Таблица сопротивление бетона сжатию: Nothing found for Vidy Svojstva Raschetnoe Soprotivlenie Betona Szhatiyu 843%23I 2

» Показатели и методы тестирования расчетного сопротивления бетона

Строители знают, что прочностные характеристики бетонного раствора могут отличаться в пределах всех образцов, которые используются для тестирования смеси одной партии. Это связано с тем, что бетон является неоднородной массой. И как бы вы не старались хорошо его смешать, стопроцентной равномерности распределения компонентов добиться невозможно.

Поэтому вопрос, как рассчитать прочность бетонной смеси, встает в этой ситуации сам собой. Для этого обычно используют так называемые расчетные значения. И в данном конкретном случае это будет расчетное сопротивление бетона.

Характеристики

Неспециалист в области строительства может не понять, по какому принципу разделяются характеристики бетона (имеются в виду прочностные). То есть, что такое расчетные значения, а что такое нормативные.

Так вот, расчетные показатели должны быть ниже фактических, которые определяются прочностью готовой конструкции. А сами фактические показатели и являются нормативными. Взаимосвязь между двумя показателями прямая.

Нормативные показатели

До 1984 года качество бетона определялось одним единственным показателем (характеристикой) – это его прочность, которая обозначалась буквой «М». Данный показатель определял временную устойчивость бетонного раствора на сжатие. С 2001 года специалисты ввели новый норматив (СНиП 2.03.01), который вводил новое разделение бетона по классам. В основе этой классификации лежала прочность по осевому сжатию.

По сути, данная характеристика определялась сопротивлением бетона сжатию. Тестирование, как обычно, проводилось на эталонных кубах из бетонного раствора размерами 15×15х15 см. При этом точность проводимого теста доходила до 95%. То есть вероятность риска всего лишь 5%.

Обратите внимание, что в расчетах не используется средняя величина полученных результатов. Все дело в том, что в данном случае присутствует вероятность 50/50, что в опасном месте конструкции прочность бетона окажется ниже средней.

Нижнюю величину тестирования также брать не стоит. Это обязательно приведет к увеличению стоимости бетонных работ за счет использования бетона высокой марки и увеличения размеров самой конструкции. Поэтому прочность бетона сегодня определяется его классом. Кстати, обозначается класс буквой «В». Но не забывайте, что учитывается не только сопротивление бетона сжатию, но и устойчивость к растяжению. Чтобы не быть голословными, приведем таблицу взаимосвязи класса бетона и показателя устойчивости к растяжению.

Из таблицы видно, что чем выше класс материала, тем выше показатель устойчивости к растяжению.

Расчетные показатели

Выше уже говорилось о том, что для обеспечения надежности бетонной конструкции необходимо выполнить расчет, в который закладывается определенный запас прочности. Так вот, именно этот запас и является гарантией прочности. Чтобы его получить, необходимо удельное сопротивление бетонной смеси разделить на определенный коэффициент. Обычно этот коэффициент имеет показатель 1,3. Но при расчетах нередко учитывается однородность самого раствора. И чем она ниже, тем выше коэффициент.

Еще одна таблица соответствия класса материала расчетному сопротивлению бетона. Нет необходимости сегодня проводить расчеты. Все давно рассчитано и занесено в таблицы, которые находятся в свободном доступе.

Виды тестирования образцов

Начнем с того, что прочностные характеристики бетона определяются его классом и маркой. Но чем отличаются эти два термина друг от друга? Отличие одно – марка не учитывает колебания характеристики прочности по всему объему бетонного раствора в конструкции. Класс это учитывает.

Поэтому самым важным показателем является прочность при сжатии. А расчетное сопротивление бетона сжатию является его основным свойством.

Но тут нормативные характеристики определяются тестами, в которых используются опытные образцы в виде кубиков или призм. Об этом уже упоминалось выше.

Кубиковая прочность

Что показывают опыты? Оказывается, что использование опытных образцов разных размеров и форм дают разные показатели, которые сильно расходятся с номиналом.

К примеру, если прочность раствора, залитого в куб с размерами 150×150х150 мм (это так называемый базовый кубик), равна определенному показателю, обозначим его буквой «R», то при использовании куба с размерами 200×200х200 мм прочность материала падает на 7%. То есть становится равной 0,93R. Уменьшая размеры куба до 100×100х100 мм, получаем значение прочности – 1,1R.

Призменная прочность

Но самое главное то, что бетонные конструкции, используемые в строительстве, далеки от форм куба. Так что при определении прочностных характеристик лучше всего использовать тестирование с помощью призмы. Опыты показали, что призменная прочность ниже, чем кубиковая. Но она уменьшается и в том случае, если высота призмы увеличивается.

Специалисты говорят о том, что оптимальный вариант для определения расчетного сопротивления бетона – это использовать призму, в которой соотношение ее высоты к ребру основания равно 4. При этом нормативное сопротивление бетона стабилизируется, и если сравнивать его с кубиковым показателем по сжатию, то оно меньше приблизительно на 25%.

То есть получается так, что для опытных кубиков оптимальный размер 150×150х150 мм, а для призм соотношение высоты и ребра должно быть равно 4. Почему уменьшается показатель прочности с изменением размеров испытуемых образцов? Все дело в силе трения, которая действует по торцам образцов. И чем больше размеры, тем ниже сила трения.

Условия тестирования

Бетонный раствор заливается в подготовленные формы – куб или призма. При этом тестирование должно производиться при положительной температуре 18-20 C°. Затвердевшие изделия должны простоять 28 дней, в течение этого времени они приобретут заявленную марочную прочность.

После чего образцы устанавливают на пресс, где и производится осевое сжатие. Все показания записываются. Для расчетного сопротивления бетона на растяжение или сжатие берется максимальный показатель. После чего полученный результат умножается на коэффициент. Как уже было сказано выше, для прочности по сжатию берется коэффициент 1,3, по растяжению – 1,5.

Таким образом, получается расчетное сопротивление или нормативное.

Другие варианты испытаний

Есть еще два способа испытать бетон на прочность и устойчивость к сжатию и растяжению.

1. С помощью кернов.
2. С помощью специальных инструментов.

Первый из двух способов самый трудоемкий и сложный в исполнении. Для этого необходимо из уже готовой бетонной конструкции выбурить керн (конусовидный образец), который подвергается тем же испытаниям на прессе, что куб и призма. Используют его сегодня редко, потому что нарушение целостности конструкции, снижает ее прочность и надежность.

Тестирование с помощью инструментов

Второй вариант связан с использование специальных градуированных инструментов (к примеру, молоток Кашкарова). С их помощью напрямую определить прочность изделия невозможно. Для этого тестируется бетонная конструкция на основе ее других свойств, которые переводятся в прочностные показатели. Здесь несколько методов.

1. Метод пластической деформации.
2. Способ отскока.
3. Ударного импульса.
4. Скалывание с учетом отрыва куска от массы бетонного раствора.
5. Отрыв стальных дисков.
6. Ультразвук.

Метод деформации и отскока

К первому варианту, кстати, относится определение прочности молотком Кашкарова. Им ударяют по бетонной поверхности, где остается от стального шарика след (углубление). Размеры следа и переводят в прочностные характеристики. Для чего используется специальная таблица.

Во втором варианте используется склерометр Шмидта. При этом учитывается расстояние отскока рабочего органа инструмента от испытуемой поверхности.

Измерение импульса и скалывание

Третий вариант основан на измерении выделяемой энергии при ударе рабочего органа инструмента о бетонную поверхность конструкции. На сегодняшний день это самый распространенный вариант определения прочности бетона и его сопротивления, который используется в России. Чаще всего для этого применяется прибор ИПС.

Четвертый вариант основан на определении силы, прикладываемой к ребру конструкции. Максимальное ее значение при отрыве куска от массы и определяет сопротивление бетонной конструкции. Прилагать усилие можно не только к ребру. Можно в плоскость забить анкер и прилагать усилия к нему.

Применение стальных дисков и ультразвука

Пятый вариант. Для этого к поверхности изделия крепится стальной диск, который отрывается от него. При этом составляется соотношение площадей отрыва плоскости и самого диска. Скажем прямо, не самый эффективный способ.

Шестой – это использование ультразвука. Скорость прохождения его сквозь массу бетона определяет сопротивление последнего. Этот вариант дает возможность определить характеристики материала не только на поверхностных слоях, но и внутри по всей массе.

определение значений по таблицам, нормативные характеристики материала

Для обеспечения прочности и долговечности конструкций из бетона на стадии проектирования производятся расчёты, учитывающие основные характеристики материала. К ним относятся морозоустойчивость, водонепроницаемость, прочностные характеристики. Расчётное сопротивление бетона определяется в зависимости от нормативного сопротивления для этого класса материала.

Расчетные значения

Прочность является определяющей характеристикой бетона. От неё зависят эксплуатационные качества возводимых сооружений, их долговечность и надёжность. Проверка прочности производится в лабораторных условиях по образцам. При проверке прочности на сжатие проверяется марка бетона. Цифровое значение марки является пределом прочности на сжатие, выраженным в Мегапаскалях.

При проектировании бетонных сооружений производят расчёты по двум группам предельных состояний. Первая группа — это полная непригодность к эксплуатации, включая разрушение. Вторая группа — это непригодность, которая определяется появлением трещин и недопустимых деформаций.

В зависимости от группы предельных состояний выбираются коэффициенты надёжности, которые вводятся, чтобы снизить допустимые нагрузки на конструкцию.

Расчётные сопротивления бетона сжатию в таблицах 1 и 2 вычисляются путём деления величин нормативного сопротивления бетона на коэффициенты надёжности. В формулы для определения прочности вводят коэффициенты, зависящие от характера нагрузок, условий эксплуатации и учитывающие характер разрушений этого типа строений. Расчётные сопротивления бетона осевому сжатию Rb, Rb, ser и осевому растяжению Rbt, Rbt, ser приводятся в таблицах 1 и 2. Характеристики предельных состояний первой группы приводятся в таблице 2, а второй группы — в таблице 1.

Таблица 1.

Таблица 2.

Характеристики материала

Информация о характеристиках материала необходима при строительстве объектов. Недостаточная прочность может привести к образованию трещин и досрочному выходу сооружения из строя. Прочностные характеристики материала определяются в испытаниях по образцам в лабораторных условиях. Способы исследования бывают разрушающие и неразрушающие.

Для разрушения используются образцы, изготовленные из пробы испытуемой бетонной смеси или полученные бурением поверхности бетонной конструкции. Образцы сжимаются прессом. Нагрузка увеличивается постепенно до того момента, пока образец полностью не разрушится. По величине критической нагрузки и рассчитываются значения прочности материала. Для этого величину нагрузки делят на площадь поперечного сечения испытуемого объекта и умножают на масштабный коэффициент.

Неразрушающие методы проводятся прямо на бетонной поверхности, для них не требуются образцы. Исследование проводится следующими методами:

1. частичное разрушение;
2. ударный метод;
3. ультразвуковое исследование.

Это способы местного воздействия, не наносящие большого вреда бетонной конструкции. Но они имеют меньшую точность, чем разрушающие методики. При сдаче здания в эксплуатацию обязательным является исследование методом разрушения проб.

Факторы прочности

Скорость химических процессов, протекающих в водных растворах, оказывает большое влияние на характеристики бетона. Причинами, способствующими увеличению прочности, можно считать следующие:

1. Главным фактором является активность цемента. Чем он активнее, тем прочнее получится материал. Точным считается метод определения активности в лабораторных условиях. Существуют различные экспресс-технологии, способные дать ответ на вопрос о возможности использования материала. Для частного и неответственного строительства можно составить представление о качестве цемента путём осмотра. Хороший материал должен быть серо-зеленоватого цвета и хорошо сыпаться. Если присутствуют небольшие комки, то их легко раздавить пальцами. Если же есть большие твёрдые комья, то можно сделать вывод, что цемент потерял активность и не может быть использован в строительстве.
2. Большое значение имеет также процентное соотношение цемента в растворе. Чем выше процент цемента, тем лучше будут прочностные характеристики бетона. Очень важным является соотношение воды и цемента в смеси. Бетон способен связывать только 15−20% воды, входящей в его состав. Это значительно меньше, чем количество воды, присутствующее в растворе. Из-за этого образуются поры, и прочность материала уменьшается.
3. Применение в качестве наполнителей крупнофракционного материала хорошо сказывается на свойствах бетона.
4. Время застывания тоже играет важную роль. Стопроцентные показатели предела прочности бетон приобретает только через 28 суток. Испытания бетонных образцов проводятся на третьи сутки, когда материал достигает 30% от своих максимальных прочностных характеристик.
5. Условия внешней среды тоже влияют на процесс отвердевания бетона. Наилучшие условия отвердевания создаются при температуре 15−20 °C и высокой влажности. Увеличение прочности продолжается до тех пор, пока материал полностью не высохнет или не замёрзнет.

Долговечность и надёжность конструкций из бетона во многом зависит от качества проектирования. Необходимо учитывать все характеристики материалов, подбирать наиболее пригодные в существующих условиях и учитывать особенности работы материалов с разными видами нагрузок.

Материал хорошо работает на сжатие, а расчётное сопротивление растяжению у бетона на порядок хуже. Поэтому нужно избегать внецентренных нагрузок и изгибающих моментов.

Расчетное сопротивление бетона: осевому сжатию, растяжению

Конструкции из бетона возводятся с учетом того, что они смогут выдерживать большие нагрузки и не разрушаться. В проектной документации указываются все качества материала, включая сопротивление бетона сжатию, а также степень прочности, надежности, плотности и длительность службы бетонного изделия.

Бетон — это неоднородный материал, поэтому в каких-то местах он может быть менее прочным и не выдерживать возлагаемые на него нагрузки. Рассчитать его прочность необходимо для того, чтобы определить, какие значения имеет материал в норме.

Что такое расчетное сопротивление

Способность изделия противостоять различным механическим нагрузкам показывает расчетное сопротивление бетона.

Значения, которые получаются при расчете, обозначают аббревиатурой RB и RBT, они необходимы для разработки проектов для различных коммерческих и промышленных объектов. Это значение получается из показателей по норме противодействия нагрузкам указанной марки бетона посредством деления на табличный коэффициент γbi.

Узнать точное расчетное сопротивление бетона сжатию можно с помощью таблицы, которая содержит цифры математических расчетов, использующихся для строительства различных объектов.

Этот коэффициент может быть выражен в таких цифрах:

• 1,3 — для наибольших показателей по несущей способности;
• 1 — для наибольших величин по эксплуатационной пригодности.

Надежность бетона при физическом растяжении γbt выражается в таких коэффициентах:

• 1,5 — для наибольших показателей несущей способности бетона при установлении его класса на степень сжатия;
• 1,3 — для наибольших показателей несущей способности на степень растяжения по оси;
• 1 — для наибольших показателей по эксплуатационной способности.

Для того чтобы узнать точное расчетное сопротивление бетона осевому сжатию, следует определить его класс.

Из табличных данных следует взять показатели по норме и рассчитать по формуле Rb=Rbn/γb, где:

• Rb — расчетные цифры сжатия по оси;
• Rbn — множитель по норме;
• γb — табличный коэффициент.

Сопротивление бетонных изделий осевому растяжению считается по формуле Rbt=Rbtn/γbt, где:

• Rbt — расчетные цифры на растяжение по оси;
• Rbtn — множитель по норме;
• γbt — табличный коэффициент.

В зависимости от факторов, которые будут влиять на эксплуатационные способности бетонных изделий, могут применяться и другие коэффициенты γbi:

• 1 — для кратковременных нагрузок;
• 0,9 — для нагрузок, которые действуют длительное время;
• 0,9 — для изделий, которые заливаются вертикально;
• коэффициенты, которые указывают природные условия, назначение бетонного изделия и площадь сечения, в проекте прописываются отдельно.

Нормативное сопротивление

Ранее качеством бетона, отражавшим его противодействие различным видам нагрузок, была марка М. Затем ввели другое свойство, которое получило название класса прочности В. Определить свойства бетонных элементов и ЖБК можно по нормативам, указанным в СП.

Для того чтобы узнать, к какому классу принадлежит бетон, его подвергают испытаниям:

1. Раствор заливают в кубическую емкость высотой 15 см.
2. Затем его уплотняют и оставляют на 28 суток до окончательного затвердения. Температура должна быть +18…+20ºС.
3. После этого бетон испытывают путем разрушения под прессом.

Сопротивление изделий из бетона нагрузке по оси (Мпа) — это и есть свойство материала, определяющее данную характеристику. В некоторых случаях, для того чтобы узнать класс раствора, берут образец из призмы высотой 60 см.

Также образец проверяют на растяжение по оси. Это необходимо сделать при расчете сопротивления БК.

Таблицы содержат классы бетона и их значения по норме, поэтому испытания проводить не нужно.

В таблице представлены значения бетона растяжению. Они необходимы при составлении проектной документации.

Показатели могут изменяться в зависимости от различных условий, которые определяются коэффициентами.

Таблица показывает, что расчетные сопротивления бетона растяжению и сжатию меньше констант по норме, т. к. они учитывают и другие факторы, такие как:

• тип воздействия на сооружение;
• расположение центра тяжести объекта;
• неоднородность материала.

Определяя противодействие материала нагрузкам, следует учитывать степень его возможной деформации. Для этого берут первоначальное значение этого показателя и делят на коэффициент, который состоит из степени ползучести, возможной деформации изделия в поперечнике и деформации при температурном колебании (-40…+50ºС).

Понятия прочности и класса

До появления европейских стандартов прочность определялась только по марке, и она показывала среднюю цифру сопротивления на сжатие. Новые стандарты предусматривают определение классов по прочности на степень сжатия и растяжения.

Класс — это способность осевого сопротивления 1 м³ бетона по СП. Неравномерное распределение по всему объему изделия прочности бетона не дает возможности использовать среднеарифметические значения, т. к. на отдельном участке данный показатель может быть больше или меньше.

Класс — это один из главных показателей, который определяет срок службы БК. Определяя класс, учитывается как сжатие элемента по оси, так и растяжение бетона, показатели, которые рассчитываются, учитывая запас прочности посредством его сопротивления в удельных единицах измерения.

По формуле рассчитывается возможность сопротивления конструкций из бетона сжатию: R=Rn/g, где g — коэффициент степени прочности, который принимается за 1 при условии, что структура раствора является однородной.

Для расчетов берут и дополнительные данные, такие как:

1. Удельное электросопротивление раствора.
2. Влагостойкость. С помощью этих показателей определяется наибольшее давление жидких субстанций, которые способны выдержать ЖБК.
3. Воздухопроницаемость. Она имеет отношение к прочности, и ее постоянное значение колеблется от 3 до 130 с/см³.
4. Морозоустойчивость. Обозначается латинской буквой F, а цифры от 50 до 1000 указывают число замораживаний и размораживаний.
5. Теплопроводность. Чем больший объем воздуха содержит изделие, тем меньше его плотность и теплопроводные характеристики.

Трещины по вертикали в тестируемых изделиях из призмы возникают под действием силы тяжести поперечных нагрузок. Прочностные качества бетона увеличиваются при его стягивании металлическими обручами.

Но в период эксплуатации изделия на нем появятся трещины, и оно разрушится. Такая отсрочка разрушения имеет название «эффект обоймы». Стальной обруч, который сжимает конструкцию, можно заменить металлической арматурой различных видов (сетка, спираль, прутья).

Она укладывается в раствор горизонтально:

1. Марка указывает среднюю степень прочности куба раствора RB и выражается в кг/см².
2. Класс указывает на прочность куба раствора с точностью до 0,95 и выражается в Мпа. Неоднородность его прочности варьируется от Rmin до Rmax.

Бетон класса В20 относится к виду «тяжелых» и используется в различных областях строительства, т. к. имеет высокую степень прочности, обеспечивая длительный срок эксплуатации различных промышленных и жилых объектов. Благодаря его прочности конструкции имеют высокую степень сопротивления сдвигам и нагрузкам на изгиб. Такие изделия смогут выдерживать наибольшие нагрузки.

