчитаны отношения с различными критическими значениями индексов исторических колеблется от 1,1 до 1,55 с шагом 0,05.

Рисунок 6 приведены расчетные соотношения нагрузки для всех образцов, за исключением SCC5 (результаты SCC5 были похожи на других особей, но не показали, чтобы сэкономить место). Ясно, что коэффициент нагрузки уменьшается с увеличением числа loadset (повреждение уровень). Что касается конкретного материала, типа, не существует очевидная разница в нагрузке соотношение обычных бетонных и ГТК. Что касается процедур загрузки, коэффициент нагрузки для метода SCLT несколько выше, чем для метода CLT. Из рис. 6, предельные значения коэффициента нагрузки могут быть распределены следующим образом:

1. Для изгиба образцов, незначительные повреждения, если больше 0,5; промежуточных ущерб, если больше 0,2 и меньше 0,5, и серьезный ущерб, если менее 0,2 и

2. Для сдвига образцов, незначительные повреждения, если больше 0,4; промежуточных ущерб, если больше 0,15 и меньше 0,4, и серьезный ущерб, если оно меньше 0,15. Эти ценности не являются в целом применимы ко всем RC структур, а это те ценности, которые вытекают из этих испытаний сокращение масштабов образцов. Общие тенденции в значениях, могут применяться в больших масштабах экземпляров, но больше данных, будут необходимы для обоснования.

Спокойное отношение-7 приведены спокойное отношение. Для изгиба образцов, спокойный соотношения для образцов с обычными бетона повышается до выхода и значительно сократился в некоторых случаях в последние loadset (после выхода), а спокойное отношение для образцов с SCC тенденцию к росту с увеличением loadset номер (повреждение уровне) даже после выхода. Физическое объяснение такого поведения не совсем ясно, но некоторые различия в ответе Е. ожидалось на основе различий в ГТК и традиционных конструкций смеси. Для сдвига образцов, однако, спокойное отношение, как правило, увеличивается до выхода и после снижения процентной ставки. Метод SCLT в результате чуть выше спокойной коэффициенты для каждого loadset чем CLT методом.

Из рис. 7, предельное значение для спокойного соотношение может быть определено как единство. Если спокойный коэффициент превышает 1,0, то это может служить показателем значительный ущерб. Этот критерий был единообразным для изгиба и сдвига образцов до выхода. Для пост-выход поведение, коэффициент нагрузки, как представляется, больше подходит.

Отдых коэффициент-Как упоминалось ранее, релаксации отношение похож на спокойное отношение. Он использует соотношение средней силы сигнала (а не совокупный сигнала) для устранения трудностей, связанных с различными продолжительность времени для погрузки и разгрузки фаз. На рисунке 8 показано соотношение релаксации. Для изгиба образцов, коэффициент релаксации и спокойного отношение как правило, увеличивается до выхода и для уменьшения или остаются неизменными в момент или после выхода. Это лишь общие тенденции, а некоторые разброс присутствует в результатах поиска. Релаксации соотношения для сдвига образцов не свидетельствуют о четкой тенденции. В общем, спокойной коэффициент, представленная более последовательной оценки результатов, чем отдых отношение.

CSS-коэффициент соотношения CSS связано коэффициент нагрузки. Оба основаны на наблюдении, что значительный ущерб, приведет к деятельности А. Е. увеличить за перегрузки фазы по сравнению с предыдущем этапе загрузки. Соотношение CSS была рассчитана для каждого loadset и только данные во время загрузки фаз были использованы. Результаты этого показатели деятельности приведены на рис. 9.

Соотношение CSS имеет тенденцию к увеличению числа loadset (повреждение уровня) до выхода, а во многих случаях уменьшается или после выхода. Это соотношение было не так устойчивы как отношение нагрузки или спокойное отношение. Кроме того, этот показатель, как представляется, некоторую зависимость от конкретного типа материала, особенно на изгиб образцов. CSS соотношения для SCC пучков были ниже, чем для обычных бетонных балок. Для изгиба образцов, наиболее разумным предельное значение, как представляется, 0,30 для обычных конкретных образцов и 0,25 для образцов ГТК. Для сдвига образцов, 0,35, как представляется, соответствующее значение предела. Эти значения не абсолют, а они показывают, что сдвиг образцов, как правило, имеют более высокие CSS отношения, чем на изгиб образцов.

