EA009973B1 - Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия - Google Patents
Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия Download PDFInfo
- Publication number
- EA009973B1 EA009973B1 EA200700372A EA200700372A EA009973B1 EA 009973 B1 EA009973 B1 EA 009973B1 EA 200700372 A EA200700372 A EA 200700372A EA 200700372 A EA200700372 A EA 200700372A EA 009973 B1 EA009973 B1 EA 009973B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- cable
- reinforcement
- rod
- floor
- stress
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/20—Investigating the presence of flaws
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Conveying And Assembling Of Building Elements In Situ (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
Abstract
Использование: для мониторинга зданий и сооружений, а именно для контроля напряженно-деформируемого состояния покрытия и перекрытия с вантовой арматурой. Сущность: способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия с вантовой предварительно напряженной арматурой осуществляют следующим образом. Каждый стержень или канат вантовой арматуры предварительно тарируют по растягивающему напряжению и электросопротивлению. В процессе возведения и эксплуатации здания в период нагружения покрытия или перекрытия по каждому напряженному стержню или вантовой арматуры пропускают электрический ток низкой частоты и контролируют изменения его электросопротивления, по которому определяют напряженное состояние стержня или каната. По достижению предельно допустимого напряжения в стержне судят о несущей способности покрытия или перекрытия и сигнализируют об опасности эксплуатации здания или сооружения.
Description
Изобретение относится к области контроля качества железобетонных конструкций неразрушающими методами, а именно к измерению напряженно-деформируемого состояния арматуры покрытий и перекрытий вантовой системы, и может найти применение для мониторинга зданий и сооружений.
Известен способ контроля состояния изоляционного покрытия металлического подземного сооружения путем пропуска переменного тока высокой частоты в цепи металлическое сооружение - анодное заземление, в период эксплуатации определяют тангенс угла потерь и вычисляют коэффициент старения изоляционного покрытия /1/.
Известен способ измерения напряженного состояния металла элементов конструкций ядерных энергетических установок путем измерения изменения его электрического сопротивления /2/.
Наиболее близким является магнитострикционный способ измерения напряжения в арматуре железобетонных конструкций, заключающийся в измерении изменений упругой анизотропии в стальной арматуре в процессе передвижения железобетонной конструкции внутри кольцевого индуктивного датчика напряжений за счет возбуждения в арматуре конструкции вихревых токов, индуктирующих электродвижущую силу /3/.
Недостатками известных способов является невозможность осуществления постоянного контроля напряженного состояния арматуры в процессе нагружения железобетонной конструкции из-за необходимости обеспечения высокого напряжения в контролируемом объекте и большого расхода электроэнергии, а также недостаточная безопасность работ и сложность осуществления.
Техническая задача заключается в обеспечении постоянного контроля и оперативности получения информации о несущей способности железобетонного перекрытия и покрытия по напряженнодеформируемому состоянию вантовой арматуры в период эксплуатации здания при сокращении расхода электроэнергии и повышении безопасности.
Поставленная задача решается таким образом, что в способе контроля несущей способности предварительно напряженного железобетонного покрытия или перекрытия по напряженно-деформируемому состоянию вантовой арматуры путем пропуска по арматуре электрического тока и измерения электросопротивления, по изменению которого судят о напряженном состоянии арматуры, согласно изобретению, каждый стержень или канат вантовой арматуры предварительно тарируют по растягивающему напряжению и электросопротивлению, а в процессе возведения и эксплуатации здания в период нагружения покрытия или перекрытия по каждому напряженному стержню или канату вантовой арматуры пропускают электрический ток и контролируют изменения его электросопротивления, по которому определяют напряженное состояние стержня или каната, и по предельно допустимому напряжению в стержне или канате судят о несущей способности покрытия или перекрытия. По напряженному стержню или канату вантовой арматуры пропускают переменный электрический ток низкой частоты или постоянный электрический ток.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что каждый стержень или канат вантовой арматуры предварительно тарируют по растягивающему напряжению и электросопротивлению, а в процессе возведения и эксплуатации здания в период нагружения покрытия или перекрытия и любых несущих конструкций по каждому напряженному стержню или канату вантовой арматуры пропускают электрический ток и контролируют изменения его электросопротивления, по которому определяют напряженное состояние стержня или каната, и по предельно допустимому напряжению в стержне или канате судят о несущей способности покрытия или перекрытия.
Предлагаемая совокупность действий, а именно предварительная тарировка арматурных стержней или канатов, позволит при прохождении электрического переменного тока низкой частоты или постоянного тока с помощью простой компьютерной программы контролера обеспечить возможность обнаружения предельно допустимых напряжений и возникновения аварийных ситуаций в процессе возведения и эксплуатации конструкции зданий и сооружений по обрушению покрытий и перекрытий.