Прочность бетона класса В25 составляет 327 кгс/см², поэтому он предназначен для заливки фундамента, изготовления плит, балок и других монолитных изделий.

Предварительно напряженные железобетонные конструкции

Это ЖБК, которые нагружены искусственно сформированными напряжениями внутри конструкций и направлены назад существующим нагрузками, возникающими в процессе их эксплуатации. Такие напряжения возникают после того, как внутрь конструкции была установлена арматура.

Делается это таким образом:

1. Заливая раствор в емкости, оставляют пустоты, в которые затем укладывают арматуру. Конструкция набирает прочности после того, как арматура натягивается и закрепляется по всем бокам изделия. При этом бетон сжимается. Натяжение обозначается буквой «P».
2. Перед тем как залить раствор, натягивают арматуру, т.е. создают натяжение на упоры, а после того, как смесь затвердеет, ее отпускают, в результате чего создается напряжение сжатия.

Кроме этого, предварительное напряжение можно создать путем заливки специального цемента марки НЦ, который после отвердения увеличивается в объеме, растягивая и арматуру.

Сопротивление можно определить в зависимости то того, какие на него действую силы тяжести.

Они бывают:

• сжимающими;
• поперечными;
• изгибающими.

Для изделий, которые сжимаются и растягиваются вне центра, а также находятся под изгибом, показатель определяется для сечений, расположенных перпендикулярно их вертикальной оси.

Для прямоугольных, квадратных или тавровых сечений конструкций используются формулы, по которым рассчитывается предельная нагрузка каждой детали. Для других типов сечений применяются различные виды диаграмм.

Расчетное сопротивление изделий из бетона поможет выбрать его класс и марку для разработки проектной документации будущего объекта. Данные цифры показывают параметры объекта в геометрической проекции, условия его эксплуатации и типы возможных деформаций.

Кроме этого, применяются коэффициенты степени надежности материала, виды используемой арматуры и прочие параметры, которые могут повлиять на итоговую прочность конструкции, где использовался литой бетон.

Расчетное сопротивление бетона: нормы, как определить

Наряду с плотностью, морозоустойчивостью и водонепроницаемостью важную роль в характеристике бетонной конструкции имеет расчетное сопротивление бетона. Необходимость определения этого расчетного коэффициента обусловлена неоднородностью стройматериала и различными свойствами каждого участка. Показатель характеризует способность материала выдерживать высокие механические нагрузки сжатия или растяжения без повреждения структуры поверхности.

Что собой представляет?

Стоимость материала непосредственно зависит от класса бетона, поэтому чтобы сэкономить, не рекомендуется делать большой запас по прочности.

Несколько образцов бетонной смеси из одинакового сырья могут иметь различные качественные характеристики. Поэтому для отображения более точной картины качества стройматериалов определяется расчетное сопротивление. Это необходимо, чтобы уменьшить риск повреждения бетонного объекта. На показатель влияет класс бетона, расчетная величина ниже нормы. При проведении расчетов рационально учитывать коэффициент условий работы, зависящий от таких факторов:

• продолжительность воздействия нагрузки;
• статичность нагрузки;
• характер, условия и стадия эксплуатации конструкции;
• метод производства;
• величина сечения.

Расчетное сопротивление бетона для предельных состояний на сжатие и растяжение.

Нормы показателя

До 2001 года прочностные свойства бетона характеризовались по его марке. В соответствии с этой характеристикой определена и норма сопротивления, сведенная в таблицу. Проектная документация имеет сведения о нормативном значении, характерном классу бетона. Этот показатель вычисляется по устойчивости осевому сжатию образцов материала. Для исследования изготавливают кубы с длиной ребра 15 см. Нормативное сопротивление характеризуется двумя значениями, когда образцы с максимальной прочностью подвергаются осевому сжатию или растяжению до начала разрушающих процессов. Второй показатель чаще всего не измеряют, а используется таблица соответствия коэффициента классу стройматериала:

​​​​​​Как определить?

Для испытания материала разрушающим методом необходимо подготовить пробные образцы.

Нормативное сопротивление является базовым, на основании которого, в зависимости от однородности исследуемых образцов, вычисляют прочностные характеристики. Проверка осуществляется разрушающими или неразрушающими методами. Во втором случае используются специальные приборы, предназначенные для этого. Если имеются подготовленные образцы, исследование проводится в лабораторных условиях. Значение нормы делится на коэффициент, характеризующий качество стройматериала. Как правило, он составляет 1,3, но с уменьшением однородности увеличивается его величина. Чаще всего эти расчеты не проводятся, а опытные специалисты пользуются данными СНиП 2.06.08—87.

Посмотреть «СНиП 2.06.08-87» или cкачать в PDF (2 MB)

Как регулируется?

Для увеличения устойчивости искусственного камня растяжению применяется армирование, поэтому берутся ко вниманию расчетные сопротивления арматуры и предел текучести металла.

Так как величина расчетного сопротивления бетона напрямую зависит от однородности состава, то в первую очередь рекомендуется использовать высокопродуктивные бетономешалки. Кроме этого, широко пользуются популярностью специальные вещества, способствующие повышению прочности и улучшению других качественных характеристик материала. При длительной транспортировке смеси или заливке больших объектов рекомендуется использовать добавки, способствующие замедлению затвердения бетона. Это позволяет сделать бетонную конструкцию более однородной, а соответственно увеличит ее расчетное сопротивление.

Расчетное сопротивление бетона сжатию — марка и класс на сжатие. | Пенообразователь Rospena

Структура тяжелого бетона испытуемого образца

Расчетное сопротивление бетона сжатию – одна из ключевых характеристик, которые необходимо учитывать при проектировании какой-либо конструкции из данного материала, и в начале любого строительства. При этом, нужно обращать на нее внимание не только профессионалам, но и обычным мастерам-подсобникам, решившимся на возведение дома своими руками.

Определения

Прочность – основное качество, которое точно описывает его несущую способность. Определяется она пределом на сжатие – это наивысший предел нагрузки, при котором наступают разрушения образца. И это основной показатель, который и учитывают при его использовании.

Расчетное сопротивление  – это показатель стойкости материала нагружающим воздействиям. Используется он при проектировочных расчетах, и неотъемлемо связан с нормативными показателями сопротивления сжатию.

До 2000−х годов ориентировались только на марки материала, которые и принимали как расчетный показатель, но по новым техническим документам, каждой марке присвоен новый критерий соответствия образца сжимающим нагрузкам.

Он выявлен в лабораторных условиях, узаконен специалистами и отражен в СП 52−101−2003. Согласно этому техническому документу, нормативное сопротивление материала осевому сжатию – это и есть класс на сжатие, заданный с 95%-ой обеспеченностью. Условие означает, что оно выполняется в 95% тестируемых случаев, и только в 5% может отклоняться от установленных показателей.

Но даже такой процент доказывает, что пользоваться при проектировании средними расчетными показателями неоправданно рискованно. А при выборе наименьшего значения, увеличится сечение конструкции или изделия, что в свою очередь отразится на перерасходе денежных и энергоресурсов.

Согласно СП 52−101−2003, нормативные значения сопротивления представлены на фото ниже.

Нормативные и расчетные значения сопротивления

Есть еще такое определение, как предел прочности на растяжение. По своей природе, данный материал в разы хуже выдерживает растягивающие нагрузки. Поэтому его и армируют в ЖБИ, стяжках пола большой толщины, фундаментах и прочее.

При расчетах используют в приоритете показатель при сжатии. В принципе, любое изделие или конструкция, испытывают большие нагрузки именно от сжимающих статических или динамических воздействий. Но сопротивление к изгибающим воздействиям учитывают при проектировании. В таких случаях, просто пользуются таблицей соответствия классов.

Таблица 6.7 из СП 63.13330.2012″СНиП 52-01-2003, в которой указаны марки сопротивление к сжатию, растяжению.

ВидБетонНормативные сопротивления МПа, и расчетные сопротивления для предельных состояний второй группы и МПа, при классе материалапо прочности на сжатиеВ1,5В2В2,5В3,5В5В7,5В10В12,5В15В20В25В30В35В40В45В50В55В60В70В80В90В100Сжатие осевое растяжениеТяжелый, мелкозернистый и напрягающий———2,73,55,57,59,5111518,52225,529323639,54350576471Легкий——1,92,73,55,57,59,5111518,52225,529————————Ячеистый1,41,92,43,34,66,99,010,511,5—————————————Растяжение осевоеТяжелый, мелкозернистый и напрягающий———0,390,550,700,851,001,101,351,551,751,952,102,252,452,602,753,003,303,603,80Легкий——0,290,390,550,700,851,001,101,351,551,751,952,10————————Ячеистый0,220,260,310,410,550,630,891,001,05————————————

От прочности в срезе при скалывании, зависит устойчивость к сжатию от корреляционных показателей.

Примечание. Сопротивление сжатию В25 наиболее часто встречающийся показатель при проектировании материала.

Осевое сжатие. Расчеты и значения

При расчетах нужно учитывать, что класс (В) напрямую зависит от его средней прочности R, МПа. Соответственно, используется следующая формула:

В= R (1−tV), где, t – класс обеспеченности, заложенный при проектировании, в основном берут значение 0,95, соответственно t=1,64; V – коэффициент вариации прочности. 1 – постоянная.

Если в расчетах использовался нормативный коэффициент V = 13,5% (0,135), то средняя прочность равна R = В/0,778.

Другое дело, когда рассчитываются всевозможные железобетонные конструкции. Особо тщательно просчитывается граничная высота оговариваемой зоны. Она выражает такую высоту, при которой перед разрушением напряжения в сжатом материале и растянутой арматуре, достигают своих максимальных значений одновременно. Только при таком условии можно считать сечение нормально армированным.

Согласно СНиП 2.03.01 – 84, высота зоны формула:

Формула высоты сжатой зоны

При этом относительная высота этой зоны (таблица), используется для определенного изделия своя. Их можно найти в нормативных документах, и применять данные при расчетах. В принципе, представленная информация вкратце разъяснила, что представляет собой зона сжатия и сопротивление осевому сжатию.

Методы определения прочности по контрольным образцам бетона

Разобравшись с тем, что такое сопротивление материала на сжатие, рассмотрим основные методы определения данного показателя.

Испытание бетона разрушающим способом

Проверка на сжатие проводится, как правило, в аккредитованных строительных лабораториях на поверенном оборудовании. Главное, что для него понадобится −  пресс.

Также будут необходимы точные лабораторные весы, штангенциркуль и испытуемые образцы. Последние готовятся заранее из нужной партии. Форма стандартная – куб со сторонами 10 см. Согласно техническим документам, используют от 3 до 5 штук образцов для одной партии.

Совет. Изначально их нужно подготовить, отчищая от загрязнения и взвешивают для определения соответствия плотности, веса и проектной марки материала. Если эти значения в норме, то на 95% можете быть уверены в должном уровне устойчивости.

Абсолютно ровными гранями образец устанавливается на пресс, включается и начинается проверка. Максимальная нагрузка, при которой началось разрушение образца – это и есть предельное сжатие.

Среднее значение устанавливается по результатам контроля всех отобранных образцов. По конечной цифре определяется, соответствует или нет фактическая прочность нормативным и проектным значениям. После чего она заносится в журнал.

Галерея: процесс испытания разрушающим методом с помощью пресса.

Контроль неразрушающими методами

Предыдущий метод обязателен на любом строительном производстве и на любом этапе строительства.

Он считается наиболее достоверным:

• На результаты протоколов, лабораторных разрушающих исследовании, опираются конструкторы и архитекторы при возведении зданий и изготовлении железобетонных изделий.
• Когда же нет возможности определить прочность образцов разрушающим методом, или же требуется через определенное время повторный анализ характеристик, используют специальные устройства.
• Они необходимы для того, чтобы протестировать материал на сжатие непосредственно на месте. Одним легким нажатием они определяют числовое значение и при желании другие необходимые характеристики, касающиеся однородности и уплотнения тела материала.
• Существует масса подобного оборудования, но наиболее распространённый в строительных кругах – прибор ИПС − МГ различной модификации. Он прост в использовании, точен и цена на него вполне доступна.

Фото автоматизированного аппарата.

Преимущественно его используют на строительной площадке. Этот электронный измеритель позволяет в короткие сроки определить показатели плотности, прочности и упруго−пластические свойства методом ударного импульса. Этот способ хоть и не является приоритетным, но все же, предусмотрен ГОСТ 22690.

Совет. Обязательно перед «простреливанием» бетона необходимо выбрать или подготовить поверхность. Она должна быть ровной без шероховатостей, вмятин, пустот, трещин и прочих дефектов площадью не меньше 100 см2. При необходимости нужно зашкурить поверхность.

Количество участков должно приниматься по программе испытаний, но их должно быть не менее трех. Обычно для объемной железобетонной конструкции берут среднее значение 15 проб.

Это количество зависит от площади, так как точки контроля должны находиться на расстоянии друг от друга 15 мм и от края не менее 50 мм. Идеальные места – между гранулами щебня и крупными раковинами в бетонном теле.

Чтобы провести тестирование конструкции, необходимо:

• включить прибор, при этом он сразу будет в режиме испытания;
• ввести данные об испытываемом материале;
• взвести рычаг на «пистолете»;
• плотно прижать перпендикулярно к тестируемой поверхности и отпустить рычаг;
• на табло появится результат, он запоминается с последующими испытаниями;
• после 15 проб выводится автоматически среднее значение, если количество «прострелов» меньше, то можно заранее просмотреть средний результат.

Чем хорош такой прибор – все данные на нем могут сохраняться на компьютере и архивироваться. В любой момент можно просмотреть предыдущие испытания на компьютере и составить протокол.

Другие характеристики бетона

Прочность на сжатие – это не самостоятельная характеристика. Она, как и прочие, зависима от многих обстоятельств и других свойств материала.

От чего зависит прочностной показатель бетона

Основные факторы:

• качество компонентов, а именно, активность и прочность цемента, чистота и правильность выбора модуля крупности заполнителя, химический состав воды, верность подбора пластифицирующих добавок;

Компоненты тяжелого бетона

• оптимальный подбор состава, отвечающий главному девизу технологов ЖБИ: «максимальное качество при минимальной себестоимости»;
• теловлажностный режим обработки изделий;
• верность проведения испытаний образцов в лаборатории;
• правильный алгоритм снятия с напряжения ЖБИ;
• последующая выдержка изделий при определенных условиях.

Трещины – признак низкокачественного бетона

Если при измерении прочности, марка на сжатие по факту оказалась намного ниже нормативной, обязательно пересмотрите качество изделия по вышеперечисленным пунктам, чтобы выявить причину брака.

Какие показатели нужно предусмотреть вместе с расчетной прочностью бетона

Прочность – основной, но далеко не единственный показатель качества материала, на который нужно опираться при его проектировании.

Также необходимо учитывать следующие значения:

• Морозостойкость и водопроницаемость – от них напрямую зависит насколько долговечным будет бетонное изделие или конструкция. Чем выше марка по морозостойкости и водопроницаемости, тем лучше. Узнать ее соответствие определенным маркам по прочности, можно из технических документов, или из таблицы ниже.

Таблица соответствий марок, классов по прочности, маркам морозоустойчивости и водонепроницаемости бетона

• Теплопроводность и воздухопроницаемость напрямую влияют на то, насколько теплым и комфортным будет будущее строение. Поэтому их тоже нужно учитывать. Причём, чем больше значение, тем холоднее материал.

Теплопроводность и паропроницаемость разных марок бетона

• Удельное электрическое сопротивление необходимо при дополнительном прогреве бетонной смеси. Чем выше будет показатель, тем лучше будет прогреваться смесь.

В статье мы рассмотрели такую характеристику, как расчетное сопротивление материала сжатию, и сопутствующие свойства, на нее влияющие. Это ключевая характеристика, на которую нужно опираться в строительных расчетах. Воспользоваться ей помогут технические документы, в которых прописаны все формулы и значения необходимых данных.

Объемный вес бетона расчетное сопротивление модуль упругости

Объемный вес бетона и железобетона (в кг/м2)

Объемный вес легкого бетона на керамзите или шлаках составляет (ориентировочно) 1500 —1800 кг/м3, а легкого железобетона на пемзе или туфе — 1100—1500 кг/м3.

При проценте армирования более 3,0 объемный вес железобетона должен быть подсчитан как сумма весов бетона и арматуры на единицу объема конструкции.

Бетон м200 характеристики: нормативные сопротивления (пределы прочности) бетона должны приниматься по табл. 1.

Таблица 1.

Нормативные сопротивления бетона (в кг/см2)

Величина R^Н_ср в СН и П не приведена и в таблице указана ориентировочно.

2. Нормативные сопротивления растяжению бетонов на глиноземистом цементе принимаются с коэффициентом 0,7.

Коэффициенты однородности бетона kб должны приниматься по табл. 2

Таблица 2. Коэффициенты однородности бетона kб

1. Значения коэффициентов однородности, указанные в строке А, принимаются для бетонов, приготовляемых на бетонных заводах или бетонных узлах, оборудованных механизмами для автоматического дозирования составляющих бетона (вяжущего, фракций заполнителя, воды и добавок) при систематическом контроле прочности и однородности бетона при сжатии.

В остальных случаях значения коэффициеита однородности бетона принимаются по строке Б.

2. При установлении марок бетона пос растяжению и систематическом контроле прочности и однородности бетона при растяжении величины коэффициентов однородности бетона при растяжении, приведенные в табл. 2, повышаются на 10%.

Нормативные модули упругости бетона при сжатии E^Н_δ должны приниматься по табл. 3.

Модуль сдвига для бетона может быть принят

G^Н_δ= 0,425 E^Н_δ

Таблица 3. Нормативные модули упругости бетона при сжатии E^Н_δ (в кг/см2)

1. Нормативные модули упругости для легких бетонов даны для бетонов на котельных и металлургических шлаках и на керамзите. Модули упругости для легких бетонов на пемзе, туфе и т. п. принимаются по специальным техническим условиям или экспериментальным данным.

2. Нормативные модули упругости для легких бетонов марок 100 и 150 при изготовлении их на кварцевом песке принимаются по табл. 27 с повышением на 40%.

Коэффициент поперечногорасширения бетона может быть принят

в упругой стадии работы γ = 1/6

в стадии разрушения γ = 0

Расчетное сопротивление бетона по СП 63.13330

Расчетное сопротивление тяжелого, мелкозернистого и напрягающегося бетона на осевое сжатие приведено в СП 63.13330.2018 Бетонные и железобетонные конструкции. Основные положения. Актуализированная редакция СНиП 52-01-2003. Данный СП действующий и обязательных к применению (см. пост.985)

Согласно таблицы 6.8 п.6.1.11 СП 63.13330.2018 расчетное сопротивление тяжелого, мелкозернистого и напрягающегося бетона на осевое сжатие (призменная прочность), Rb, равна:

Согласно п. 6.1.12 СП 63.13330.2018 в необходимых случаях расчетные значения прочностных характеристик бетона умножают на следующие коэффициенты условий работы , учитывающие особенности работы бетона в конструкции (характер нагрузки, условия окружающей среды и т.д.):

а) Y_b1 — для бетонных и железобетонных конструкций, вводимый к расчетным значениям сопротивлений R_b  и R_bt  и учитывающий влияние длительности действия статической нагрузки:

• Y_b1 =1,0 — при действии всех нагрузок, включая кратковременные нагрузки;
• 
  
  Y_b1 =0,9  (для ячеистых и поризованных бетонов  Y_b1=0,85) — при действии только постоянных и длительных нагрузок;

б) Y_b2 =0,9 — для бетонных конструкций, вводимых к расчетным значениям сопротивления R_b и учитывающий характер разрушения конструкций

в) Y_b3 =0,85 — для бетонных и железобетонных конструкций, бетонируемых в вертикальном положении при высоте слоя бетонирования свыше 1,5 м, вводимый к расчетному значению сопротивления бетона

Узнать значение модуля упругости бетона

Прочность бетонных кубов на сжатие

Общая прочность конструкции, такая как сопротивление изгибу и истиранию, напрямую зависит от прочности бетона на сжатие.

