Известные методы определения характеристик трещиностойкости бетона в существующих конструкциях предполагают извлечение опытного образца с последующим испытанием его в лабораторных условиях, что в большинстве конструкций затратно или не представляется возможным.

С другой стороны, опытные данные о сопротивлении бетона распространению трещин относятся в основном к опытным лабораторным образцам, и сопоставление полученных результатов с натурными конструкциями в большинстве случаев затруднено.

Для устранения известных недостатков определения коэффициента концентрации интенсивности напряжений ККИН  был разработан способ и устройство, которые позволяют получить данный коэффициент как на лабораторных образцах, так и на существующих конструкциях Способ заключается в образовании зоны концентрации напряжений в угле конструкции (в виде углового сегмента) с последующим отломом этого концентратора. Угловой сегмент образуется путем создания продольных и поперечных пропилов (см. рисунок).

Схема проведения испытаний

1. металлический уголок, приклеенный к конструкции;
2. рычаг;
3. индикатор часового типа;
4. испытываемый образец (элемент конструкции);
5. продольные пропилы.
6. поперечные пропилы

Для проведения испытаний, а также для поверки полученных данных использовали половинки образцов, испытанных на трехточечный изгиб обычным способом. Испытания проводили с фиксацией разрушающей нагрузки с помощью индикатора часового типа с ценой деления 0,001 мм, закрепленного на рычаге После отлома концентратора от угла образца фиксировалась площадь поверхности отлома образовавшегося углового сегмента.

По результатам испытаний была выведена регрессионная формула с обеспеченностью 95% для определения критического коэффициента интенсивности напряжения.

Кк = 0,666 + 0.00183М- 5,206й -4,415/. МПа*м

Здесь \1 — момент (Н-м); b — расстояние между поперечными пропилами (м); / — расстояние между кончиками продольных пропилов (м)

За эталонные параметры были приняты: глубина продольных пропилов 10 мм; расстояние между поперечными пропилами 50 мм; расстояние от продольного пропила до ребра образца по обеим граням 45 мм. Размеры подбирали исходя из наибольшего приближения сечения отлома к сечению отлома стандартного образца.

Используя данный способ в производственных условиях, зачастую из-за различных факторов и условий невозможно выдержать все требования по данным параметрам, вследствие чего было изучено влияние отклонений от этих параметров на определение ККИН.
Исследовали влияние расстояния между поперечными пропилами о при ширине металлического уголка о,, равном 50 мм. При этом значение b изменялось от 50 до 100 мм, с шагом 10 мм. Значение соотношения о/о, оказало существенное влияние на нахождение ККИН. Для определения ККИН с ошибкой ±5% необходимо, чтобы отношение b/Ь, не превышало 1,3.

Получены экспериментальные кривые, характеризующие влияние различных углов наклона продольных пропилов по отношению к плоскости, по которой прогнозируется скол сегмента угла и угла скола, которые можно использовать как поправку при проведении испытаний.

Был предусмотрен эксперимент для изучения влияния арматуры на определение ККИН при осуществлении предлагаемого способа. Результатом эксперимента явилась поправочная поверхность, с помощью которой определяют поправку на ККИН в случае, если в площадь отлома попадает арматура.