Спокойное отношение и нагрузки коэффициент (критерий JSNDI 200011) - спокойное отношение и коэффициент нагрузки могут быть использованы отдельно для оценки. Использования каждого в отдельности может быть ограничительным, однако, поскольку трудно определить один критического значения, которая применяется во всех случаях. Хотя это можно определить одна конкретная мера, и связанные с предельной величины, которая может обеспечить неплохие результаты для ограниченного числа аналогичных образцов, те же меры и предельного значения может привести к менее удовлетворительные результаты для разнородных образцов. Было высказано предположение, что сочетание этих двух мер может обеспечить более эффективную оценку и спокойное отношение по сравнению с участка нагрузки соотношение такого сочетания.

Потому что спокойствие соотношение может существенно уменьшить в момент или после выхода, участок спокойной отношение от нагрузки соотношение часто классифицируются этом случае в промежуточной зоне повреждения. Таким образом, в период после выхода диапазоне, другие методы оценки, такие как коэффициент нагрузки один, может быть более подходящим. Результаты оценки соотношения спокойной и нагрузки коэффициент для всех образцов приведены на рис. 10. Соответствующего предельного значения для спокойного отношение, как представляется, 1,0 для изгиба и сдвига образцов. Соответствующего предельного значения для загрузки соотношение составляет 0,5 для изгиба образцов и 0,4 для сдвига образцов. Оценки результатов соответствуют практически для всех образцов. Спокойное отношение по сравнению с методом коэффициент нагрузки при условии более стабильной, чем результаты оценки как отношение нагрузки или спокойное отношение использоваться по отдельности.

ПОЛЯ предельных

Разницы между конечной емкости образца и нагрузки, при котором критерий не удалось могут быть рассчитаны по CLT и методы Е. оценки. Этот край называют конечной маржи потенциала, как показано

... (9)

где ЦСМ равна конечной маржи потенциала, выраженные в процентах, PEF равно нагрузки при выходе из строя из критериев оценки, а равно Pult экспериментально определяется конечной грузоподъемностью образца.

Сравнение конечных полей потенциала показано в таблице 5. Чтобы определить, ЦСМ значения для метода CLT, когда любой из этих трех критериев, были нарушены, это значение было использовано для ФКП. Эта информация подробно показано в таблицах 3 и 4. Для спокойной соотношение по сравнению с критерием коэффициент нагрузки, тяжелых зоне повреждения определяется как неспособность зоны для определения ФКП. Значение ФКВ для других методов АЭ определяется как описано выше. Как видно из таблицы, спокойное отношение по сравнению с критерием коэффициент нагрузки при условии относительно стабильные результаты и в целом сократился на 25 и 37%. Спокойное отношение только при условии также аналогичные результаты для этих образцов.

РЕЗЮМЕ И ВЫВОДЫ

Четырнадцать мелких RC образцы были протестированы для расследования CLT и методы Е. оценки. Два отказов (изгиб и сдвиг), две процедуры нагрузки (CLT и SCLT), а два конкретных видов материалов (обычного бетона и SCC) были включены в исследование. Для CLT и SCLT методы, методы оценки исследуемых постоянство, повторяемость, и отклонения от линейности. Для Е. метод, пять методов оценки (коэффициент нагрузки, спокойный отношение, отношение релаксации, CSS отношение, отношение спокойное отношение от нагрузки) были исследованы.

Чтобы включить значительное число образцов в ходе расследования, было необходимо использовать сокращение масштабов образцов. Таким образом, численные ограничения для различных мер, не может быть непосредственно применима к полномасштабной RC компонентов, и это следует иметь в виду при просмотре результатов. Напротив, общие тенденции в оценке методов, представляющих первостепенный интерес.

Резюме для каждого метода и критериев, касающихся

CLT методом

* Постоянство (

* Повторяемость (> 95% и

* Отклонение от линейности (

* Меры, которые используются с методом CLT было относительно устойчивым к воздействию загрузки шаблона (SCLT или CLT) и конкретный материал типа (обычные или самостоятельно консолидации).

Хотя постоянство и воспроизводимость были не чувствительны к ущербу, до выхода этой серии испытаний, следует отметить, что это не всегда было в случае результаты теста получила от реальных структур.