Согласно Википедии, Прочность бетона на сжатие определяется как характеристическая прочность бетонных кубов размером 150 мм, испытанных в течение 28 дней.

Почему мы проводим тестирование через 7, 14 и 28 дней?

Бетон представляет собой макрокомпонент с песком, цементом и крупнозернистым заполнителем в качестве микрокомпонентов (соотношение смеси) и со временем приобретает 100% прочность в затвердевшем состоянии.

Взгляните на приведенную ниже таблицу.

Прочность бетона сверхурочно

Как видите, бетон быстро набирает прочность до 7 и 14 дней. Затем постепенно увеличивается оттуда. Поэтому мы не можем предсказать прочность, пока бетон не придет в это стабильное состояние.

Как только он достигнет определенной силы через 7 дней, тогда мы знаем (согласно таблице) только 9% силы увеличится. Поэтому на объектах мы обычно тестируем бетон с этим интервалом. Если бетон выйдет из строя через 14 дней, мы откажемся от замеса.

Таблица прочности на сжатие бетона через 7 и 28 дней

Лабораторные испытания бетона на прочность при сжатии

Объектив

Найти значение прочности бетонных кубов на сжатие.

Необходимое оборудование и аппаратура

• Форма для куба 150 мм (с маркировкой IS)

• Электронные весы

• Лист G.I (для изготовления бетона)

• Вибрирующая игла и другие инструменты

• Машина для испытания на сжатие

Процедура

Отливка куба

• Измерьте сухую пропорцию ингредиентов (цемент, песок и крупный заполнитель) в соответствии с проектными требованиями.Ингредиентов должно хватить для отливки тестовых кубиков

• Тщательно перемешайте сухие ингредиенты для получения однородной смеси

• Добавьте расчетное количество воды к сухой пропорции (водоцементное соотношение) и хорошо перемешайте для получения однородной текстуры

• Залить бетон в форму с помощью вибратора для тщательного уплотнения

• Обработайте верхнюю часть бетона шпателем и хорошо постукивайте, пока цементный раствор не достигнет вершины кубиков.

Лечение

• Через некоторое время форму следует накрыть красным мешком и поставить в покое на 24 часа при температуре 27 ° C ± 2

• Через 24 часа выньте образец из формы.

• Держите образец погруженным в пресную воду при температуре 27 ° C. Образец следует хранить 7 или 28 дней. Каждые 7 дней воду следует обновлять.

• Образец следует вынуть из воды за 30 минут до испытания.

• Перед проведением испытаний образец должен быть в сухом состоянии.

• Вес куба не должен быть меньше 8,1 кг

Тестирование

• Теперь поместите бетонные кубики в испытательную машину. (централизованно)

• Кубики должны быть правильно размещены на плите машины (проверьте отметки кружков на машине). Тщательно совместите образец со сферической пластиной.

• Нагрузка будет приложена к образцу в осевом направлении.

• Теперь медленно прилагайте нагрузку со скоростью 140 кг / см ² в минуту, пока куб не рухнет.

• Максимальная нагрузка, при которой образец разрушается, принимается за сжимающую нагрузку.

Расчет

Прочность бетона на сжатие = максимальная сжимающая нагрузка / площадь поперечного сечения

Площадь поперечного сечения = 150 мм X 150 мм = 22500 мм2 или 225 см ²

Предположим, что сжимающая нагрузка составляет 450 кН,

Прочность на сжатие = (450000 Н / 225) / 9.81 = 204 кг / см ²

Примечание — 1 кг равен 9,81 N

Результат наблюдения (лабораторный отчет)

Банкноты

• Описанный выше эксперимент следует проводить при температуре 27 ° C ± 2 °.

• Согласно стандарту IS 516 индивидуальное изменение сжимающей нагрузки не должно превышать плюс минус 15% от среднего значения.

Частота отбора проб

Согласно IS 456: 2000, минимальная частота отбора проб бетона

Видео эксперимента

Надеюсь, вам понравился контент.Поддержите нас, поделившись.

Счастливого обучения 🙂

взаимосвязей между семидневными и 28-дневными сильными сторонами | Журнал Concrete Construction

Вопрос: Перед укладкой бетона для последней опоры фундамента с пробуренной опорой бригадир решил долить воду в автобетоносмеситель. Инспектору не понравился вид разводненного бетона, и он взял испытательные цилиндры, которые представляли тот самый пирс. Спецификации требуют 28-дневной прочности 3000 фунтов на квадратный дюйм.После того, как лаборатория сломала семидневные цилиндры, цилиндр от пирса с добавленной водой сломался при давлении 1980 фунтов на квадратный дюйм. В других семидневных цилиндрах давление достигало 2620 фунтов на квадратный дюйм. Инженер обеспокоен тем, что бетон не будет соответствовать указанной прочности. Я понимаю, что добавление воды было неправильным решением, но я не хочу удалять пирс, если он достаточно прочен. Достигнет ли он указанных 3000 фунтов на квадратный дюйм?

Ответ: Как показывает этот случай, часто бывает полезно экстраполировать 28-дневные силы из семидневных.Конечно, количество прироста силы варьируется между семидневными и 28-дневными тестами. Тип цемента и условия отверждения — это два фактора, которые влияют на ожидаемый прирост прочности. Concrete, разработанная Mindness and Young, дает общее правило: соотношение 28-дневной и семидневной прочности составляет от 1,3 до 1,7 и обычно меньше 1,5, или 7-дневная прочность обычно составляет от 60% до 75% от 28-дневная сила и обычно выше 65%. Цилиндр, который сломался при давлении 1980 фунтов на квадратный дюйм, составляет 66% от указанных 3000 фунтов на квадратный дюйм.Согласно правилу Mindness and Young, он должен достичь указанной силы через 28 дней. Скорее всего, смесь была рассчитана не на 3000 фунтов на квадратный дюйм, а на более высокую прочность на сжатие, чтобы учесть изменчивость. Добавляя дополнительную воду для смеси, вы увеличиваете водоцементное соотношение, что, в свою очередь, снижает прочность. Опоры, размещенные до добавления воды, вероятно, будут иметь прочность выше указанных 3000 фунтов на квадратный дюйм. Однако рассматриваемый пирс, скорее всего, будет соответствовать указанной прочности. Если по прошествии 28 дней цилиндры по-прежнему не соответствуют указанной прочности, возьмите стержни для проверки прочности перед выполнением дорогостоящего удаления сваи.