Метод магнитострикции ферромагнетиков (арматурных стальных канатов и стержней) обусловлен сложной случайной зависимостью изменений упругой анизотропии в стальной арматуре железобетонных конструкций и сопротивления прохождению электрического тока Я (Ом) к развивающимся в ферромагнетике механическим растягивающим напряжением (кг/см2), индуцирующим ЭДС. Случайность зависимости Я от σ обусловлена случайными магнитными характеристиками прокатно-тянутых партий строительной арматуры. При растягивании арматурного стержня в упругой стадии электрическое сопротивление стержня падает пропорционально механическому напряжению за счет появления дополнительно возникающей электродвижущей силы, которая возникает за счет принудительной ориентации полярно заряженных домен ферромагнетика вдоль оси приложения растягивающих усилий. Эффект особенно ярко выражен при прохождении постоянного или переменного электрического тока через нагружаемый арматурный стержень либо арматурный канат.
Способ осуществляют следующим образом.
На фиг. 1 представлена схема подключения предварительно напряженных стержней вантовой арматуры висячего покрытия; фиг. 2 - схема подключения стержня при тарировании; фиг. 3 - график зависимости электросопротивления Я (Ом) от механического напряжения σ (кг/см2) при натяжении арматурно
- 1 009973 го стержня.
Предварительно напряженные стержни или канаты 1 вантовой арматуры покрытия подсоединены к источнику переменного тока и через омметр 2 к регистрирующему устройству 3 и сигнальному устройству 4. При тарировании стержень 1 подключают к источнику питания переменного тока через регулятор силы тока 5, усилитель 6 и омметр 2.
При возведении и эксплуатации несущих конструкций зданий, в том числе большепролетных зданий при нагружении плит покрытий и межэтажных перекрытий, пространственных криволинейных железобетонных оболочек с предварительно напряженной саморегулируемой системой - вантовой арматуры, достаточно пропустить по арматурным стержням или канатам слабый электрический ток, напряжением в сети до 12 В, чтобы можно было контролировать электрическое сопротивление в каждом стержне или канате с помощью компьютерной программы (см. фиг. 1). Для этого используемые для возведения покрытий и перекрытий стержни и канаты вантовой арматуры предварительно тарируют по растягивающему механическому напряжению и электросопротивлению. Каждому критическому значению растягивающих напряжений σ (кг/см2), развивающихся в стержнях и канатах в процессе эксплуатации, будет соответствовать определенная величина электросопротивления В (Ом) - своя для каждого стержня и каната, и определяемая компьютерной программой, как сигнальная (аварийная) величина.
Предлагаемая технология дает возможность контролировать физику строительно-монтажных процессов и процессов эксплуатации возводимых монолитно-железобетонных большепролетных конструкций при экстремальных условиях эксплуатации атомных и тепловых электростанций, бассейнов, аквапарков, бань, где имеют место ярко выраженные резкие колебания температуры и влажности, следовательно, дополнительные тепловые деформации и напряжения и повышенные требования к коррозионной стойкости предварительно напряженной арматуры (стержней и канатов);
ответственных (стратегических) условиях эксплуатации: жилые, общественно-административные, спортивные здания и сооружения, где необходима немедленная эвакуация людей в случае аварийного состояния строительной конструкции.
Пример.
Перед возведением висячего покрытия (см. фиг. 1), с предварительно напряженной вантовой арматурой 1 по диагоналям, каждый стальной канат вантовой арматуры тарируют по схеме, представленной на фиг. 2. К канату 1 прикладывают растягивающее усилие Р (кг/см2) и измеряют электросопротивление в цепи: канат 1-регулятор силы тока 5, усилитель 6, омметр 2. Фиксируют контрольное электросопротивление ^контрольное, соответствующее предельному рабочему механическому напряжению σ0,2, по ГОСТ 10884-94 для каждой марки стали (см. фиг. 3). Данные тарировки заносят в память регистрирующего устройства 3 как предельно допустимую величину. В процессе эксплуатации покрытия при его нагружении через каждый канат 1 пропускают электрический ток напряжением не более 12 В. При достижении контрольного значения электросопротивления ^контрольное в канате включается сигнальное устройство 4.
Предлагаемый способ обеспечивает получение электронной трехмерной системы контроля механических напряжений любой железобетонной конструкции. Непрерывная диагностика аварийных состояний несущих конструкций зданий и сооружений и их напряженно-деформируемого состояния как в предварительно напряженной силовой саморегулирующей вантовой системе, так и в отдельных арматурных стержнях и канатах, введенных в формообразующий слой бетона в обычных несущих железобетонных конструкциях в диагональных и ортогональных направлениях для зон наибольших изгибающих моментов (по расчетной эпюре моментов) с использованием эффекта магнитострикции ферромагнетиков.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР № 725006, кл. Ο01Ν 27/02, БИ № 12, 30.03.80.
2. Заявка РФ № 2004112734, кл. 601Ν 27/02, 2005.10.20
3. Авторское свидетельство № 306409, кл. Ο01Ν 27/02, БИ №19, 11.06.1971 (прототип).