Е. Метод

* Загрузка отношение-Эта мера активности АЭ последовательно уменьшалась с увеличением loadsets (повышение уровня ущерба). Эта мера была более полезными, чем другие оценки после выхода ущерба, однако, разграничение между пре-и пост-повредить урожай не всегда было ясно;

* Спокойствие отношение-Эта мера была относительно стабильна и увеличивается с loadsets до выхода. Это было не очень хорошо подходит для пост-выход оценки, поскольку соотношение часто значительно снизилась после выхода;

* Отдых коэффициент-Эта мера при условии аналогичных результатов в спокойной соотношение изгиба образцов. Тем не менее, нет четкого тенденция была характерна для сдвига образцов. Спокойное отношение обеспечивал сравнительно более последовательные результаты;

* CSS-коэффициент Эта мера не была, как стабильность либо отношение нагрузки или спокойной отношение. Для изгиба образцов, эта мера, как представляется, пострадавших от конкретного типа материала;

* Спокойствие отношение и нагрузки коэффициент-Этот метод при условии последовательного результаты до выхода, но не подходят для оценки после выхода поведения (после выхода поведения, результаты иногда классифицируется как промежуточный ущерб из-за низкой спокойной отношения);

* Среди пять методов А.Е., спокойное отношение и отношение спокойной по сравнению с методами коэффициент нагрузки при условии более последовательные результаты, чем другие методы, и

* Некоторые Е. методов оценки были затронуты конкретные умеренно типа материала (обычные или самостоятельно консолидации) и схема нагрузки (CLT или SCLT).

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО фактических оценок В НЕДРАХ

CLT метод оценки на месте дает ряд очевидных преимуществ по сравнению с существующими 24-часовой LT методом. Наиболее важным преимуществом является то, что он позволяет на допрос структурных ответ на загрузку и, следовательно, обеспечивает улучшенное представление структурного поведения. Таким образом, представляется целесообразным продолжить на месте оценки с таким подходом. Если время и деньги позволяют, метод CLT лучше всего проводить в сочетании с 24-часовой LT метод так, что результаты могут быть сравнены и критерии оценки для обоих методов могут быть уточнены.

Для некоторых из изгиб образцов, критерии оценки CLT не преминул до выхода, но и для тех же образцах спокойное отношение от нагрузки соотношение (AE) критерий же дают представление о все больший ущерб до выхода. С другой стороны, отклонение от линейности критерий и не удалось до выхода во всех случаях для сдвига образцов. В целом, отклонение от линейности более стабильной, чем критерий оценки как постоянство и повторяемость.

Для проверки, так CLT и критерии оценки А.Е., необходимы дополнительные данные натурных лабораторных образцов и фактической структуры. Это насущная необходимость исследования. В связи с ограниченным количеством опубликованных данных для CLT и А. Е. методов натурных экспериментов и фактической структуры, кажется разумным, чтобы собирать данные Е. наряду с обычными данными, такие как отклонение, деформация и / или вращения при циклическом нагрузку. Это можно сделать с минимальными дополнительных расходов, поскольку ЦПТ А. Е. методы могут одни и те же картины нагрузки. Кроме того, упрощенная модель CLT загрузки представляется столь же действительным, так как картина загрузки CLT и требует значительно меньше времени. Если АЕ имеются данные, то рекомендуется делать акцент на спокойное отношение по сравнению с весовой метод оценки, однако было бы преждевременным исключать другие методы оценки Е. в это время.

А.Е. и CLT методы оценки, не рассматриваются как "или / или подходов. Эти дополнительные методы, которые предоставляют самые различные типы данных от аналогичной процедуры загрузки. Поэтому предлагается, что подход, который сочетает в себе две методики оценки могут быть более перспективными, чем один которая принимает в индивидуальном порядке. С учетом состояния нашей гражданской инфраструктуры и недавних стихийных бедствий, неудача, важно провести расследование и уточнить новые методы на месте оценки, например, А. Е. CLT методы, которые, кажется, весьма перспективны для более глубокого понимания поведения структурных .

Авторы

Авторы хотели бы поблагодарить А. Anatasopoulos за многие полезные знания и корпорации Физическая акустика. ACI бетона научно-исследовательского совета Выражаем признательность за финансовую поддержку исследований.

Ссылки

1. Длст Неразрушающий справочник: Том 6-акустической эмиссии тестирования, PO Мур, ред., Третье издание, Американского общества по неразрушающему контролю, Columbus, OH, 2005, 446 с.

2. Поллок, A., "Акустическая инспекционной выбросов", технический отчет: TR-103-96-12/89 Физическая акустика корпорации, 1989, 278 с.

3. ACI Комитет 437, "Сила оценка существующих бетонных зданий (ACI 437R-03)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2003, 28 с.

4. ACI комитета 318 "Строительство кодекса Требования Железобетона (ACI 318-05) и Комментарии (318R-05)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2005, 430 с.

5. ASTM E1316-06a, "Стандарт терминов по неразрушающему экзаменов", ASTM International, Запад Коншохокен, PA, 2006, 33 с.