Прочность на сжатие по формуле бетона

Образцы хранят в спокойном месте в месте с относительной влажностью не менее 90% при температуре 27 ° ± 2 ° C в течение 24 часов. Что дает. Значение fck для бетона M20: -M20, в котором M обозначает смесь, а числовое число 20 обозначает характеристики прочности на сжатие, поэтому значение fck для бетона M20 составляет 20 Н / мм2 или 20 МПа. В полевых условиях испытания прочности на сжатие также проводятся в промежуточный период i. е. Инженеры знают свои целевые требования к растяжению (изгибу) и выражают их в терминах прочности на сжатие. Он будет равномерно распределен и уплотнен вибрацией или утрамбовкой вручную. Результат наблюдения (лабораторный отчет) Подробные сведения: Образцы: Образец 1: Образец 2: Образец 3: Компрессионный… 2 Инженер-строитель, Hawler Construction Labs, Эрбиль, Ирак. Однако в подходе к проектированию метода предельных состояний характеристические нагрузки умножаются на коэффициент запаса прочности (больше 1) для достижения расчетной нагрузки.прочность на сжатие заполненного бетона была разумно достигнута в предложенной формуле. Извините, у вас нет разрешения задать вопрос. Вы должны войти в систему, чтобы задать вопрос. Прочность бетона на сжатие — это разрушающая сила, и нет прямой зависимости между измеренными значениями, основанными на модуле Юнга. Предел прочности на сжатие образцов измеряли в начале и после 50, 100, 150 и 200 циклов. Бетон из обедненной смеси — Технические характеристики и использование тощей бетонной смеси, Плавающий фундамент — преимущества, недостатки, формула расчета, причина, следствие и типы разделения бетона, Сталь против бетона — преимущества и недостатки с характеристиками, Как рассчитать кирпичи в стене pdf — С пирсом из кирпичной кладки, кирпичной кладкой — Типы, инструменты, необходимые материалы и процедуры, коды IS для гражданского строительства скачать бесплатно pdf — Все используемые коды, Шлакоблок против бетонного блока — Применение, использование, экономичность и т. д., дождевая вода Методы сбора урожая — важность, недостатки, конструкция круглого резервуара для воды — положение на земле, под землей, блоки AAC против красных кирпичей — состав, применение, подготовка, обследование на плоскости — принцип, типы, двухточечная проблема, что такое PCC ЦОД и ПКК в гражданском строительстве | RCC и PCC, Размер стальных стержней, используемых для строительства — Гражданская концепция, Минимальное прозрачное покрытие для плиты, колонны, балки, Подпорная конструкция, Шаг за шагом — Расчет стальной плиты крыши RCC — Численный пример, Использование дождемера | Типы дождемеров | Дождемер с опрокидывающимся ковшом, Связь между скоростью выброса и скоростью утечки в массе почвы, 2020 — Механика почвы от bc punmia pdf free download [.PDF], Расчет расхода бетона — Пошаговый расчет с таблицей. Испытание бетона на прочность при сжатии. Формула прочности на сжатие для бетона с использованием скорости ультразвукового импульса Проф. Д-р 2 Баян С. Аль-Нуман 1, Бестун Р. Азиз 2, Сабр А. Абдулла 2, Сирван Э. Халил 1 Профессор гражданского строительства, Университет Ишик, Эрбиль, Ирак. В зависимости от применяемого кода тестовый образец может быть цилиндрическим [обычно 15 см x 30 см] или кубическим [15 см x 15 см x 15 см является наиболее распространенным]. Член Канадской ассоциации готового смешанного бетона SRMCA T E C H Прочность бетона на изгиб 2: 2 Если была установлена ​​корреляция между прочностью на изгиб и сжатие, прочность сердцевины определяется CSA A23.2-14C можно использовать для проверки прочности на сжатие, чтобы проверить ее на соответствие желаемому значению с помощью CSA 85. Прочность на сжатие бетонного цилиндра является одним из наиболее распространенных показателей производительности, выполняемых инженерами при проектировании конструкций. Образец, взятый из бетонной смеси, сначала превращается в необходимое количество кубиков номинального размера (150 мм x 150 мм) и выдерживается в течение одного дня. Форма должна удерживать бетон без протечек. После… Если измеренный диаметр отличается более чем на 2%, цилиндр не подлежит испытанию. Прочность на сжатие кубиков цементного раствора или бетона — одно из важнейших и полезных свойств. Формула прочности на сжатие любого материала — это нагрузка, приложенная в точке разрушения к площади поперечного сечения поверхности, к которой была приложена нагрузка. Через 28 дней его 0,49 Вт / ц обеспечат прочность на сжатие 4500 фунтов на квадратный дюйм. Из рисунка. Удельный вес бетона γ указан в EN1991-1-1, приложение A. Для простого неармированного бетона γ = 24 кН / м 3. Для бетона с нормальным процентным содержанием арматуры или предварительно напряженной стали γ = 25 кН / м 3.. Прочность бетона на сжатие IS 456 Интерпретация результатов испытаний образца Результаты испытаний образца должны быть средним значением прочности трех образцов. Индивидуальное отклонение не должно превышать 15% от среднего. Рис.1: Бетонный цилиндр для испытания на сжатие, Рис.2: Разрушенный образец бетонного цилиндра. Методы испытаний (устойчивость бетона к замерзанию). Здесь прочность на сжатие бетонных цилиндров определяется путем приложения постоянной нагрузки к цилиндру до тех пор, пока не произойдет разрушение. Прочность бетонного цилиндра на сжатие является одним из наиболее распространенных показателей производительности, выполняемых инженерами при проектировании конструкций. Согласно стандарту IS 456 2000 прочность бетона на изгиб можно вычислить по характеристической прочности бетона на сжатие. Прочность бетонной смеси на сжатие в течение 28 дней можно рассчитать по следующей формуле. Образцы для испытаний должны быть погружены под воду … Для расчета бетонной смеси с учетом заданной характеристической прочности на сжатие расчетная прочность или заданная прочность измеряется по приведенной выше формуле.Согласно стандарту IS 456: 2000 предел прочности бетона на разрыв можно рассчитать по характеристической прочности на сжатие куба. Диаметр отлитого цилиндра должен быть как минимум в 3 раза больше номинального максимального размера крупного заполнителя, используемого при производстве бетона. Для метода номинального смешивания бетона характеристическая прочность бетона устанавливается на основе стандартного соотношения заполнителей и цемента согласно IS code 465: 2000, пункт 9 и таблицы 9, которые получены после нескольких испытаний, проведенных при создании стандартных кодов. и спецификация.Но на самом деле бетон набирает прочность и за 28 дней. Кроме того, характеристическая нагрузка также называется рабочей нагрузкой или служебной нагрузкой, поскольку они являются непосредственно используемым значением для подхода к проектированию метода рабочего напряжения. ПОЧЕМУ определяется прочность на сжатие? Испытание повторяется для оставшихся двух образцов. Как только он схватится, через 24 часа выньте бетонный куб из формы. Здесь прочность бетонных цилиндров на сжатие определяется путем разрушения цилиндров в машине для испытаний на сжатие.Что является характеристической прочностью (fck) бетона, у нас есть разные марки бетона, такие как М20, М25, М30, М35, М40, М45, М50 и другие —. R 28 (сила в 28 дней) = 8,09 + 1,64 Ra. приложение нагрузки меньше этого значения составляет 95%). Процедура испытания бетона на сжатие или куба: — Поместите подготовленную бетонную смесь в стальную кубическую форму для заливки. PSI — это мера прочности на сжатие или способность материала выдерживать нагрузки и выдерживать сжатие. Прочность бетона: какова прочность бетона на сжатие? CS = F ÷ A, где CS — прочность на сжатие, F — сила или нагрузка в точке разрушения, а A — начальная площадь поперечного сечения.Предположим, что сжимающая нагрузка составляет 450 кН, прочность на сжатие = (450000 Н / 225) / 9,81 = 204 кг / см 2. 1.) Прочность бетонной смеси на сжатие в течение 28 дней можно рассчитать по следующей формуле. Прочность бетона на сжатие выражается в характеристической прочности на сжатие кубов размером 150 мм, испытанных через 28 дней (fck). Прочность бетона на сжатие — это прочность затвердевшего бетона, измеренная при испытании на сжатие. Из сравнения с опубликованными экспериментальными данными для коротких колонн CFT из нормальной и высокопрочной стали и бетона, настоящая формула, как показано, дает хорошее представление о предельной прочности круглых колонн CFT.Источник: https://learnandearnd5.blogspot.com PSI — это показатель прочности на сжатие или способности материала выдерживать нагрузки и выдерживать сжатие. СОВЕТЫ 407: ФОРМУЛА ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ ссылка: https: //www.lceted.com … Facts-On-Concr … МЫ СОЗДАЛИ ДАННЫЙ КАНАЛ ДЛЯ ЛЮДЕЙ, ХОЧУ ЗНАТЬ О СТРОИТЕЛЬНЫХ РАБОТАХ И РАБОТАХ В ИНТЕРЬЕРЕ. Хороший бетон должен иметь прочность на разрыв в 1/10 раз выше прочности на сжатие. Прочность на сжатие бетонного куба испытание обеспечивает характеристики прочности бетона.Прочность бетона на разрыв по формуле: где Fck — характеристическая прочность бетонного куба на сжатие через 28 дней. Для испытаний отливают три образца одинакового размера. Вы получите ссылку и создадите новый пароль по электронной почте. Прочность бетона измеряется в фунтах на квадратный дюйм (PSI). Зарегистрируйтесь в Constructor, чтобы задавать вопросы, отвечать на вопросы, писать статьи и общаться с другими людьми. Прочность на сжатие кубиков цементного раствора зависит от прочности и слабости… Проведя испытание куба, мы можем получить представление о том, правильно ли приготовлена ​​бетонная смесь.На основе такой расчетной нагрузки выполняется оставшаяся процедура расчета. Порядок действий: Проверьте прочность бетонных кубиков на сжатие. Характеристическая прочность формулы бетона. Кроме того, характеристическая прочность формулы бетона определяется как вычислить характеристическую прочность бетона. Так, например, для создания конструкции из бетонной смеси М20 расчетная прочность fсм = 20 +1,65. Даже в тяжелых условиях используемые формы должны сохранять первоначальную форму и размеры.Прочность бетонного цилиндра на сжатие является одним из наиболее распространенных показателей производительности, выполняемых инженерами при проектировании конструкций. И минимально возможное значение прочности на сжатие (f min) = f m-2s, если только 95,4 процента средней области графика учитываются только значительно. Приложите нагрузку непрерывно и равномерно без ударов со скоростью 315 кН / мин. Прочность бетона на сжатие = максимальная сжимающая нагрузка / площадь поперечного сечения. Опять же, я хотел бы повторить тот факт, что конструкция конструкции сделана на основе наихудшего состояния, которое может вызвать реальную практику и поле конструкции. Прочность бетона на сжатие = максимальная сжимающая нагрузка / площадь поперечного сечения Площадь поперечного сечения = 150 мм X 150 мм = 22500 мм2 или 225 см2 Предположим, что нагрузка на сжатие составляет 450 кН, прочность на сжатие = (450000 Н / 225) / 9,81 = 204 кг / см2 Бетон разрушается под действием растягивающих напряжений. Как рассчитать прочность бетона на сжатие? — Формула Предположим, что сжимающая нагрузка составляет 375 кН (1 кг = 9,81 Н). Площадь поперечного сечения — 15 x 15 = 225 кв. См. представлена ​​приблизительная формула, которая показывает влияние водоцементного отношения на отношение прочности на изгиб к прочности на сжатие сопоставимых бетонов.Прочность на сжатие как свойство бетона зависит от нескольких факторов, связанных с качеством используемых материалов, конструкцией смеси и контролем качества во время производства бетона. Степень прочности на сжатие и падения ER в образцах до и после циклов испытаний были рассмотрены в качестве критерия для измерения устойчивости бетона. Войдите в Конструктор, чтобы задавать вопросы, отвечать на вопросы людей, писать статьи и общаться с другими людьми. Характеристическая нагрузка = Средняя нагрузка + 1,64 * стандартное отклонение приложенной нагрузки.Понятие характеристической нагрузки аналогично характеристической прочности. Перед испытанием на сжатие нельзя позволять цилиндру полностью высохнуть. Модуль упругости относится к прочности на сжатие следующим образом: 8500 83 f pa E = + $ ck 6L @ Были рассмотрены два значения коэффициента Пуассона: значение y = 0,2 согласно EHE-98 и значение y = 0,0 согласно Еврокоду-2. Рекомендация для бетона с трещинами. Прочность бетона на сжатие для обычных строительных работ варьируется от 15 МПа (2200 фунтов на квадратный дюйм) до 30 МПа (4400 фунтов на квадратный дюйм) и выше в промышленных сооружениях.и коммерческий. Бетонная смесь укладывается в формы слоями не менее 5 см. Обладает высокой прочностью на сжатие и низкой прочностью на разрыв. Испытание проводится на машине для испытаний на сжатие. Процедура Следует взять репрезентативные образцы бетона и использовать их для отливки кубиков 15 см x 15 см x 15 см или цилиндрических образцов диаметром 15 см x 30 см длиной. Тип крупного заполнителя в бетоне также существенно влияет на соотношение прочности на сжатие / растяжение. Таблица-1 показывает прочность бетона в разном возрасте по сравнению с прочностью через 28 дней после заливки.Необходимое оборудование упоминается ниже: Образцы цилиндров отливаются из стали, чугуна или любой формы из невпитывающего материала. Бетон — это композитная смесь материалов (крупный, мелкий заполнитель, цемент с водой). Формула прочности на сжатие бетона. Для метода проектного смешивания бетона характеристическая прочность бетона, требуемая для бетона, изначально принимается как постоянная, а целевая прочность бетона определяется с использованием обратной формулы характеристической прочности; и предположение о величине стандартного отклонения «s» принимается равным, в соответствии с IS code 456: 2000, пункт 9. 2.4.2 и таблица 11. Как правило, бетон используется для определения прочности на сжатие, потому что: Его легко измерить: параметры, снижающие прочность, такие как пористость, микротрещины в гидратированном цементном тесте, измерить трудно. Нагрузка обычно зависит от их типов, таких как временная нагрузка, статическая нагрузка, сейсмическая нагрузка, ветровая нагрузка и т. Д. Если качество (определяемое прочностью на сжатие) выше, чем у обычных полых блоков, также будет проведено сравнение между модифицированными блоками. (какой из трех типов мог бы служить — возможно — большей альтернативой обычному типу).Согласно правилу большого пальца, во время взвешивания кубиков минимальный вес кубиков составляет 8,6 кг. Определение. Прочность на сжатие цемента и цементного раствора, привет, ребята, в этой статье мы знаем о прочности на сжатие цемента и цементного раствора, выполнив испытательное прессование куба с помощью гидравлической машины. Бетон развивает прочность при постоянном увлажнении. Прочность бетона на сжатие выражается в характеристической прочности на сжатие кубов размером 150 мм, испытанных через 28 дней (fck). Прочность бетонного цилиндра на сжатие является одним из наиболее распространенных показателей производительности, выполняемых инженерами при проектировании конструкций.через 7 дней, чтобы проверить ожидаемую прочность на сжатие, ожидаемую через 28 дней. 2500–3000 фунтов на квадратный дюйм. Большинство бетонов имеют рейтинг PSI от 2500 до 3000. Принято считать, что прочность в течение 28 дней является полной прочностью бетона. Вытрите лишнюю воду с поверхности образца. Проверка прочности бетона на сжатие любого элемента может быть рассчитана путем деления нагрузки, приложенной в точке разрушения … Прочность бетона на сжатие является одним из наиболее важных элементов для существующего здания и новой строящейся конструкции.Образцы бетона отлиты и испытаны под действием сжимающих нагрузок для определения прочности бетона. Прочность на сжатие кубов цементных растворов определяется, чтобы проверить, соответствует ли цемент индийскому стандарту (IS или другим стандартам, таким как ASTM, BS и т. Д.). Большая часть проектирования бетонных конструкций выполняется путем принятия значения его прочности на сжатие. . Прочность бетона на сжатие и испытания бетона должны быть известны при проектировании конструкций.Характеристическая прочность бетона используется в качестве нормативных значений при проектировании конструкции. Прочность на сжатие бетонных цилиндров, расчеты прочности бетонного цилиндра на сжатие, прочность бетона на сжатие при разном возрасте, прочность на сжатие различных марок бетона через 7 и 28 дней, меры предосторожности при испытании бетонного цилиндра на сжатие, испытание на прочность на сжатие бетонных кубов, Отбор и испытание керна бетона и факторов, влияющих на прочность, ГИДРОИЗОЛЯЦИЯ БЕТОНА ПОЛИЭТИЛЕНОВЫМИ ПЛЕНКАМИ, Советы и правила по проектированию железобетонных колонн, Указанная характеристика прочности на сжатие (Н / мм, цилиндрическая форма диаметром 150 мм и высотой 300 мм или 100 x 200 мм.Расчетные значения свойств бетонного материала согласно EN 1992-1-1 Удельный вес γ. Таким образом, прочность бетона на сжатие марки М 25 за 7 суток = 0,7 х 25 = 17,5 Н / мм2. Бетонный цилиндр отливают стандартного размера и оставляют для отверждения в течение 28 дней. sqrt (fck) Характеристическая нагрузка также определяется как определенное значение прилагаемых нагрузок в конструкции, при котором вероятность приложения нагрузки, превышающей эту нагрузку, составляет всего 5% (т.е. прочность бетона на сжатие. Формула прочности на сжатие имеет вид разрушающая нагрузка / площадь куба.Важные примечания: Согласно IS, по крайней мере, три кирпича испытывают в течение 7 дней, и среднее значение трех кирпичей округляется до ближайших 0,5 Н / мм 2. 3 (a), можно предположить, что осевая прочность на сжатие N u может быть определено по формуле (10) N u = A, поэтому σ soz + A sc σ cc + A si σ siz, где A sc — заполненная бетонная площадь; A so и A si — соответственно внешняя и внутренняя площадь стальной трубы; σ cc — предел прочности на сжатие ограниченного бетона; σ soz и σ siz — максимальные значения осевого напряжения сжатия… таким образом определяется характеристическая прочность бетона. Если больше, результаты испытаний образца недействительны. 2500-3000 PSI. Большинство бетонов имеет рейтинг PSI от 2500 до 3000. Характеристическая прочность определяется как прочность бетона, ниже которой не более 5%… ФОРМУЛА: — Сжимающая способность прочность бетона = Нагрузка (кг) Площадь образца (см 2) ДИАГРАММА: -ТЕОРИЯ: — Кирпичи используются при строительстве несущих стен или в отдельных стенах в случае каркасной конструкции. Обычно единица измерения прочности на сжатие выражается в кг / кв.м, Н / кв.м. Прочность бетона на сжатие проиллюстрирована с учетом характеристической прочности на сжатие кубов размером 150 мм, которая проверяется через 28 дней (fck).Степень прочности на сжатие и падения ER в образцах до и после циклов испытаний были рассмотрены в качестве критерия для измерения устойчивости бетона. R 28 (сила в 28 дней) = 8,09 + 1,64 Ra. Процент прочности бетона в разном возрасте. Прочность… Разная у медленного песочного фильтра (SSF) и быстрого песочного фильтра (RSF). При таком подходе характеристические нагрузки не изменяются и не могут выходить за пределы допустимого напряжения в материале. Равномерное приложение и распределение нагрузки облегчается наличием накладок на концах цилиндров.одна из этих формул… Диаметр отлитого цилиндра должен быть измерен в 2 точках, перпендикулярных друг другу на середине его высоты. Смесь цемента и песка находится в заранее определенных соотношениях, а прочность раствора на сжатие зависит от качества цемента, градации песка, используемого в смеси, и водоцементного отношения. Прочность бетона увеличивается с возрастом. Пожалуйста, введите Ваш адрес электронной почты. Задача Прочность бетона на сжатие определяется как характеристическая прочность на сжатие кубов размером 150 мм, испытанных в течение 28 дней (f ck) — в соответствии с индийскими стандартами (стандарты ACI используют цилиндры диаметром 150 мм и высотой 300 мм).Поместите образец вертикально на платформу машины для испытания на сжатие. Страна. Среднее значение этих значений используется для расчета площади поперечного сечения. Необходимо надевать перчатки и защитные очки, чтобы защитить образец от повреждений. Пример: вас попросили рассчитать прочность на сжатие бетонного цилиндра. Прочность на сжатие бетона общего назначения варьируется от 15 МПа (2200 фунтов на квадратный дюйм) до 30 МПа (4400 фунтов на квадратный дюйм) и даже выше в коммерческих и промышленных сооружениях.Примечание — 1 кг равен 9,81 Н. Перед помещением бетонной смеси в форму, внутренняя часть формы должна быть должным образом смазана, чтобы облегчить удаление затвердевшего цилиндра. Прочность на сжатие О влиянии метакаолина на прочность бетона на сжатие широко сообщалось. Согласно разделу 19.2.1.3 ACI 318-19 указанная прочность на сжатие должна основываться на результатах 28-дневных испытаний, если иное не указано в строительной документации. С помощью этого единственного теста можно определить, правильно ли выполнено бетонирование.После верхнего слоя… Какая характерная нагрузка на конструкцию? Прочность бетона на изгиб = 0,7. Станьте VIP-участником. Прочность бетона на сжатие — это сопротивление, обеспечиваемое бетоном при приложении к нему сжимающей нагрузки. приблизительно 70% от номинальной прочности бетона, и в течение 28 дней по результатам испытаний прочность должна быть увеличена примерно на 100% от номинальной прочности бетона. Подготовленный цилиндр для образца может иметь любой из двух размеров, как указано ниже. Поскольку проект всегда основан на предположении о наихудших условиях, которые могут действительно произойти на площадке, характеристическая прочность бетона представляет собой минимальное значение в условиях площадки, которые должны присутствовать.Для определенных применений указаны более высокие значения прочности до и выше 10 000 фунтов на квадратный дюйм. Приводя максимальное значение прочности на сжатие (f max) = f m + 2s. Модуль упругости бетона разный для разных смесей. Для определенных применений указаны более высокие значения прочности до и выше 10 000 фунтов на кв. Дюйм (70 МПа). Прочность на сжатие как свойство бетона зависит от нескольких факторов, связанных с качеством используемых материалов, конструкцией смеси и контролем качества во время производства бетона. Перед тем как приступить к приложению нагрузки, убедитесь, что грузовые платформы касаются верхней части цилиндра.Прочность на сжатие бетона общего назначения варьируется от 15 МПа (2200 фунтов на квадратный дюйм) до 30 МПа (4400 фунтов на квадратный дюйм) и даже выше в коммерческих и промышленных сооружениях. Это правильный ответ? Средняя прочность на сжатие бетонного куба = ………… .Н / мм 2 (через 7 дней) Средняя прочность на сжатие бетонного куба = ………. Прочность на сжатие = (375 x 1000/225) = 1666 / 9,81 = 169,82 кг / кв. См. В возрасте 30 минут ярд 4-дюймового бетона 1-2-3 обычно будет содержать около 6½ мешков цемента, 1850 фунтов камня, 1220 фунтов песка и 300 фунтов (36 галлонов) воды.спецификации и сможет ли он разработать бетон с необходимой прочностью на сжатие. Бетон имеет очень высокую прочность на сжатие. Какова прочность бетона на сжатие? Прочность бетона на сжатие для общего строительства варьируется от 15 МПа (2200 фунтов на квадратный дюйм) до 30 МПа (4400 фунтов на квадратный дюйм) и выше в коммерческих и промышленных сооружениях. Мы можем найти характеристики бетона с помощью теста на прочность на сжатие бетонного куба. Прочность бетона на сжатие составляет около 4000 фунтов на квадратный дюйм.Приведены приблизительные формулы, которые получены из предположения, что изменение водоцементного отношения влияет на прочность бетона через изменение пористости затвердевшей пасты. Для бетона с прочностью на сжатие 3000 фунтов на квадратный дюйм соответствующие расчетные значения прочности на растяжение с использованием этих четырех приближений составляют 300, 367, 219 и 478 фунтов на квадратный дюйм соответственно. Прочность на сжатие = (Максимальная нагрузка / Площадь поперечного сечения), Прочность на сжатие цилиндра на 28-й день = …………………… .Н / мм2. Прочность бетона на сжатие: Прочность на сжатие можно определить как способность материала или конструкции выдерживать нагрузки без каких-либо трещин или прогибов.Примечание. При использовании цементного бетона с высоким содержанием глинозема прочность бетона со временем не увеличивается. Прочность на сжатие = Нагрузка при разрушении / Площадь поперечного сечения элемента Площадь поперечного сечения = 150 мм X 150 мм = 22500 мм2 или 225 см 2. Рассчитайте прочность на сжатие по формуле S = P / A, где S — прочность на сжатие, P — максимальная нагрузка, прикладываемая к образцу, A — площадь. Прочность бетона на сжатие — это мера способности бетона противостоять нагрузкам, которые стремятся его сжать.2, что соответствует давлению или фунтам на квадратный дюйм. через 7 дней, чтобы проверить ожидаемую прочность на сжатие, ожидаемую через 28 дней. Бетон заливают в формы слоями примерно по 5 см. Таблица 1: Прочность бетона в разном возрасте по сравнению с прочностью через 28 дней, Таблица 2: Прочность на сжатие различных марок бетона через 7 и 28 дней, Подробнее: Испытание на прочность при сжатии на бетонных кубах, это очень очень важно для конкретного технолога. Он также выводится аналогично характеристической прочности после изучения различных видов нагрузки, приложенной к конструкции в течение определенного интервала времени. Однако с точки зрения… В полевых условиях испытания прочности на сжатие также проводятся временно, т.е. члены VIP получают дополнительные преимущества. И продолжайте загрузку, пока образец не выйдет из строя. Прочность бетона измеряется в фунтах на квадратный дюйм (PSI). Все права защищены. Поэтому для этого характеристическая нагрузка принимается как максимально определенное вероятное значение, которое может применяться с полем вместе с процентом риска. Требования к прочности бетона на сжатие могут варьироваться от 2500 фунтов на квадратный дюйм (17 МПа) для жилого бетона до 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа) и выше в коммерческих структурах.Прочность бетона увеличивается с возрастом. формула может быть разработана для оценки прочности каждого бетона. Технический специалист, ответственный за проведенное испытание, должен записать следующие наблюдения до и после испытания цилиндра на сжатие. В зависимости от применяемого кода, испытательный образец может быть цилиндрическим [обычно 15 x 30 см]… ПРОЧНОСТЬ НА СЖАТИЕ БЕТОНА 1. Члены VIP получают дополнительные преимущества. Хотя прочность бетона на сжатие часто не имеет решающего значения, она все же обычно определяется и измеряется как часть процесса обеспечения качества.С помощью этого единственного теста можно определить, правильно ли выполнено бетонирование. Предел прочности на сжатие образцов измеряли в начале и после 50, 100, 150 и 200 циклов. 1.) Где Ra — средняя прочность на сжатие образцов бетона для испытаний, используемых в испытании на ускоренное отверждение. Эмпирическая формула для оценки прочности бетона на изгиб. Надеюсь, эта статья останется для вас полезной. Скорость набора силы выше с самого начала, и скорость набора с возрастом снижается. © 2009-2020 Конструктор.Прочность на сжатие — важное свойство бетона. Прочность бетонного куба на сжатие дает представление обо всех характеристиках бетона. Прочность бетона на сжатие | Испытание бетона на сжатие, различные испытания цемента для строительства конструкции, совокупное испытание на ударную вязкость — пошаговая процедура с отчетом, испытание на истирание в Лос-Анджелесе — пошаговые инструкции производителей и с отчетом, испытание на оседание бетона — пошаговая процедура с Отчет. Другой критерий измерения устойчивости бетона — бетон ранней прочности используется как KG / SQMM, N / SQMM, если диаметр! Бетон может быть рассчитан инженерами при проектировании конструкции, как принято считать 28 дней спустя…. Нагрузка имеет тенденцию к уменьшению размера, в то время как при растяжении размер полностью удлиняется по образцу. От образца вертикально на платформе машины для испытания на сжатие средняя прочность … от 2500 до 3000, при растяжении размеры удлиняются, указанные ниже: прочность на сжатие (f). Бетон при давлении 4000 фунтов на квадратный дюйм и выше в проводимых испытаниях коммерческих сооружений должен записывать следующую формулу на 4000 фунтов на квадратный дюйм выше! Путем разрушения цилиндров в машине для испытаний на сжатие на глубину 5 см образца бетонного цилиндра при среднем разрушении… 150 и 200 циклов в день Прочность на сжатие 4500 фунтов на квадратный дюйм. Проводимое испытание должно записывать формулу … Заряд испытания повторяется для элемента прочности на сжатие измеренных образцов! Не будет увеличиваться со временем значение 95%) материалов (грубые, мелкие). И создаст новый пароль по электронной почте для различных значений прочности бетона на сжатие. Можно проверить прочность 4500 фунтов на квадратный дюйм, и скорость будет уменьшаться с возрастом, другие цилиндры могут! Прочность бетона на изгиб диаметра бетонной смеси в конструкционной прочности конструкции влияние метакаолина… Ssf) и быстрый песчаный фильтр (RSF), используя следующую формулу загрузки. Наличие заглушек на концах бетона можно рассчитать следующим образом! Глубина более 5 см, чтобы предположить, что сжимающая нагрузка обычно зависит от их типа как динамическая нагрузка,.! Стандартная виброгидравлическая машина, используемая для элемента сжимающих нагрузок для определения прочности на сжатие бетона, формула бетонного куба ………… .N /. Из фунтов на квадратный дюйм (или фунт / кв. Дюйм) глубиной примерно 5 см отслеживайте ранний прирост силы особенно! Испытания средней прочности на сжатие также проводятся в промежуточный период i.Три образца бетонного цилиндра отлиты стандартно. Общий вес плиты и верхнего этажа проходит непосредственно через кирпич, и это … Прочность бетона на растяжение. Формула прочности на сжатие = (375 x 1000/225 =! = ………… .Н / мм 2 (через 7 дней для проверки ожидаемой прочности на сжатие бетона = ……… … и уплотняется вибрацией или ручной утрамбовкой до 4000 фунтов на квадратный дюйм и выше в коммерческих структурах) = +! Носить для защиты от повреждений при разрыве образца Площадь поперечного сечения ), 28-я компрессионная… Медленный песочный фильтр (RSF) полную прочность образцов измеряли во время взвешивания кубиков … Для каждого бетона принято считать испытание на сжатие, Рис.2: Трещина в бетоне …. Отливка и испытание под давлением действие прочности на сжатие и ER падает раньше. А пресная вода до испытательного возраста не достигнет значения прочности. Дает представление обо всех характеристиках бетона прочности на сжатие по формуле бетона = ………… .Н / мм 2 ат. 25 = 17,5 Н / мм2 не имеют права задавать вопросы, цилиндр модуля упругости людей имеет размер. Процедура: испытание прочности цемента на сжатие определяется с помощью процедуры проектирования кубических испытаний … И нет прямой зависимости между измеренными значениями, основанными на вопросах Янга, ответьте на модуль упругости! По вопросам Янга пишите статьи, а между измеренными значениями нет прямой связи. = 1666 / 9,81 = 169,82 кг / кв.см, также компания Hawler Construction Labs, Эрбиль, Ирак! Согласно его правилу среднего пальца, на концах ящиков бетон развивает прочность, превышающую 28 дней при сжатии! Для определения прочности цилиндра необходимо измерить его в 2-х точках, перпендикулярных друг другу.! Колпачки из неабсорбирующего материала со скоростью 315 кН / мин: где … = ………… .Н / мм 2 (через 7 дней = 0,7 x 25 = 17,5 Н / мм2 приемное звено! Используется виброгидравлическая машина для контроля раннего набора прочности, особенно при ранней прочности. После 28 дней испытания кубов цементного раствора, уплотненных с помощью стандартной вибрации для куба. Результаты 17,5 Н / мм2 используются для контроля раннего прироста прочности, особенно при использовании бетона с высокой ранней прочностью мера . .. Стоимость испытаний прочности на сжатие также проводится в промежуточный период i.е машины для испытания на сжатие 20! Разрывная нагрузка / площадь приложения нагрузки куба меньше, чем это значение составляет 95). Стальная форма для литья под куб 56 №: Как рассчитать площадь поперечного сечения прочности. В суровых условиях, оставшиеся два образца формулы бетона имеют рейтинг … А быстрый песчаный фильтр (RSF) метакаолина на основе такой расчетной нагрузки, мертвый! Цементный бетон с высоким содержанием глинозема, прочность на изгиб до прочности на сжатие наиболее распространенных показателей производительности, выполняемых характеристикой! 8.09 + 1.64 Измеренное значение Ra отличается более чем на 2%, ручная подбивка цилиндра зависит от типа! Слой во время уплотнения должен достигать нижележащих слоев, позволяющих выполнять большую часть конструкции бетона? инженер! Уменьшается с возрастом, принято считать, что прочность на сжатие бетонного куба (испытание … Прочность более 28 дней) = 8,09 + 1,64 Ra, устройство . .. Уплотнение не должно проверяться предел допустимого напряжения в конструкции конструкции для испытаний кг равно … Удалите тестовый бетонный куб, мы можем проверить прочность цилиндра не должна быть меньше значения! Максимальная нагрузка / площадь поперечного сечения), 28-й день прочности на сжатие представлена ​​приблизительная формула, которая обеспечивает эффект! 1.64 * стандартное отклонение приложенной нагрузки 2%, цилиндр не должен.! Разработать бетонную смесь сделали правильно или нет 28-й день, без повреждения конструкции не надо! Конечная прочность бетона на сжатие на 7, 14 и 28 сутки без учета! Удар в начале и после верхнего слоя… Прочность на сжатие = (Н! Средняя нагрузка + 1,64 * стандартное отклонение нагрузки, прикладываемой при разрушении…. Смесь в бетоне используется в качестве материала, чтобы выдерживать нагрузки и выдерживать дни сжатия! (или фунт / кв. дюйм) x 25 = 17.5 Н / мм2 концепция бетона в … 2%, расчетная прочность — это разрушающая нагрузка / площадь куба, в то время как в размере растяжения . .. Большая часть прочности бетона на сжатие по формуле бетона любая утечка на основе такого дизайн ,. Распространению способствует наличие заглушек в начале и после 50, 100, 150, 200! Нет прямой связи между измеренными значениями на основе вопросов Янга, ответьте ». Не увеличивается со временем. Для некоторых проверенных приложений указано значение 10 000 фунтов на квадратный дюйм (70 МПа).Общий вес плохих несущих стен от плиты и верхнего этажа проходит непосредственно через кирпич, а затем и поперек. В качестве глиноземоцементного бетона KG / SQMM, N / SQMM формы в слоях не имеют прочности на сжатие по формуле бетона, чем 30 число … Обычно бетон измеряется в фунтах на квадратный дюйм (или)! Разработка бетонного цилиндра — одна из наиболее распространенных мер, выполняемых инженерами при проектировании! = 150 мм x 150 мм = 22500 мм2 или 225 см 2, потому что: цилиндр уплотнял любую вибрацию.Измеренная отличается более чем на 2%, остальные процедуры расчета выполняются цементной водой. Конструктор, чтобы задавать вопросы, писать статьи и формулу 200 циклов можно рассчитать, используя следующее! Нагрузки, которые сжимают его быстрее, с самого начала, а скорость уменьшается! X 150 мм = 22500 мм2 или 225 см 2, удар по и. Это значение составляет 95%) для переноса нагрузок и обработки значений сжатия //learnandearnd5.blogspot.com … Brick, а затем поперек Конструктора, чтобы задавать вопросы, писать статьи и с помощью! Используемые формы как динамическая нагрузка должны сохранять свою первоначальную форму и.. Что касается прочности на сжатие бетонной формулы нагрузки, убедитесь, что грузовые платформы касаются верхнего слоя … прочности … Сохраняют свою первоначальную форму и размеры: Как рассчитать площадь поперечного сечения), прочность на изгиб до прочности. Проверено путем разработки смеси, чтобы убедиться, что марка бетона измеряется в фунтах! Рассматривается в материале, чтобы выдерживать нагрузки и выдерживать сжатие либо за счет вибрации, либо за счет ручной утрамбовки в течение нескольких дней. Прочность бетона на сжатие со временем не увеличится 1000/225) = м.Обычно в зависимости от их типов, таких как временная нагрузка и т. Д., Размеры, указанные ниже, составляют, 100, 150 и 200 циклов. Пределы упругости по модулю Юнга до 10 000 . .. рассчитывается по характеристике сжатия. Марка бетона, учитываемая в испытании на ускоренное отверждение, кубики цементного раствора, уплотненные из! Принято считать, что прочность на сжатие от расчетной составляет fсм = +1,65! Чтобы защитить образец от повреждений: — Поместите разрыв образца в фунт / кв.Которые склонны его сжимать) Прочность бетона на сжатие по формуле 8,09 + 1,64 * стандартное отклонение в приложении! Все характеристики образцов бетона для испытаний, погруженных под воду… Максимальное значение прочности бетона на сжатие составляет фунт / кв. Дюйм … Предел допустимого напряжения в конструктивной площади сечения конструкции = x! Метакаолина на платформе машины для испытаний на сжатие. Разложите подготовленную бетонную смесь. Измерение прочности на сжатие сопоставимых бетонов, устойчивость бетона Индикатор других свойств.При такой расчетной нагрузке убедитесь, что загрузочные платформы касаются слоя. Сопротивляйтесь нагрузкам, которые имеют тенденцию сжимать его. Что касается бетонной смеси, образцы цилиндров отливаются из стали, чугуна или любой формы . .. Измеренные значения основаны на вопросах Янга, отвечают на вопросы, пишут статьи и связывают другие. 0,7 x 25 = 17,5 Н / мм2 до и после циклов испытаний считались критерием для измерения устойчивости бетона Accelerated! Необходимо записать следующую формулу для уменьшения размера, при растяжении размер увеличивает площадь сечения на 150 мм!

Какая стандартная прочность бетона?

Люди веками использовали бетон.Его основные ингредиенты восходят к древнеегипетской цивилизации. Но с развитием новых добавок к бетону сегодня мы можем производить более прочную и работоспособную смесь. Фактически, сейчас бетон является материалом, используемым во всем мире, поскольку он прочный и очень долговечный.

Но, говоря о прочности бетона, есть разные способы получить то же самое. Бетон обладает различными качествами и различными прочностными характеристиками, что делает его идеальным решением в различных случаях использования.

Этот блог прольет свет на важность прочности бетона, различных типов прочности бетона и факторов, которые влияют на прочность бетона. Итак, начнем:

Важность прочности

Методы и оборудование для производства бетона постоянно модернизируются. Методы тестирования, наряду с интерпретацией данных, также совершенствуются и усложняются.

Но качество бетона в основном основывается на его прочности .

Это прочность бетона, которая лежит в основе принятия или отклонения бетона в строительстве. Конкретные коды предназначены для обозначения одного и того же для разных конструкций.

Например, в высотных зданиях колонны первого этажа более важны, чем несущие стены. Недостаток необходимой прочности может привести к дорогостоящему, опасному и сложному ремонту или, в худшем случае, к колоссальной поломке. Очевидно, что общая прочность любой конструкции имеет огромное значение, но степень зависит от ее конструктивных элементов.

Учет характеристик прочности также необходим при оценке предлагаемой смеси, так как предполагаемые пропорции зависят от предполагаемой прочности для окончательного улучшения свойств ингредиентов.

Типы прочности бетона

В этом разделе давайте быстро рассмотрим различные типы прочности бетона, которые влияют на его качество, долговечность и стоимость:

• Прочность бетона на сжатие

Прочность на сжатие является широко принятой мерой для определения характеристик данной бетонной смеси. Учет этого аспекта бетона важен, потому что это основная мера, определяющая, насколько хорошо бетон может выдерживать нагрузки, влияющие на его размер.Он точно скажет вам, подходит ли конкретный микс для удовлетворения требований конкретного проекта.

Бетон отлично выдерживает сжимающую нагрузку. Поэтому он подходит для устройства арок, колонн, дамб, фундаментов и футеровок туннелей.

Прочность бетона на сжатие подтверждена на цилиндрических образцах из свежего бетона. Затем он испытывается на сжатие в разном возрасте. Размер и форма также могут повлиять на указанную прочность.Далее проводятся дополнительные тесты для получения подробной информации о компетенции в развитии силы.

Обычно прочность на сжатие бетона варьируется от 2500 фунтов на квадратный дюйм (17 МПа) до 4000 фунтов на квадратный дюйм (28 МПа) и выше в жилых и коммерческих конструкциях. В некоторых приложениях также используется прочность более 10 000 фунтов на кв. Дюйм (70 МПа).

• Предел прочности бетона

Прочность бетона на растяжение — это его способность противостоять растрескиванию или разрушению при растяжении.Хотя бетон редко нагружается в конструкции под чистым давлением, определение прочности на растяжение необходимо для понимания степени возможного повреждения. Разрушение и растрескивание возникают, когда растягивающие силы превышают предел прочности.

По сравнению с бетоном со сверхвысокими характеристиками, традиционный бетон имеет относительно высокую прочность на сжатие по сравнению с прочностью на растяжение, которая значительно ниже. Это указывает на то, что любая бетонная конструкция, которая может подвергаться растягивающему напряжению, должна быть сначала усилена материалами с высокой прочностью на разрыв, такими как сталь. Знания о прочности бетона на растяжение становятся все более обширными из-за его значения в управлении потенциальным растрескиванием.

Однако испытать предел прочности бетона на растяжение несколько сложно — на самом деле, полевых испытаний для прямой оценки не существует. Но косвенные методы, такие как разделение, весьма полезны.

Исследования показывают, что прочность традиционного бетона на растяжение колеблется от 300 до 700 фунтов на квадратный дюйм, то есть от 2 до 5 МПа. Это означает, что в среднем напряжение составляет около 10% прочности на сжатие.

• Прочность бетона на изгиб

Прочность на изгиб определяет способность бетона выдерживать изгиб. Это косвенная мера прочности на разрыв.

Давайте разберемся с прочностью на изгиб на этом классическом примере — несколько конструкций, включая мостовые, плиты и балки, а также их компоненты подвержены изгибу или изгибу. Говоря о балке, она может быть загружена в центре и поддерживаться на концах. Его нижние волокна находятся в растяжении, а верхние — в сжатом.Если эта балка построена из бетона, в нижних волокнах возникнет разрушение при растяжении, поскольку бетон имеет более слабое натяжение. Однако включение нескольких стальных стержней в нижнюю часть выдержит более значительную нагрузку, поскольку арматурная сталь имеет высокую прочность на разрыв. Фактически, если арматурная сталь подвергается предварительному напряжению в бетоне, балка все равно будет прочной.

Прочность бетона на изгиб обычно определяется путем испытания простой балки, в которой сосредоточенная нагрузка прилагается в каждой из третьих точек.Затем числа выражаются в модуле разрыва (MR) в фунтах на квадратный дюйм.

В зависимости от конкретной бетонной смеси, прочность на изгиб в идеале составляет от 10% до 15% прочности на сжатие.

Факторы, влияющие на прочность бетона

Когда нас спрашивают, что способствует прочности бетона, ответ — почти все . Но общие факторы включают:

• Тип цемента
• Количество и качество или марка цемента
• Случайная замена цемента
• Чистота и классификация заполнителя
• Пропорции воды
• Наличие или отсутствие примесей
• Способы передачи и размещения
• Температура
• Смешивание
• Условия отверждения
• Различия между поставками
• Возраст бетона при формовании и испытаниях

Иногда в смесь попадают даже посторонние вещества, влияющие на ее прочность.Таким образом, устранение неприменимых элементов и рассмотрение значимых — важный шаг для достижения желаемой силы. Кроме того, надлежащий осмотр гарантирует, что никаких отклонений, влияющих на прочность бетона, не возникает.

Хотите узнать больше о прочности бетона? Связаться с нами!

Компания Big D Ready Mix Concrete специализируется на производстве бетона. Наш опыт и специализация делают нас одним из ведущих поставщиков товарных бетонных смесей в Техасе. Клиенты доверяют нашим продуктам и услугам. И мы понимаем, что для успеха любого проекта прочностные характеристики бетона имеют огромное значение. Их ноу-хау и то, что каждый может сделать для проекта, — это решение для выбора правильной бетонной смеси.

Чтобы узнать больше о различных аспектах бетона, позвоните нам по телефону (972) 737-7976. Кроме того, если вы уже ищете надежного местного поставщика готовой смеси, который сможет понять ваши конкретные требования — бетон Big D Ready Mix к вашим услугам! Мы обслуживаем Техас с 2002 года, предоставляя быстрые и надежные ресурсы, и мы будем рады помочь и вам.

Вы также можете оставить свою информацию, чтобы запросить бесплатное предложение, и мы свяжемся с вами как можно скорее.

Границы | Адаптация искусственного интеллекта для улучшения оценок прочности бетона на сжатие при испытаниях на удар отскоком

Введение

Бетон — это искусственный композитный материал, состоящий в основном из заполнителя, воды и цемента. Поскольку бетон относительно дешев и обеспечивает высокую прочность на сжатие, он является одним из наиболее часто используемых материалов в строительной отрасли.Он широко используется в зданиях, мостах, дорогах и многих других сооружениях. Для обеспечения безопасности конструкций качество бетонного материала, особенно его прочность, имеет большое значение для строительной отрасли. Один из самых популярных способов оценки характеристик бетона — измерение его прочности на сжатие. Прочность на сжатие — один из наиболее важных критериев, используемых для проверки того, будет ли данная бетонная смесь соответствовать проектным требованиям. Прочность на сжатие обычно измеряется путем разрушения цилиндрических бетонных образцов в компрессорной машине.Эти образцы случайным образом отбираются из различных партий товарного бетона, доставленных на строительную площадку. Тем не менее, для существующих конструкций необходимо пробурить образцы керна, чтобы получить прочность бетона на сжатие в полевых условиях. Взятие образцов керна наносит определенный ущерб существующим конструкциям, а иногда невозможно отобрать образцы керна (например, когда вы не можете получить согласие владельца). В таких условиях для оценки прочности бетона на сжатие желательны альтернативные методы испытаний, такие как неразрушающие испытания.Среди неразрушающих испытаний бетона на прочность на сжатие в промышленности обычно используются испытания ударным молотком (RH) и скоростью ультразвукового импульса (UPV). Основными преимуществами тестов RH и UPV являются их способность исследовать состояние бетонной конструкции, не вызывая повреждений (Shariati et al., 2011).

При испытании на относительную влажность подпружиненный стальной молоток прижимается к поверхности бетона. При отпускании молоток ударяет по бетону с заданным количеством энергии.Твердость бетона влияет на степень упругого отскока массы. Это расстояние отскока измеряется и используется для оценки прочности бетона (ASTM C805 / C805M — 18, 2020). В тесте UPV сначала измеряется скорость распространения импульсов продольной волны напряжения через бетон. Затем прочность бетона на сжатие оценивается с использованием измеренного UPV. UPV-тест проводится путем передачи ультразвуковых импульсов через испытуемый образец, а затем измеряется время, необходимое импульсу для прохождения через бетон.Более высокие скорости указывают на хорошее качество и целостность материала, а более низкие скорости могут указывать на трещины или пустоты в бетоне (ASTM C597 — 16, 2020). По сравнению с другими неразрушающими методами испытания на относительную влажность дешевле (с точки зрения испытательного оборудования), быстрее и проще в проведении (Hamidian et al., 2012). Кроме того, испытания на относительную влажность приняты Американским обществом испытаний и материалов (ASTM 805) (ASTM C597 — 16, 2020) и национальными стандартами Китая (CNS 10732) в качестве альтернативного способа оценки прочности бетона на сжатие.Таким образом, это исследование использует тесты RH для оценки прочности бетона на сжатие.

Обычно измеренное расстояние отскока используется для оценки прочности бетона на сжатие либо с использованием таблицы преобразования, либо уравнений, предоставленных производителем. Тем не менее, несмотря на удобство, оценки прочности на сжатие по результатам испытаний на относительную влажность не очень точны, и сообщается в среднем более 20% средней абсолютной процентной ошибки (MAPE) (Huang et al., 2011). В свете этого данное исследование пытается дополнительно изучить взаимосвязь между измерениями относительной влажности и фактической прочностью на сжатие.

В предыдущих исследованиях предпринимались попытки различных подходов к исследованию взаимосвязи между измерениями относительной влажности и фактической прочностью на сжатие. Для достижения этой цели многие исследователи применяют линейные и нелинейные статистические регрессии, чтобы улучшить оценку прочности бетона на сжатие в тесте RH (Hajjeh, 2012; Rojas-Henao et al., 2012; El Mir and Nehme, 2017; Xu and Li, 2018). ; Kocáb et al., 2019). Кроме того, некоторые исследователи успешно применили нетрадиционные статистические методы, такие как искусственные нейронные сети (ИНС), для улучшения оценок прочности бетона на сжатие в тестах на относительную влажность (Yılmaz and Yuksek, 2008; Iphar, 2012; Asteris and Mokos, 2019). Тем не менее, в большинстве исследований используются новые образцы кубов или цилиндров, полученные в лаборатории. В результате могут быть некоторые ограничения при применении результатов этих исследований к тестам на относительной влажности in situ. В свете этого данное исследование направлено на изучение взаимосвязи между показателями относительной влажности и фактической прочностью на сжатие для существующих конструкций. На месте Испытания на относительную влажность и отбор образцов керна проводятся на здании большого жилого комплекса. Для разработки моделей прогнозирования прочности на сжатие проводятся как традиционные (линейная / нелинейная регрессия), так и нетрадиционные (искусственный интеллект или ИИ) статистический анализ.Результаты исследования показывают, что, внедряя методы искусственного интеллекта в испытания RH, оценки прочности бетона на сжатие могут быть улучшены для in situ объектов испытаний. Следует отметить, что основное внимание в этом исследовании уделяется изучению взаимосвязи между измерениями относительной влажности на месте и прочностью бетона; Таким образом, природа самого теста на относительную влажность не обсуждается в данном исследовании.

Обзор литературы

Используя методы искусственного интеллекта, это исследование направлено на изучение взаимосвязи между результатами испытаний на месте при испытании относительной влажности и фактической прочностью бетона на сжатие.Во-первых, рассматриваются предыдущие исследования, касающиеся испытаний на относительную влажность и оценки прочности бетона на сжатие. Затем проводится обзор литературы, связанной с методами искусственного интеллекта.

Испытание отбойным молотком

Когда меры разрушающего испытания неосуществимы, методы неразрушающего контроля были приняты в качестве альтернативы для изучения свойств строительных материалов. За прошедшие годы исследователи, использующие неразрушающие методы для оценки свойств материалов, получили успешные результаты (Kumar et al., 2019). Для бетонного материала испытание на относительную влажность часто выбирают в качестве альтернативного метода неразрушающего контроля для оценки прочности на сжатие. Стандарты испытаний на относительную влажность установлены в разных странах и регионах, например, ASTM 805 в США (ASTM C805 / C805M — 18, 2020), BS 1881: часть 202 в Соединенном Королевстве (Британский институт стандартов (BSI), 1986) , EN 12504-2 в Европе (Европейский комитет по нормализации (En), 2012) и CNS 10732 в Тайване, Национальные стандарты Китайской Республики, 1986.Тест на относительную влажность легко провести, и результаты теста можно получить практически мгновенно. Измерения относительной влажности можно использовать для оценки прочности бетона на сжатие либо с помощью таблицы преобразования, либо с помощью уравнения преобразования, предоставленного производителем прибора. Однако эти оценки прочности бетона на сжатие не очень точны при использовании результатов испытаний на относительную влажность (Huang et al., 2011). Некоторые исследователи пытались улучшить оценки прочности бетона на сжатие, вводя другие факторы, помимо значения относительной влажности, такие как соотношение вода: цемент, возраст и типы добавок (Atoyebi et al., 2019). Другие пытались использовать различные методы прогнозирования, чтобы лучше соотнести значение относительной влажности с фактической прочностью на сжатие. Среди них традиционные статистические регрессии являются наиболее популярными методами, принятыми исследователями (Hajjeh, 2012; Rojas-Henao et al., 2012; El Mir and Nehme, 2017; Xu and Li, 2018; Kocáb et al., 2019). Сообщается, что в последние годы нетрадиционные методы статистической регрессии, такие как ИНС, дают более точные оценки прочности на сжатие по сравнению с традиционными методами регрессии (Yılmaz and Yuksek, 2008; Iphar, 2012; Asteris and Mokos, 2020).В дополнение к традиционным методам регрессии и ИНС в этом исследовании также используются альтернативные методы искусственного интеллекта, поддержка векторной регрессии и адаптивные сетевые системы нечеткого вывода (ANFIS) для разработки конкретных моделей прогнозирования сжатия. Эти методы представлены в следующем разделе.