6. Mettemeyer М., Нанни, A., "Руководящие принципы для быстрого тестирования нагрузки бетона конструкции," Центр инженерной инфраструктуры исследований, 1999, 45 с.

7. Casadei, P.; Parretti, R.; Хайнце, T.; и Нанни, A., "in-situ нагрузочное тестирование Паркинг Гараж железобетонных плит: Сравнение 24 ч и циклические нагрузки тестирования," Практика Периодические на несущей конструкции и Строительство, V. 10, № 1, ASCE, февраль 2005, с. 40-48.

8. Ридж А., Ziehl П., "Оценка Укрепление железобетонных балок: Циклические Test Load и акустические методы выбросов", ACI Структурные Journal, В. 103, № 6, ноябрь-декабрь 2006, с. 832-841.

9. Yuyama, S.; Окамото, T.; Shingeishi, M.; Оцу, M.; и Киши, T., "Предлагаемый стандарт для оценки структурной целостности железобетонных балок по акустической эмиссии", акустической эмиссии: Стандарты и технологии обновления , STP 1353, ASTM International, Запад Коншохокен, PA, 1999, с. 25-40.

10. Оцу, M.; Учида, M.; Окамото, T.; и Yuyama С., оценка ущерба, нанесенного железобетонных балок Квалифицированные по акустической эмиссии ", ACI Структурные Journal, В. 99, № 4, август 2002, с. 411-417.

11. JSNDI 2000, "Рекомендуемая практика для локального контроля бетонных конструкций на акустической эмиссии", NDIS 2421, Японского общества по неразрушающему контролю, 2000, стр. 6.

12. Поллок, A., "Акустическая распределений амплитуды выбросов," Международная Достижения в области неразрушающего контроля, т. 7, 1981, с. 215-239.

13. Оцу, М., Ватанабэ, H., "Количественные оценки повреждения бетона на акустической эмиссии," Строительство и строительные материалы, V. 15, 2001, с. 217-224.

14. Коломбо, S.; Главная И., Форд, М., "Оценка повреждения железобетонной балки Использование" B-значение "Анализ сигналов акустической эмиссии" Журнал материалы в области строительства, июнь 2003, с. 280 - 286.

15. Golaski, L.; Gebski, P.; Оно, К., "Диагностика железобетонных мостов на акустической эмиссии" Журнал акустической эмиссии, V. 20, 2002, с. 83-98.

16. Коломбо, S.; Форд, M.; Главная И., Shigeishi, М., "Предсказание Ultimate Гибка Пропускная способность балок из" Анализ Отдых Ratio 'АЭ сигналов, "Строительство и строительные материалы, V. 19 , 2005, с. 746-754.

17. Лю, З., "Оценка железобетонных балок Использование циклических испытаний нагрузки, акустическая эмиссия и акусто-Ультразвук", Кандидатская диссертация, Университет Южной Каролины, Колумбия, Южная Каролина, 2007, с. 31-89.

18. Фаулер, TJ, и Грей, Е., "Развитие акустических испытаний выбросов для FRP оборудование, Препринт 3538, Американское общество гражданских инженеров Конвенции и выставки, Boston, MA, апрель 1979, с. 1-22.

19. Yuyama, S.; Окамото, T.; и Nagataki, S., "Акустический оценки выбросов структурной целостности в Отремонтировано железобетонных балок," Материалы оценки, январь 1994, с. 86-90.

20. Лавджой, S., "Развитие акустической эмиссии Применимые процедуры тестирования на условно Железобетонные балки мостов палубе, подвергнутого Диагональ Напряженность крекинг", кандидатскую диссертацию, Oregon State University, Корваллис, OR, 2006, 49 с.

21. ACI Комитет 437 ", нагрузки Испытания железобетонных конструкций: Методы, масштабы, протоколов и критерии приемлемости (ACI 437.1R-07)," Американский институт бетона, Фармингтон, М., 2007, 39 с.

22. Физическая акустика корпорации, DISP Руководство пользователя, Rev 1, PAC части

Живей Лю работал в Берне и Ро и кандидат от Департамента гражданской и экологической инженерии, Университет Южной Каролины, Колумбия, Южная Каролина.

ACI Павел членов H. Ziehl является адъюнкт-профессор факультета гражданской и экологической инженерии, Университет Южной Каролины. Он является председателем комитета ACI 335, композитный и гибридных структур, а также является членом комитета ACI 437, Сила оценка существующих бетонных конструкций.