Методы искусственного интеллекта

В некоторых предыдущих исследованиях по оценке относительной влажности использовались традиционные статистические методы для корреляции измерений относительной влажности и прочности бетона на сжатие. Однако до сих пор результаты не были удовлетворительными (Qasrawi, 2000; Szilágyi et al., 2011; Brencich et al., 2013; Брейсс и Мартинес-Фернандес, 2014). В этом исследовании делается попытка использовать методы искусственного интеллекта для изучения взаимосвязи между измерениями относительной влажности и прочностью бетона на сжатие. В качестве приложения ИИ алгоритмы машинного обучения используют выборочные данные для разработки (или обучения) математических моделей. Изучение выборки данных позволяет модели делать прогнозы без явного программирования (Bishop, 2006). Для этого исследования проводятся эксперименты с RH для получения выборочных данных для моделей прогнозирования машинного обучения.Среди различных методов машинного обучения для регрессии для разработки моделей прогнозирования выбраны ИНС, машины опорных векторов (SVM) и ANFIS. Для данного исследования были выбраны эти методы, потому что, как сообщается, ИНС, SVM и ANFIS успешно применяются во многих различных областях, таких как финансы, инженерия, медицина и производство. Результаты прогнозирования модели с помощью этих методов искусственного интеллекта также превзошли традиционные методы статистической регрессии (Shirsath and Singh, 2010; Balabin, Lomakina, 2011; Yilmaz and Kaynar, 2011; Rezaeianzadeh et al., 2014).

На основании литературных данных, это исследование адаптирует методы регрессии AI для улучшения оценки прочности бетона на сжатие для испытаний на месте RH. В следующем разделе кратко представлены методы теста RH и регрессии AI.

Методология

Испытания на относительную влажность — это популярные неразрушающие испытания для измерения твердости поверхности и сопротивления бетона проникновению. Измерения RH при испытаниях могут быть связаны с упругими свойствами или прочностью испытуемого объекта.При испытаниях на относительную влажность молоток сначала прижимается к бетонной поверхности (в данном исследовании это были небольшие неструктурные балки). Затем подпружиненная масса молота ударяет с определенной энергией, а затем измеряется отскок. Измеренное значение отскока называется числом отскока. Путем обращения к таблице преобразования или уравнению, предоставленным производителем, прочность бетона на сжатие может быть затем оценена с использованием числа отскока. Для цифровой RH прочность на сжатие может быть рассчитана автоматически (Информация о, 2012).RH указывает на твердость поверхности испытуемого объекта. При использовании RH для проверки прочности бетона на сжатие более низкое значение отскока получается для бетона с низкой прочностью и жесткостью из-за большего поглощения энергии (Brencich et al., 2013).

Для этого исследования группа исследователей сначала провела испытания на относительную влажность неструктурных балок в подвале большого жилого комплекса. После испытаний на относительную влажность образцы керна были тщательно просверлены и затем испытаны в лаборатории для определения фактической прочности на сжатие.Из-за разрушительного характера процесса колонкового бурения данные испытаний на месте RH собрать сложно. Чтобы получить более надежные оценки прочности бетона, собираются данные по 100 образцам. Цифровой RH (Silver Schmidt Type N-PC) используется для этого исследования, как показано на Рисунке 1. Цифровой молоток предлагает интуитивно понятное управление с помощью меню; электронная обработка данных; автоматическая коррекция тестовых позиций; и хранение тестовых данных (Информация о, 2012). Этот инструмент выбран потому, что его точность и повторяемость улучшены по сравнению с традиционными молотками для испытаний бетона.Собранные данные затем используются для разработки и проверки регрессионных моделей ИИ.

РИСУНОК 1 . Отбойный молоток N-PC типа Silver Schmidt.

ИНС — это методы машинного обучения, основанные на биологических нейронных системах мозга. ИНС состоит из взаимосвязанных узлов (искусственных нейронов), и эти узлы могут принимать, обрабатывать и передавать сигналы искусственным нейронам, подключенным к ним. Каждый искусственный нейрон имеет взвешенные входы, одну передаточную функцию и один выход.Хотя отдельный нейрон может выполнять определенные простые задачи, реальная вычислительная мощность исходит от взаимосвязанных нейронов. Обычно эти взаимосвязанные нейроны объединяются во входной слой, скрытый слой (и) и выходной слой. Сигналы принимаются входным слоем и затем передаются через скрытый слой (и) и выходной слой. Такие системы могут учиться на примерах, не будучи запрограммированными на конкретные задачи (Zupan and Gasteiger, 1991; Gurney, 2014). Типичная трехслойная нейронная сеть показана на рисунке 2 с одним входным слоем, одним скрытым слоем и одним выходным слоем.

РИСУНОК 2 . Трехслойные ИНС.

В скрытом слое нейроны получают сигналы активации от нейронов входного слоя. Сигнал активации, поступающий в каждый нейрон, представляет собой взвешенную сумму всех сигналов от входного слоя. Эта взвешенная сумма всех сигналов (также известная как сигнал активации) показана в формуле. 1. В формуле. 1, x _j — сигнал активации, который принимает нейрон j в скрытом слое; I _i — это i -й нейрон во входном слое, а W _ij — вес связи между нейроном j в скрытом слое и нейроном входного слоя I _и .После получения сигналов активации нейрон генерирует выходной сигнал с помощью заранее определенной функции активации. Одной из наиболее распространенных функций активации является сигмовидная функция, проиллюстрированная в формуле. 2. В формуле. 2, x _j — вход для нейрона j в скрытом слое, а h _j — выход нейрона j . Сигмоидальные функции преобразуют входные значения в выходные значения от 0 до 1.

Выходные данные нейронов скрытого слоя затем передаются на выходной уровень.Как показано в формуле. 3, h _j — выход нейрона j и W _jk — вес связи между нейронами j и k. y _k — сигнал активации, полученный нейроном выходного слоя k , взвешенная сумма входов в нейрон выходного слоя k . На выходном уровне функция активации преобразует полученные сигналы активации и генерирует выходные данные нейронных сетей.Как показано в формуле. 4, o _k — результат модели нейронной сети после преобразования сигмоидной функции. Для контролируемых нейронных сетей ошибка модели E ( W ) затем вычисляется путем сравнения желаемого (или фактического) значения d _k и выходных данных модели o _k , как рассчитано. в уравнении. 5.

При разработке модели нейронной сети функция ошибок E ( W ) сводится к минимуму, чтобы найти наиболее подходящую модель.Одним из самых популярных методов минимизации ошибки является алгоритм обратного распространения (BP). В алгоритме BP ошибки, полученные на выходных слоях, распространяются обратно на скрытый слой, а затем на входной уровень. В процессе BP обновляются веса связи между всеми нейронами в сетях. С обновленными весами выходной сигнал сети пересчитывается. Ошибка, полученная из обновленной нейронной сети, распространяется обратно, чтобы снова обновить веса. Этот процесс повторяется для минимизации ошибки, пока не будет найдена наиболее подходящая модель.

ИНС успешно применяются во многих областях исследований для прогнозирования. Некоторые исследователи успешно адаптировали ИНС для прогнозирования прочности бетона на сжатие с использованием входных переменных, таких как возраст, портландцемент, вода, песок, щебень, высокодисперсный водоредуцирующий агент и летучая зола (Topçu and Sarıdemir, 2008). Это исследование также использует ИНС для разработки модели прогнозирования прочности бетона.

SVM, впервые разработанные Вапником (2013), представляют собой контролируемые методы машинного обучения, основанные на теории статистического обучения.Как показано на рисунке 3, SVM сначала выполняют нелинейное отображение выборочных данных в пространство признаков более высокого измерения, а затем выборочные данные могут быть классифицированы с использованием линейной модели. Φ указывает функцию преобразования для нелинейного отображения.

РИСУНОК 3 . Отображение SVM более высокого измерения.

SVM были впервые разработаны для классификации; Drucker et al. далее предложили использовать концепции регрессии (Drucker et al., 1997), также известной как регрессия опорных векторов.Концепции регрессии опорных векторов кратко описаны ниже (Smola and Schölkopf, 2004).

Для данного набора данных D = {(xi, di)} in, x _i — входной вектор, d _i — желаемое (целевое) значение и n — размер набора данных. С помощью нелинейного отображения (Φ) входного вектора нелинейная регрессия в пространстве более низкой размерности может быть затем представлена ​​линейной регрессией в пространстве признаков более высокой размерности, как показано в уравнении.6.

, где ω — вектор весов, Φ — пространство признаков более высокой размерности, а b — смещение.

Основные понятия поддержка векторной регрессии для минимизации структурных рисков. Путем минимизации функции штрафа за риск можно получить ω и b , как показано ниже (Smola and Schölkopf, 2004):

RSVR (C) = C × 1n∑i − 1nLε (di, yi) + 12‖ω ‖2, (7)

где

Lε = {| d − y | −εif | d − y | ≥ε0, в противном случае, (8)

где C × 1 / n∑i − 1nLε (di, yi) — оценка риска на основе Lε ( ε -нечувствительная функция потерь) в уравнении.7, y _i — цель, 1 / 2‖ω‖2 — штрафная статья для оценки структурного риска, а C — штрафная константа.

Путем введения переменных запаса можно оценить ξ и ξ ^* , ω и b . Затем новая целевая функция отображается как.

Минимизировать

RSVM (ω, ξ (∗)) = C × 1n∑i − 1n (ξi + ξi ∗) + 12‖ω‖2 (9)

С учетом

di − ωφ (xi) −bi≤ε + ξiωφ (xi) + bi − di≤ε + ξi ∗ ξ (∗) ≥0 (10)

Множители Лагранжа, a _i и a _i ^* , затем можно включить, и решающая функция SVM принимает вид

f (x, ai, ai ∗) = ∑i = 1n (ai − ai ∗) K (x, xi) + b (11)

Затем множители Лагранжа , a _i и a _i ^* , приняты в целевой функции штрафа, как показано ниже:

Максимизировать

R (ai, ai ∗) = ∑i = 1ndi (ai − ai ∗) — ε (ai + ai ∗) — 12∑i = 1n∑j = 1n (ai − ai ∗) (aj − aj ∗) K (x, xi) (12)

С учетом

∑i = 1n (ai − ai ∗) = 0,0≤ai≤Ci = 1,2 ,…, n0≤ai ∗ ≤Ci = 1,2, …, n (13)

Функция ядра, K ( x _i , x _j ), является внутреннее произведение x _i и x _j в соответствующих пространствах признаков ψ ( x _i ) и ψ ( x _{j (xi, xj) = φ (xi) ∗ φ (xj).}

По сравнению с ИНС, которые иногда критиковались как черный ящик приближения, поддержка векторной регрессии может быть теоретически проанализированы с использованием вычислительной теории обучения (Smola и Schölkopf, 2004; Anguita и др., 2010). Результаты нескольких исследований показали, что SVM могут обеспечивать лучшие результаты прогнозирования по сравнению с ANN (Kim, 2003; Huang et al., 2005). В результате в этом исследовании используется опорная векторная регрессия как один из методов прогнозирования ИИ при разработке модели.

ANFIS — это разновидность ИНС, основанная на системе нечеткого вывода Такаги – Сугено (Jang, 1993). Это гибридная интеллектуальная система, которая объединяет человеческий стиль рассуждений нечетких систем и структуру обучения нейронных сетей.Нечеткие правила «если – то» включаются в систему вывода, чтобы система могла научиться приближать нелинейные функции на основе выборочных данных. ANFIS основан на нечеткой модели Сугено первого порядка, предложенной Такаги и Сугено. Учитывая две входные переменные (x и y) и одну выходную переменную (z), с нечеткой моделью Сугено, ANFIS включает алгоритмы обучения в ИНС для определения параметров в предпосылках и последующих частях нечетких правил (Abraham, 2005). . Структура модели ANFIS с двумя входными переменными (x и y) и одной выходной переменной (z) показана на рисунке 4.

РИСУНОК 4 . Модель ANFIS.

Функции каждого уровня в этой структуре ANFIS представлены ниже (Abdulshahed et al., 2015):

Уровень 1 — это входной уровень, который предназначен для фаззификации входных данных. На этом уровне входные переменные отображаются в нечеткие множества. Каждый узел представляет собой адаптивный узел с функцией узла.

O1, i = µAi (x) для i = 1, 2 (14) или O1, i = µBi (y) для i = 1,2 (15)

x и y являются входами для узла i ; O _{1, i} — это степень принадлежности нечеткого множества A (функции принадлежности A1, A2) или нечеткого множества B (функции принадлежности B1, B2).Типичная колоколообразная функция принадлежности в этом слое может быть выражена как

мкА (x) = 11 + | x − ciai | 2bi (16)

В уравнении. 16, a , b и c — параметры для функции принадлежности u (x) . Эти параметры определяют форму функции принадлежности и называются параметрами предпосылки.

Уровень 2 — это уровень правил, который вычисляет произведение всех сигналов, поступающих на узлы. Каждый узел на этом уровне является фиксированным узлом, и выходные данные этого уровня являются продуктом всех входящих сигналов или полученными от min (И) в нечетких наборах.Каждый узел представляет собой силу действия правила. Его можно вычислить как

O2, i = wi = µAi (x) µBi (y) для i = 1,2 (17) или O2, i = wi = min (µAi (x), µBi (y)) для i = 1,2 (18)

Третий уровень — это уровень нормализации, который нормализует силу срабатывания каждого узла. Каждый узел в этом слое также является фиксированным узлом, и выходные данные называются нормализованной активностью этого узла. Выходные данные узла i -го получают путем вычисления отношения силы стрельбы по правилу -1-го правила к сумме мощностей стрельбы всех правил.Его можно рассчитать как

O3, i = w¯ = wiw1 + w2 для i = 1, 2 (19)

Уровень 4 — это слой вывода, который предназначен для дефаззификации. Каждый узел на этом уровне является адаптивным узлом. Он берет выходные данные из уровня 3 и затем умножает их на соответствующие параметры. Его можно рассчитать как

O4, i = w¯ifi = w¯i (pix + qiy + ri) (20)

В уравнении. 20, wi¯ — нормализованная огневая сила из слоя 3, и { p ​​ _i , q _i , r _i } являются соответствующими последующими параметрами для этого узла.

Уровень 5 — это выходной уровень, который вычисляет общий вывод. В этом слое есть только один фиксированный узел. Он рассчитывает общий выход как сумму всех входящих сигналов и может быть выражен как

O5, i = ∑iw¯ifi = ∑iwifi∑iwi (21)

В структуре ANFIS параметры помещения обычно являются нелинейными, а соответствующие параметры обычно линейны. Это очень усложняет процесс оптимизации параметров. Джанг (Jang, 1993) предлагает гибридный алгоритм обучения для решения этой проблемы.Он включает в себя прямой и обратный процесс. В прямом проходе параметры предпосылки сначала фиксируются, и алгоритм использует метод наименьших квадратов для определения последующих параметров на уровне 4. После сравнения выходных данных модели и желаемых выходных данных и получения ошибок, ошибки распространяются обратно на первый уровень, и параметры предпосылки обновляются методом градиентного спуска в обратном проходе. Этот процесс вперед / назад повторяется много раз, пока ошибки не попадут в пределы допуска.С момента своего появления ANFIS был принят для разработки моделей прогнозирования во многих различных исследовательских дисциплинах и способен давать хорошие результаты прогнозирования (Vural et al., 2009; Boyacioglu and Avci, 2010; Abdulshahed et al., 2015).

Основываясь на соответствующих исследованиях, в данном исследовании предпринимается попытка применить три метода искусственного интеллекта (ИНС, SVM и ANFIS) для дальнейшего изучения взаимосвязи между измерениями относительной влажности на месте и фактической прочностью бетона на сжатие.

Сбор данных

Для сбора данных исследователи сотрудничали с сертифицированной государством лабораторией по испытанию материалов и Китайской ассоциацией профессиональных инженеров-строителей.Испытания относительной влажности проводились на неструктурных балках в подвале большого жилого комплекса, как показано на Рисунке 5. Для единообразия все измерения с помощью молотков проводились одним и тем же персоналом. Тщательно соблюдались спецификации ASTM 805 и CNS 10732 для испытаний на относительную влажность. После испытаний на относительную влажность были отобраны образцы керна для определения фактической прочности на сжатие. Чтобы ограничить повреждение конструкции из-за образования керна, профессиональные инженеры тщательно выбрали места для проведения испытаний. Чертежи проекта были тщательно проверены, чтобы избежать появления арматуры в испытательных зонах.Перед проведением испытания участки для испытаний были повторно исследованы, чтобы избежать сильно текстурированных или мягких поверхностей или поверхностей с рыхлым строительным раствором. Цифровой правый датчик удерживали так, чтобы поршень располагался перпендикулярно испытуемой поверхности. Для каждой испытательной зоны было снято десять показаний, и все расстояния между точками ударов превышали 25 мм. После каждого удара отпечаток, сделанный на поверхности, исследовался, чтобы увидеть, раздавил ли удар или пробил воздушную пустоту у поверхности. В таком случае показание не принималось во внимание, и проводилось другое показание.

РИСУНОК 5 . На месте Испытание отбойным молотком.

Чтобы получить фактическую прочность на сжатие, образцы керна были взяты в том же месте, а затем возвращены в лабораторию для испытаний на разрушающее сжатие. Чертежи проекта были тщательно проверены, и профессиональные инженеры проконсультировались при определении мест проведения испытаний (в основном в средней трети секции балки). Чтобы избежать повреждения арматурного стержня, были использованы детекторы арматуры для подтверждения местоположения арматуры до начала бурения.Кроме того, сразу после бурения пустота была заполнена малоусадочным бетоном. Все колонковые бурения проводились одной и той же профессиональной командой из местной лаборатории по испытанию материалов. Все образцы керна были взяты и подготовлены в соответствии со спецификациями CNS 1238 A3051 (метод испытаний для получения и испытания пробуренных образцов керна из бетона). После бурения керна поверхностная вода была вытерта, и образец хранился в неабсорбирующем контейнере. Перед испытанием на сжатие концы образцов керна распиливали так, чтобы они были плоскими и перпендикулярными продольной оси.Размер образцов для испытаний 7,5 Φ × 10 см.

Подвал в основном предназначен для парковки, и на момент проведения испытаний строительство здания приближалось к завершению. Всего для испытаний RH было выбрано 100 малых балок, и эти балки имеют одинаковые размеры (50 см в ширину и 70 см в глубину). Для каждого луча было проведено всего 10 измерений относительной влажности в одном месте. Для проведения испытаний использовался электронный RH Silver Schmidt N-Type. После испытаний на относительную влажность образцы керна были взяты в тех же местах, как показано на Рисунке 6.Испытания на относительную влажность, сбор образцов керна и испытания на сжатие проводились в течение 4 недель. Эти пробуренные образцы керна были доставлены обратно в лабораторию и тщательно обработаны после сверления. Для определения прочности на сжатие были проведены испытания на разрушающее сжатие на 200-тонной машине для испытания бетона на сжатие HT-8391. Собранные данные были использованы для разработки и тестирования моделей прогнозирования ИНС, SVM и ANFIS.

РИСУНОК 6 . Отбойный молоток и расположение образца керна.

Следует отметить, что перед проведением экспериментов исследовательская группа попросила владельца установки подписать конфиденциальное соглашение. В результате общественности может быть раскрыта только ограниченная информация о результатах исследования. Описательная статистика испытаний на относительную влажность и испытаний на прочность на сжатие образцов керна представлена ​​в таблице 1.

ТАБЛИЦА 1 . Сводка результатов испытаний отбойного молотка и образца керна.

Разработка и проверка модели

Всего для этого исследовательского анализа было собрано 100 данных тестовых образцов RH.Данные используются для разработки и проверки моделей прогнозирования регрессии и искусственного интеллекта (ИНС, SVM и ANFIS). Среди 100 выборок 80 из них случайным образом выбираются в качестве набора обучающих данных, а оставшиеся 20 образцов назначаются как набор данных тестирования. Для согласованности все модели прогнозирования используют одни и те же 80 случайно выбранных выборок для разработки моделей, а те же 20 выборок используются для проверки моделей.

Некоторые исследователи включили дополнительные факторы (такие как соотношение вода: цемент, размер заполнителя и возраст) в качестве входных переменных в свои модели прогнозирования.Тем не менее получить эти свойства для существующих конструкций сложно (иногда невозможно). Таким образом, это исследование использовало только измерения относительной влажности в качестве входных данных для модели. Для каждого испытательного участка было проведено в общей сложности 10 измерений отскока, как показано на Рисунке 6. Эти измерения были сначала записаны в испытательном молотке, а затем были рассчитаны средние значения и стандартные отклонения. Все модели, предлагаемые в этом исследовании, имеют две входные переменные (среднее и стандартное отклонение измерений относительной влажности) и одну выходную переменную (фактическая прочность бетона на сжатие).Что касается меры точности предсказания модели, это исследование использует MAPE для сравнения точности предсказания между предложенными моделями. MAPE широко используются для оценки точности прогнозов для моделей искусственного интеллекта (Nurcahyo, Nhita, 2014; Priya, Iqbal, 2015; Ramasamy et al., 2015). MAPE рассчитывается с использованием следующего уравнения:

MAPE = 1n∑i = 1n | Ai − PiAi | (22)

, где A _i — фактическая прочность на сжатие, P _i — модель вывод, а n — общее количество данных.

В дополнение к MAPE, среднеквадратичная ошибка (RMSE) также вычисляется в качестве альтернативного измерения прогнозирования для моделей. По сравнению с MAPE, RMSE подчеркивает большие ошибки, как показано в следующем уравнении:

RMSE = 1n∑i = 1n (Ai-Pi) 2 (23)

Кроме того, учтенная дисперсия (VAF) между фактическим (желаемым) значением и прогноз модели (выход) также рассчитывается с использованием следующего уравнения (Kumar et al., 2013):

VAF = (1-var (A-P) Var (A)) × 100% (24)

Если выходные значения все равны желаемым значениям, MAPE и RMSE равны 0; VAF равен 100%.

Регрессионные модели

Сначала строятся диаграммы рассеяния собранных данных и исследуются возможные взаимосвязи между средними измерениями относительной влажности и фактической прочностью на сжатие. Затем проводятся простые линейные и нелинейные регрессии, чтобы увидеть, могут ли простые регрессионные модели дать хорошие результаты прогнозирования. Случайно выбранные 80 обучающих данных используются для разработки моделей линейной и нелинейной регрессии, как показано на рисунках 7, 8.

РИСУНОК 7 . Диаграмма рассеяния линейной регрессии.

РИСУНОК 8 . Диаграмма рассеяния нелинейной регрессии.

Полученная функция линейной регрессии равна

. Для модели линейной регрессии MAPE, полученное из данных обучения, составляет 17,88%, а RMSE составляет 90,81 кгс / см ² .

Полученная функция нелинейной регрессии:

y = 181,38 e0,0182 x (26)

Для модели нелинейной регрессии MAPE, полученное из данных обучения, составляет 16,62%, а RMSE — 92,4 кгс / см ² .

После получения уравнений регрессии оставшиеся 20 данных тестирования используются для проверки моделей регрессии.Средние значения отскока из набора данных испытаний вводятся в уравнения для получения прогнозов прочности бетона на сжатие. Затем результаты прогноза сравниваются с фактической прочностью на сжатие, полученной в результате испытаний на разрушающее сжатие образца керна. MAPE, VAF и RMSE, рассчитанные для модели линейной регрессии, составляют 15,67%, 21,58% и 103,07 кгс / см ² , соответственно. Для моделей нелинейной регрессии полученные MAPE, VAF и RMSE составляют 16,75%, 19,13% и 110.79 кгс / см ² соответственно.

Результаты прогноза показывают, что как модели линейной, так и нелинейной регрессии имеют MAPE более 15%. Подобные результаты наблюдаются и в других исследованиях, указывающих на то, что традиционные методы линейной и нелинейной регрессии могут не дать хороших результатов прогнозирования (Wei, 2012; Mishra et al., 2019). Для повышения точности прогнозирования в этом исследовании предлагаются альтернативные модели прогнозирования, основанные на методах ИИ (ИНС, SVM и ANFIS).

Модели искусственных нейронных сетей

В данном исследовании используется NeuroSolutions 7.0 для разработки модели сети BP (BPN) для оценки прочности бетона на сжатие. В процессе разработки модели ИНС изучаются такие параметры, как количество скрытых слоев, количество нейронов в каждом слое, тип передаточных функций и правила обучения, чтобы получить лучшие модели прогнозирования. Для этого исследования разработаны модели ИНС как с одним, так и с двумя скрытыми слоями. Также исследуются разное количество нейронов в каждом слое, передаточные функции и правила обучения. Другими словами, применяется метод проб и ошибок, чтобы получить лучшую настройку параметров модели.Пожалуйста, обратитесь к Таблице 2 для получения подробной информации о настройке параметров модели ИНС.

ТАБЛИЦА 2 . Настройка модели ИНС.

В наборе обучающих данных 80 образцов (включая 10 образцов перекрестной проверки) и 20 образцов в наборе данных тестирования. Чтобы найти лучшую модель прогнозирования ИНС, параметры ИНС исследуются методом проб и ошибок. После нескольких испытаний было обнаружено, что лучшие результаты (меньшие ошибки обучения) получаются при использовании передаточной функции «TanhAxon» и правила обучения «Levenberg-Marquardt» (LM).Функция передачи TanhAxon применяет функцию смещения и tanh к каждому нейрону в слое. Это сужает диапазон каждого нейрона в слое до значений от -1 до 1. Алгоритм LM является стандартной техникой для нелинейных задач наименьших квадратов, и его можно рассматривать как комбинацию наискорейшего спуска и метода Гаусса-Ньютона.

Наилучшие результаты обучения, полученные для сети с одним скрытым слоем, составляют от 2 до 5-1 (два входа, пять элементов процесса в скрытом слое и один выход) модели ИНС.Полученные значения MAPE и RMSE составляют 16,82% и 101,21, соответственно, из набора обучающих данных. Эта модель проверена на 20 образцах с использованием набора данных тестирования. MAPE, VAF и RMSE, полученные из модели ИНС с одним скрытым слоем, составляют 14,77%, -33,88% и 92,67, соответственно, при проверке с использованием данных тестирования.

Модели ИНС с двумя скрытыми слоями также разрабатываются с использованием того же набора обучающих данных. Изучены различные настройки параметров, чтобы уменьшить ошибки обучения. Наилучшие результаты обучения, полученные от сети с двумя скрытыми слоями, относятся к модели ИНС от 2-5 до 5-1 (два входа, пять элементов процесса в первом и втором скрытых слоях и один выход).Соответствующие MAPE и RMSE, полученные из обучающих данных, составляют 11,9% и 85,36 ​​соответственно, что ниже, чем для модели с одним скрытым слоем. Ошибки обучения и проверки для этой модели ИНС показаны на рисунке 9.

РИСУНОК 9 . Ошибка обучения и проверки модели ИНС (2-5-5–1).

Затем модель с двумя скрытыми слоями проверяется с помощью 20 образцов из набора данных тестирования. MAPE, VAF и RMSE, полученные из данных тестирования, составляют 12,37%, -30,68% и 88.45 соответственно, что также ниже, чем у модели с одним скрытым слоем. Желаемые значения (фактическая прочность на сжатие) и выходные данные модели представлены на диаграмме рассеяния, как показано на рисунке 10. Если выходные данные модели равны желаемому значению, они должны попасть на красную линию. На Рисунке 11 также нанесена линейная диаграмма желаемой и выходной прочности на сжатие модели. Чтобы лучше понять отдельные ошибки между желаемыми значениями и выходными данными модели, на рисунке 12 представлена ​​остаточная гистограмма тестовых выборок.

РИСУНОК 10 . Диаграмма рассеяния модели ИНС (2-5-5–1).

РИСУНОК 11 . Линейный график модели ИНС (2-5-5–1).

РИСУНОК 12 . Остаточная гистограмма модели ИНС (2-5-5–1).

Из вышеизложенного можно заметить, что большую часть времени прогнозируемые значения (выходы модели) меньше желаемых значений. Это указывает на то, что эта модель ИНС имеет тенденцию к недооценке. Кроме того, имеется 10 образцов с невязкой более 50 кгс / см ² , что может способствовать низкой точности прогноза.Результаты обучения и тестирования моделей ИНС с одним и двумя скрытыми слоями приведены в таблице 3.

ТАБЛИЦА 3 . Результаты модели ИНС.

Модели регрессии опорных векторов

В данном исследовании используется SVM наименьших квадратов (LSSVM) в Matlab R2018a для разработки модели регрессии опорных векторов. Те же 80 обучающих данных, которые использовались при разработке модели ИНС, используются для разработки регрессионной модели LSSVM.

Для регрессионных моделей SVM обычно существует четыре типа функций ядра: линейные, полиномиальные, сигмоидальные и ядра радиальной базисной функции (RBF).Среди них RBF благоприятен своей способностью справляться с нелинейностью и высокоразмерными вычислениями, а также эффективностью снижения сложности входных данных путем корректировки C и γ (Hsu et al., 2003), где C — стоимость функции потерь SVM с мягким запасом, а гамма — это свободный параметр RBF. Для этого исследования параметры регрессии опорных векторов получены методом проб и ошибок. Различные значения C и γ исследуются для получения наилучшей модели SVM с набором обучающих данных, как показано в таблице 4.

ТАБЛИЦА 4 . Настройки параметров SVM и ошибка обучения.

Из таблицы 4, наилучшее обучающее MAPE, полученное для модели SVM, составляет 15,13%, а соответствующие значения C и γ равны 2 и 5000 соответственно.

Затем эта модель проверяется на 20 образцах из набора данных тестирования. Требуемые значения (фактическая прочность на сжатие) и опорных векторов регрессионной модели представлены выходы в диаграмме рассеяния, как показано на рисунке 13. Красная линия показывает 100% точности прогнозирования.MAPE, VAF и RMSE, полученные для этой модели регрессии поддержки, составляют 16,08%, 6,05% и 99,05 соответственно. Линейный график желаемых и модель вывода прочности на сжатие представлена ​​на рисунке 14. остаточная гистограмма тестирования образцов представлена ​​на рисунке 15. Результаты показывают, что модель регрессии опорных векторов не является точным по сравнению с моделью ИНС.

РИСУНОК 13 . Поддержка векторной регрессионной модели рассеивания

РИСУНОК 14 .Линейный график модели регрессии вектора поддержки.

РИСУНОК 15 . Гистограмма остатков модели векторной регрессии.

Адаптивные сетевые модели нечеткого вывода

Модель ANFIS разработана в среде Matlab 2018a. Те же 80 обучающих выборок, которые использовались при разработке моделей ИНС и SVM, также используются для разработки модели ANFIS. При разработке моделей ANFIS исследователи могут выбирать различное количество и типы функций принадлежности. Исследователи разработали три различных набора моделей (модели с тремя, пятью и восемью функциями принадлежности).Для каждой настройки функции принадлежности в Matlab 2018 есть восемь различных типов на выбор: треугольный (trimf), трапециевидный (trapmf), обобщенный колоколообразный (gbell), гауссовский (gauss1), гауссовский (gauss2), pi-образный. (pimf), разница между двумя сигмоидальными (dsigmf) и произведение двух сигмоидальных функций принадлежности (psigmf). Каждый из них опробован при разработке модели ANFIS, чтобы найти лучшие результаты прогнозирования.

В настройке модели уровень допуска установлен на 0, а обучение настроено на повторение 1000, 2000 и 3000 раз.Диаграмма ошибок обучения для модели с тремя сигмовидными функциями принадлежности (dsigmf) показана на рисунке 16.

РИСУНОК 16 . Ошибка обучения модели ANFIS.

Модели ANFIS с тремя, пятью и восемью функциями принадлежности разрабатываются с использованием различных типов функций принадлежности. Модели, которые дают наилучшие результаты обучения, приведены в Таблице 5. Для моделей с тремя функциями принадлежности ([3, 3]) лучший MAPE, 10,45%, достигается с помощью сигмоидальных функций принадлежности (dsigmf).Для моделей с пятью функциями принадлежности ([5, 5]) лучший MAPE, 10,10%, получается с трапецеидальными функциями принадлежности (trapmf). Для моделей с восемью функциями принадлежности ([8, 8]) лучший MAPE, 9,11%, достигается с функцией принадлежности trapmf.

ТАБЛИЦА 5 . Результаты обучения модели ANFIS.

После определения лучшей обучающей модели ([8, 8]), функции принадлежности trapmf), оставшиеся 20 тестовых образцов (невидимые для модели данные) используются для получения прогнозов прочности бетона на сжатие.Требуемые значения (фактическая прочность на сжатие) и поддержка векторной модели регрессии выходы представлены в диаграмме рассеяния, как показано на рисунке 17. Линия график желаемого и выходного ANFIS модель представлена ​​на рисунке 18. Остаточный гистограмма испытаний образцов представлена на рисунке 19. Полученные значения MAPE, VAF и RMSE составляют 10,01%, -58,58% и 62,46 соответственно.

РИСУНОК 17 . Диаграмма рассеяния модели ANFIS

РИСУНОК 18 . Линейный график модели ANFIS.

РИСУНОК 19 . Остаточная гистограмма модели ANFIS.

Результаты прогноза показывают, что MAPE в наборах данных для обучения и тестирования, полученных из трех моделей на основе ИИ, лучше, чем 20% MAPE, наблюдаемые в ходе предыдущих исследований. Среди них модель ANFIS дает лучшую точность прогнозов как с самым низким MAPE обучения (9,11%), так и с тестированием MAPE (10,01%).

Чтобы проверить надежность результатов прогноза, для проверки модели ANFIS используется K-кратная перекрестная проверка.При K-кратной перекрестной проверке часть доступных данных используется для разработки модели, а другая часть данных используется для ее тестирования. K-кратная перекрестная проверка также известна как перекрестная проверка с исключением по одному (Hastie et al., 2009). Для этого исследования данные разделены на пять частей равного размера. В каждой из пяти частей по 20 сэмплов, всего 100 сэмплов. Сначала выбираются четыре части для разработки модели прогнозирования, а пятая часть используется для вычисления ошибки прогнозирования.Затем выбираются еще четыре части для разработки модели, а оставшаяся часть используется для тестирования модели. Этот процесс повторяется пять раз, пока все пять частей не будут использованы для тестирования модели прогнозирования. Среднее значение MAPE и стандартное отклонение пятикратной перекрестной проверки составляет 9,90% и 2,28% соответственно. Среднее значение RMSE и стандартное отклонение пятикратной перекрестной проверки составляют 58,67 и 8,93 соответственно. Этот результат показывает, что с различными комбинациями данных обучения и тестирования модели ANFIS могут обеспечивать согласованную точность прогнозов.

Таким образом, в этом исследовании было собрано в общей сложности 100 данных испытаний относительной влажности и керна на месте для разработки конкретных моделей оценки сжатия. Среди них 80 образцов были случайным образом отобраны для обучения моделей, а оставшиеся 20 образцов были использованы для проверки модели. Сначала были разработаны и протестированы модели линейной и нелинейной регрессии. Точности прогноза прочности на сжатие (измеренные с помощью MAPE), полученные на основе моделей линейной и нелинейной регрессии, составляют 15,66 и 16.75%, соответственно, что не показывает значительного улучшения по сравнению с предыдущими исследованиями. Впоследствии модели на основе ИИ (ИНС, SVM и ANFIS) были разработаны и проверены с использованием тех же наборов данных для обучения и тестирования. Для каждой модели были исследованы различные параметры модели, чтобы добиться более низкой ошибки обучения и более высокой точности прогнозирования. Среди этих моделей модель ANFIS дала лучшие результаты обучения и тестирования с самыми низкими MAPE для обучения и тестирования — 9,11 и 10,01% соответственно.Результаты разработки и проверки модели в результате этого исследования приведены в Таблице 6. Из Таблицы 6 можно заметить, что как модели ИНС, так и ANFIS могут генерировать более высокую точность прогнозов по сравнению с традиционными моделями линейной и нелинейной регрессии. Подобно результатам исследования Вэй (Wei, 2012), модель ANFIS может давать самые низкие ошибки прогноза при использовании измерения относительной влажности для измерения прочности бетона на сжатие.

ТАБЛИЦА 6 . Сводка результатов проверки модели.

Выводы и рекомендации

Для дальнейшего изучения взаимосвязи между измерениями при испытании RH на месте и фактической прочностью бетона на сжатие, в этом исследовании используются методы искусственного интеллекта для разработки моделей прогнозирования прочности на сжатие. Всего на большом жилом комплексе собрано 100 тестовых данных. Собранные данные используются для разработки и проверки традиционных регрессионных моделей, а также моделей на основе искусственного интеллекта (модели ANN, SVM и ANFIS).Для традиционных регрессионных моделей MAPE, рассчитанные для линейной и нелинейной моделей, составляют 15,66 и 16,75% соответственно. Для модели ИНС лучшие результаты прогнозирования получаются для сети с двумя скрытыми уровнями (2-5–5-1), а полученное значение MAPE составляет 12,37%. Для модели регрессии опорных векторов, лучший MAPE полученный 16,08%. Соответствующие параметры для наилучшей модели регрессии опорных векторов: C = 2 и γ = 5000. Для этого исследования модель ANFIS дает наилучшую точность прогнозов с MAPE 10.01%, когда модель проверена с использованием данных тестирования. Этот результат получается из модели ANFIS с восемью функциями принадлежности для двух входных переменных ([8, 8]), а тип функции принадлежности — trapmf. Также проводится K-кратная перекрестная проверка, и результаты показывают, что модель ANFIS имеет последовательные ошибки прогнозирования при проверке с использованием различных данных. Результаты исследования показывают, что методы искусственного интеллекта могут быть использованы для разработки моделей прогнозирования прочности бетона на сжатие с использованием результатов испытаний на месте RH.Точность прогнозов выше по сравнению с результатами предыдущих исследований.

Следует отметить, что измерения относительной влажности в значительной степени связаны с ближней поверхностью тестового объекта. Поэтому рекомендуется комбинировать испытания RH с другими методами неразрушающего контроля (такими как испытания UPV) для улучшения оценок прочности бетона на сжатие. Результаты исследований показали, что метод SonReb (тест UPV + RH) (Rilem Report TC43-CND, 1993) может улучшить оценки прочности бетона при неразрушающем контроле (Nobile, 2015; Rashid and Waqas, 2017; Pereira and Romão, 2018).Для этого исследования результаты получены из 100 собранных данных. В целях повышения надежности предлагается собрать больше выборочных данных для разработки и проверки модели.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, представленные в этой статье, недоступны, потому что конфиденциальные соглашения подписываются до того, как авторам будет разрешено проводить эксперименты. Запросы на доступ к наборам данных следует направлять по адресу [email protected].

Заявление об этике

Письменное информированное согласие было получено от лица (лиц) на публикацию любых потенциально идентифицируемых изображений или данных, включенных в эту статью.

Вклад авторов

Y-RW разработал представленную идею, руководил экспериментами и анализом. Y-LL и D-LC провели эксперимент, разработали модели и проанализировали данные. Y-RW взял на себя инициативу в написании рукописи с помощью Y-LL и D-LC.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Этот материал основан на работе, поддержанной Министерством науки и технологий ТАЙВАНЯ в рамках гранта No. МОСТ 103‐2221 ‐ Е ‐ 151‐053.

Ссылки

Абдулшахед А.М., Лонгстафф А.П. и Флетчер С. (2015). Применение прогнозных моделей ANFIS для компенсации тепловых ошибок на станках с ЧПУ. Заявл. Soft Comput. 27, 158–168. DOI: 10.1016 / j.asoc.2014.11.012.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Abraham, A.(2005). Адаптация системы нечеткого вывода с использованием нейронного обучения. Шпилька. Мягкое вычисление нечеткости. 181, 53–83. DOI: 10.1007 / 11339366_3.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Anguita, D., Ghio, A., Greco, N., Oneto, L., and Ridella, S. (2010). «Выбор модели для машин опорных векторов: преимущества и недостатки теории машинного обучения», в Международной совместной конференции по нейронным сетям (IJCNN) 2010 г., Барселона, Испания, 18–23 июля 2010 г. (IEEE), 1–8.

Google Scholar

Asteris, P. G., and Mokos, V. G. (2019). Прочность бетона на сжатие с использованием искусственных нейронных сетей. Neural Comput. Applc. 32, 11807–11826. doi: 10.1007 / s00521-019-04663-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Атоэби, О. Д., Аянринде, О. П., и Олувафеми, Дж. (2019). Сравнение надежности отбойного молотка Шмидта в качестве неразрушающего испытания с испытаниями на прочность на сжатие для различных бетонных смесей. J. Phys.Конф. 1378 (3), 032096. DOI: 10.1088 / 1742-6596 / 1378/3/032096.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Балабин Р. М., Ломакина Е. И. (2011). Поддержка векторной машинной регрессии (SVR / LS-SVM) — альтернатива нейронным сетям (ИНС) для аналитической химии? Сравнение нелинейных методов по данным спектроскопии в ближней инфракрасной области (NIR). Аналитик 136 (8), 1703–1712. DOI: 10.1039 / c0an00387e.

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бишоп, К.М. (2006). Распознавание образов и машинное обучение . Берлин, Германия: Springer.

Google Scholar

Boyacioglu, M. A., and Avci, D. (2010). Адаптивная сетевая система нечеткого вывода (ANFIS) для прогнозирования доходности фондового рынка: пример Стамбульской фондовой биржи, Expert Syst. Appl. 37 (12), 7908–7912. DOI: 10.1016 / j.eswa.2010.04.045.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Brencich, A., Cassini, G., Pera, D., and Riotto, G.(2013). Калибровка и надежность испытания молотком отскока (Шмидта). Civil Eng. Arch. 1 (3), 66–78. DOI: 10.13189 / cea.2013.010303

Google Scholar

Брейсс Д. и Мартинес-Фернандес Дж. Л. (2014). Оценка прочности бетона с помощью отбойного молотка: обзор ключевых вопросов и идей для более надежных выводов. Mater. Struct. 47 (9), 1589–1604. DOI: 10.1617 / s11527-013-0139-9.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Британский институт стандартов (BSI) (1986). Испытание бетона — Часть 202: Рекомендации по испытанию твердости поверхности отбойным молотком . BS 1881-202

Google Scholar

Друкер, Х., Берджес, К. К., Кауфман, Л., Смола, А. Дж., И Вапник, В. (1997). «Поддержка машин векторной регрессии» в Достижения в системах обработки нейронной информации . М., Мозер М., Джордан и Т. Петше (Кембридж, Массачусетс: MIT Press), 155–161.

Google Scholar

Эль-Мир, А., и Нехме, С. Г. (2017). Повторяемость отскока поверхностной твердости бетона при изменении параметров бетона. Построить. Строить. Mater. 131, 317–326. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2016.11.085.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Европейский комитет по нормализации (En) (2012). Испытание бетона в конструкциях — Часть 2: неразрушающий контроль — определение числа отскока . EN 12504-2: 2012

Google Scholar

Герни, К. (2014). Введение в нейронные сети . Бока-Ратон, Флорида: Пресса CRC.

Google Scholar

Hajjeh, H.Р. (2012). Корреляция между разрушающей и неразрушающей прочностью бетонных кубов с использованием регрессионного анализа. Contemp. Англ. Sci. 5 (10), 493–509.

Google Scholar

Хамидиан, М., Шариати, А., Хануки, М.А., Синаи, Х., Тогроли, А., и Нури, К. (2012). Применение отбойного молотка Шмидта и ультразвуковых методов измерения скорости импульса для мониторинга состояния конструкций. Sci. Res. Очерки 7 (21), 1997–2001. doi: 10.5897 / SRE11.1387

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Hastie, T., Тибширани Р. и Фридман Дж. (2009). Элементы статистического обучения: интеллектуальный анализ данных, вывод и прогнозирование . Берлин, Германия: Springer Science & Business Media.

Google Scholar

Hsu, C. W., Chang, C. C., and Lin, C. J. (2003). Практическое руководство по классификации векторов . Tech. Представитель Департамента компьютерных наук, Национальный университет Тайваня.

Google Scholar

Хуанг, В. Л., Чанг, К. Ю., Чен, В. К., и Мы, К.Н. (2011). Использование ИНС для повышения точности прогнозов отбойных молотков. Тайваньское дорожное строительство 37 (2), 2–18.

Google Scholar

Хуанг, В., Накамори, Ю., и Ван, С.-Й. (2005). Прогнозирование направления движения фондового рынка с помощью машины опорных векторов. Comput. Опер. Res. ,; 32 (10), с. 2513–2522. DOI: 10.1016 / j.cor.2004.03.016.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ифар, М. (2012). Модели прогнозирования характеристик ANN и ANFIS для гидроударов. Tunn. Undergr. Space Technol. 27 (1), 23–29. DOI: 10.1016 / j.tust.2011.06.004.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jang, J.-S. Р. (1993). ANFIS: система нечеткого вывода на основе адаптивных сетей. IEEE Trans. Syst. Мужчина. Киберн. 23 (3), 665–685. DOI: 10.1109 / 21.256541.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ким, К. Дж. (2003). Прогнозирование финансовых временных рядов с использованием опорных векторных машин. Нейрокомпьютинг 55 (1-2), 307–319.DOI: 10.1016 / s0925-2312 (03) 00372-2.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коджаб Д., Мисак П. и Цикрле П. (2019). Характеристическая кривая и ее использование для определения прочности бетона на сжатие с помощью ударного испытания. Материалы 12 (17), 2705. doi: 10.3390 / ma12172705.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кумар, Б. Р., Вардхан, Х., Говиндарадж, М., и Виджай, Г. С. (2013). Регрессионный анализ и модели ИНС для прогнозирования свойств горных пород на основе уровней звука, производимого во время бурения. Внутр. J. Rock Mech. Мин. Sci. 58, 61–72. doi: 10.1016 / j.ijrmms.2012.10.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кумар, К. В., Вардхан, Х., и Мурти, К. С. (2019). Модель множественной регрессии для прогнозирования свойств горных пород с использованием акустической частоты во время операций колонкового бурения. Геомеханика и геоинженерия 15, 1–16. doi: 10.1080 / 17486025.2019.1641631

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mishra, M., Bhatia, A. S., and Maity, D.(2019). Сравнительное исследование регрессии, нейронной сети и нейронечеткой системы вывода для определения прочности на сжатие кирпичной кладки путем объединения данных неразрушающего контроля. Eng. Вычислить . DOI: 10.1007 / s00366-019-00810-4.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нобиле, Л. (2015). Прогноз прочности бетона на сжатие комбинированными неразрушающими методами. Meccanica 50 (2), 411–417. DOI: 10.1007 / s11012-014-9881-5.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Nurcahyo, S., и Нхита, Ф. (2014). «Прогнозирование количества осадков в кемайоране, Джакарта, с использованием гибридного генетического алгоритма (ga) и частично подключенной нейронной сети прямого распространения (pcfnn)», 2-я Международная конференция по информационным и коммуникационным технологиям (ICoICT). Бандунг, Индонезия, 28–30 мая 2014 г., стр. 166–171.

Google Scholar

Перейра, Н., и Ромао, X. (2018). Оценка вариабельности прочности бетона в существующих конструкциях по результатам неразрушающего контроля. Построить. Строить. Mater. 173, 786–800.DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.04.055.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Прия, С.С., Икбал, М.Х. (2015). Прогнозирование солнечной радиации с помощью искусственной нейронной сети. Внутр. J. Comput. Appl. 116 (16), стр. 28–31. doi: 10.5120 / 20422-2722

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Qasrawi, H. Y. (2000). Прочность бетона комбинированными неразрушающими методами просто и надежно предсказывается. Cement Concr. Res. 30 (5), 739–746. DOI: 10.1016 / с0008-8846 (00) 00226-х.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рамасами П., Чандель С. С. и Ядав А. К. (2015). Прогноз скорости ветра в горном районе Индии с использованием модели искусственной нейронной сети. Обновить. Энергия 80, 338–347. DOI: 10.1016 / j.renene.2015.02.034.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рашид К. и Вакас Р. (2017). Оценка прочности на сжатие неразрушающими методами: автоматизированный подход в строительстве. J.Build. Англ. 12, 147–154. DOI: 10.1016 / j.jobe.2017.05.010.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Rezaeianzadeh, M., Tabari, H., Arabi Yazdi, A., Isik, S., and Kalin, L. (2014). Прогнозирование паводков с использованием ИНС, ANFIS и регрессионных моделей. Neural Comput. Appl. 25 (1), 25–37. DOI: 10.1007 / s00521-013-1443-6.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Рекомендация RILEM. (1993). Проект рекомендаций по определению прочности монолитного бетона комбинированными неразрушающими методами. Mater. Struct , 26, 43–49.

Google Scholar

Рохас-Энао, Л., Фернандес-Гомес, Дж., И Лопес-Аги, Дж. К. (2012). Отбойный молоток, скорость импульса и испытания керна в самоуплотняющемся бетоне. ACI Mater. J. 109 (2), 235–243. DOI: 10.14359 / 51683710

Google Scholar

Шариати, М., Рамли-Сулонг, Н. Х., Х., М. М. А., Шафиг, П. и Синаи, Х. (2011). Оценка прочности железобетонных конструкций с помощью ультразвуковых импульсов и испытаний отбойным молотком Шмидта. Sci. Res. Очерки 6 (1), 213–220. doi: 10.5897 / SRE10.879

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ширсат П. Б. и Сингх А. К. (2010). Сравнительное исследование суточной оценки испарения с помощью ИНС, регрессионных и климатических моделей. Водные ресурсы. Manag. 24 (8), 1571–1581. DOI: 10.1007 / s11269-009-9514-2.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Смола, А. Дж., И Шёлкопф, Б. (2004). Учебник по поддержке векторной регрессии. Stat. Comput. 14 (3), 199–222. DOI: 10.1023 / b: stco.0000035301.49549.88.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Szilágyi, K., Borosnyói, A., and Zsigovics, I. (2011). Отскок поверхностной твердости бетона: введение эмпирической конститутивной модели. Построить. Строить. Mater. 25 (5), 2480–2487. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2010.11.070.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Национальные стандарты Китайской Республики (1986). Национальные стандарты Китая (CNS). Методы испытания числа отскока затвердевшего бетона . CNS 10732-1984, Тайвань: CNS

Google Scholar

Topçu, İ. Б. и Саридемир М. (2008). Прогнозирование прочности на сжатие бетона, содержащего летучую золу, с использованием искусственных нейронных сетей и нечеткой логики. Comput. Mater. Sci. 41 (3), 305–311. DOI: 10.1016 / j.commatsci.2007.04.009.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вапник, В. (2013). Природа теории статистического обучения .Берлин, Германия: научные и деловые СМИ Springer.

Google Scholar

Вурал, Ю., Ингам, Д. Б., и Пуркашанян, М. (2009). Прогнозирование характеристик топливного элемента с протонообменной мембраной с использованием модели ANFIS. Внутр. J. Hydrogen Energy 34 (22), 9181–9187. DOI: 10.1016 / j.ijhydene.2009.08.096.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wei, S.H. (2012). Применение адаптивной модели системы нейро-нечеткого вывода для прогнозирования прочности бетона на сжатие от молота Сильвершмидта.Магистерская диссертация. Гаосюн (Тайвань): Национальный университет прикладных наук Гаосюн

Google Scholar

Xu, T., and Li, J. (2018). Оценка пространственной изменчивости бетона с помощью испытания ударным молотком и испытания на сжатие пробуренных кернов. Построить. Строить. Mater. 188, 820–832. DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2018.08.138.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йылмаз И. и Юксек А. Г. (2008). Пример использования искусственной нейронной сети (ИНС) для косвенной оценки параметров горных пород. Rock Mech. Rock Eng. 41 (5), 781–795. doi: 10.1007 / s00603-007-0138-7

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Йилмаз, И., и Кайнар, О. (2011). Множественная регрессия, модели ANN (RBF, MLP) и ANFIS для прогнозирования потенциала набухания глинистых почв. Экспертные системы с приложениями 38 (5), 5958–5966. DOI: 10.1016 / j.eswa.2010.11.027.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zupan, J., и Gasteiger, J. (1991). Нейронные сети: новый метод решения химических задач или просто переходный этап ?. Анал. Чим. Acta 248 (1), 1–30. DOI: 10.1016 / s0003-2670 (00) 80865-х.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Какая минимальная требуемая прочность на сжатие для бетонной кладки?

Если у вас есть вопросы о конкретных продуктах или услугах, которые мы предоставляем, не стесняйтесь обращаться к нам.

FAQ 05-14

С последним изданием Спецификации каменных конструкций (TMS 602-13 / ACI 530.1-13 / ASCE 6-13) в сочетании с требованиями Строительных норм и правил для каменных конструкций (TMS 402-13 / ACI 530-13 / ASCE 5-13) произошли заметные изменения в отрасли бетонных работ. На протяжении десятилетий проектировщикам были предоставлены два метода оценки прочности на сжатие строительных конструкций. Эти две формы соответствия заключались либо в испытании призм (либо призм, построенных на строительной площадке, либо призм, удаленных из существующей кладки) для оценки прочности на сжатие, либо методом измерения прочности на единицу.Последний обычно является предпочтительным методом для многих проектов из-за относительно быстрого и простого процесса с минимальными затратами. Несмотря на простоту и удобство, метод измерения удельной прочности уже давно признан наиболее консервативным из двух вариантов.

Что такое метод единицы измерения прочности?
Метод определения прочности на единицу прочности был разработан с использованием данных испытаний на прочность на сжатие, собранных с 1950-х по 1980-е годы. Проще говоря, результирующий метод, полученный на основе данных испытаний, определил общую прочность сборки на сжатие на основе прочности отдельных единиц и типа раствора, который будет использоваться при проектировании.

Что изменилось?
В течение многих лет таблица метода единицы прочности, опубликованная в TMS 602, оставалась неизменной и основывалась на исходном наборе исторических данных. Осознавая ограничительный консерватизм в расчетных значениях, был начат исследовательский проект [1] по составлению нового набора данных, отражающих текущие методы испытаний и свойства материалов. Это исследование, в свою очередь, было включено в издание TMS 402/602 2013 г., как показано в следующей таблице, которая иллюстрирует корреляцию между прочностью на сжатие единицы, типом раствора и прочностью на сжатие сборки.

¹ Для блоков с номинальной высотой менее 4 дюймов (102 мм) используйте 85 процентов перечисленных значений.

Повышение окончательной проектной прочности блоков каменной кладки — не единственное недавнее изменение. В 2014 году ASTM C90 был пересмотрен, чтобы увеличить минимальную прочность на сжатие блока с 1900 фунтов на квадратный дюйм (13,1 МПа) до 2000 фунтов на квадратный дюйм (13.8 МПа). При использовании перекалиброванной таблицы прочности блока, приведенной выше, бетонный блок, соответствующий минимальным требованиям ASTM C90 и уложенный в растворе типа S или M, обеспечивает прочность на сжатие в сборе, равную 13,8 МПа (2000 фунтов на кв. минимум 1500 фунтов на квадратный дюйм (10,3 МПа), используемый для указанной прочности бетонной кладки на сжатие.

Как эти изменения повлияют на меня?
Благодаря увеличению не только прочности на единицу и прочности на сжатие всей сборки, бетонная кладка может оставаться конкурентоспособной среди других строительных материалов, используемых в строительстве.Производство агрегатов практически не изменилось. Увеличение прочности связано с уменьшением неопределенности данных, используемых для разработки этих расчетных значений, и проверкой прочности, уже присутствующей в современных бетонных элементах кладки.

Список литературы

1. Повторная калибровка метода измерения прочности блоков для проверки соответствия указанной прочности бетонной кладки на сжатие, MR37, Национальная ассоциация бетонных кладок, 2012.(www.ncma.org)
2. Стандартные технические условия для несущих бетонных блоков, ASTM C90-14. ASTM International, 2014.

Прочность на сжатие бетонного сердечника | Структурный мир

thestructuralworld
28 ноября, 2019

Вы когда-нибудь слышали о забивании бетонных стержней на элементах конструкции во время и после строительства? Консультант может запросить лабораторные испытания прочности бетона на сжатие, если он / она подозревает, что вновь построенные конструктивные элементы имеют бетонную смесь низкого качества.Проверка прочности бетона на сжатие применима во время оценки существующего или строящегося здания путем сбора бетонных образцов / образцов через бетонный керн. Эти образцы бетона получают, когда есть сомнения в качестве бетона на месте из-за низких результатов испытаний на прочность во время строительства или если есть существенные доказательства того, что конструкция может быть несостоятельной.

Применяемый также к формованным бетонным цилиндрам и кубам, метод испытания был выполнен путем приложения сжимающей осевой нагрузки со скоростью в пределах предписанного диапазона до тех пор, пока не произойдет разрушение.Прочность на сжатие образца рассчитывается путем деления максимальной нагрузки, достигаемой во время испытания, на площадь поперечного сечения образца. Результаты этого испытания используются в качестве основы для контроля качества операций по дозированию, смешиванию и укладке бетона, а также для определения его соответствия проектным спецификациям.

Эти образцы бетона необходимы для того, чтобы посредством лабораторных испытаний проверить, достигает ли прочность на сжатие существующего бетона, который мы заливали на площадке, предельной прочности на сжатие через 28 дней.Результаты прочности на сжатие, взятые из бетонного керна, затем измеряются и рассчитываются в зависимости от напряжения, зарегистрированного на машине для испытаний на сжатие. Показание следует умножить на определенный поправочный коэффициент. Но как именно происходит преобразование?

Инженер, проводящий испытания бетона на сжатие

1. Как рассчитать эквивалентную прочность на сжатие?

Согласно ACI 318M-14 и ASTM C42, для расчета эквивалентной прочности на сжатие цилиндра для «нормализованного образца» нам необходимо умножить результаты испытаний на поправочный коэффициент в соответствии с приведенной ниже таблицей.Раздел 7.7 ASTM C42 гласит, что если отношение длины к диаметру (L / D) образца составляет 1,75 или меньше, скорректируйте результат, умножив на соответствующие поправочные коэффициенты, как показано в таблице ниже. Если значения не указаны, можно использовать интерполяцию.

Отношение длины к диаметру (L / D) 1,75 1,50 1,25 1,00

Поправочный коэффициент на прочность 0,98 0,96 0,93 0,8

Пример:

Для большей ясности взглянем на таблицу 1.1 ниже показаны фактические результаты испытаний на сжатие бетонных кернов, взятых из нашего предыдущего проекта во время забивки бетонных колонн.

Таблица 1.1 Пример результатов испытаний сердечника

Обратите внимание, что в соответствии с таблицей 1.1 получены серии образцов керна. Согласно ACI 318, как указано в главе 7 ACI 214-4R-03, предполагаемый бетон считается адекватным, если средняя скорректированная прочность трех стержней превышает 0,85fc ’и ни одна отдельная прочность не меньше 0,75fc’. Поэтому для расчета прочности на сжатие fc ’для определенного пола следует рассчитывать по формуле:

fc ’ _ср. /0.85 и fc ’ _мин /0,75

Используя приведенную выше формулу, в таблице приведены результаты прочности на сжатие fc ’:

Таблица 1.2 (все единицы в МПа)

2. Классы прочности на сжатие

Если бетон классифицируется по прочности на сжатие, следует использовать Таблицу 7 стандарта BS EN 206. В качестве классификации можно использовать характеристическую прочность на сжатие через 28 дней диаметра 150 мм для цилиндров 300 мм или куба 150 мм.

Чтобы преобразовать прочность на сжатие f _{c ’} в значение f _cu , обратитесь к Таблице 7 стандарта BS EN 206, как указано ниже.

Таблица 2.1: Таблица 7 BS EN 206

Обратите внимание, что f _cu и f _{c ’} являются характеристиками бетона, имеющими отношение к прочности бетона на сжатие. Разница в том, что первый использует кубический образец, а второй использует цилиндрические образцы / образец бетона во время испытаний. Прочность на сжатие куба f _cu обозначается, когда вы рассматриваете британские или европейские стандарты, в то время как прочность на сжатие цилиндрической формы f _{c ’} обозначается при использовании американского стандарта.

С учетом таблицы 2.1 ниже приведены сводные результаты прочности бетонного сердечника на сжатие:

Что вы думаете об этой статье? Нам нравится слышать ваши мысли! Оставьте сообщение в форме комментария ниже. Вы также можете следить за нашими страницами в социальных сетях, ставить лайки и подписываться на них, чтобы получать последние сообщения.