Claims (3)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Способ контроля несущей способности предварительно напряженного железобетонного покрытия или перекрытия по напряженно-деформируемому состоянию вантовой арматуры путем пропуска по арматуре электрического тока и измерения электросопротивления, по изменению которого судят о напряженном состоянии арматуры, отличающийся тем, что каждый стержень или канат вантовой арматуры предварительно тарируют по растягивающему напряжению и электросопротивлению, а в процессе возведения и эксплуатации здания в период нагружения покрытия или перекрытия по каждому напряженному стержню или канату вантовой арматуры пропускают электрический ток и контролируют изменения его электросопротивления, по которому определяют напряженное состояние стержня или каната, и по предельно допустимому напряжению в стержне или канате судят о несущей способности покрытия или перекрытия.- 2 009973
- 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что по напряженному стержню или канату вантовой арматуры пропускают переменный электрический ток низкой частоты.
- 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что по напряженному стержню или канату вантовой арматуры пропускают постоянный электрический ток.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006106390/28A RU2319952C2 (ru) | 2006-03-02 | 2006-03-02 | Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA200700372A1 EA200700372A1 (ru) | 2007-10-26 |
| EA009973B1 true EA009973B1 (ru) | 2008-04-28 |
Family
ID=38069226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA200700372A EA009973B1 (ru) | 2006-03-02 | 2007-02-28 | Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090231151A1 (ru) |
| EP (1) | EP1830181B1 (ru) |
| AT (1) | ATE478331T1 (ru) |
| DE (1) | DE602007008487D1 (ru) |
| EA (1) | EA009973B1 (ru) |
| RU (1) | RU2319952C2 (ru) |
| WO (1) | WO2007102754A1 (ru) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101354336B (zh) * | 2008-09-05 | 2010-12-22 | 首钢总公司 | 一种取向硅钢涂层表面拉应力的测试方法 |
| FR3000207B1 (fr) * | 2012-12-20 | 2015-07-17 | Soletanche Freyssinet | Procede et systeme pour surveiller un ouvrage de genie civil. |
| CN103698177A (zh) * | 2013-12-13 | 2014-04-02 | 河北省首钢迁安钢铁有限责任公司 | 用于测定取向硅钢涂层给予钢板拉应力的试样处理方法 |
| US10012615B1 (en) * | 2017-07-24 | 2018-07-03 | 1440814 Ontario Inc. | Impedance probe for detecting breaks in prestressed concrete pipe |
| CN108896625B (zh) * | 2018-07-11 | 2021-04-23 | 重庆交通大学 | 一种应变场融合机敏网结构裂缝监测方法 |
| CN110390800B (zh) * | 2019-06-06 | 2021-04-20 | 北京市地质研究所 | 网式灾害监测预警系统 |
| RU2740537C1 (ru) * | 2020-06-02 | 2021-01-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина" | Способ определения механического напряжения в стальной арматуре железобетонной конструкции |
| CN113074847B (zh) * | 2021-03-26 | 2022-11-01 | 重庆交通大学 | 一种基于电阻应变效应的在役结构预应力检测方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU725006A1 (ru) * | 1978-03-24 | 1980-03-30 | Научно-Исследовательский Институт Постоянного Тока | Способ контрол состо ни изол ционного покрыти подземного сооружени |
| US4451817A (en) * | 1982-03-25 | 1984-05-29 | Mettler Instrumente Ag | Dynamometer transducer utilizing an amorphous metal |
| SU1675694A1 (ru) * | 1989-04-05 | 1991-09-07 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Способ измерени механических напр жений в арматуре готовых железобетонных конструкций |
| RU2006813C1 (ru) * | 1991-03-19 | 1994-01-30 | Вологодский Политехнический Институт | Способ неразрушающего контроля прочности строительных конструкций |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1233691A (ru) * | 1969-01-10 | 1971-05-26 | ||
| GB2057690A (en) * | 1979-08-28 | 1981-04-01 | Ford Motor Co | Testing metal components for strain therein |
| DE3600034A1 (de) * | 1986-01-03 | 1987-07-09 | Franke Lutz Dr Ing | Verfahren zur ermittlung mechanischer fehlstellen an bauelementen aus faserverbundmaterial, anwendung des verfahrens und messvorrichtung und bewehrungsstab zur durchfuehrung des verfahrens |
| SU1472820A1 (ru) * | 1987-09-18 | 1989-04-15 | Научно-Исследовательский Институт Бетона И Железобетона Госстроя Ссср | Способ контрол напр женного состо ни бетонных и железобетонных конструкций |
| US5540096A (en) * | 1994-06-07 | 1996-07-30 | Washington Suburban Sanitary Commission | Method for the non-destructive evaluation of prestressed concrete structures |
| JP3052047B2 (ja) * | 1994-09-07 | 2000-06-12 | 本田技研工業株式会社 | 強磁性金属体の応力測定方法、シート状センサにおける応力分布測定方法および応力分布測定用シート状センサ |
| JPH08193993A (ja) * | 1994-11-16 | 1996-07-30 | Kumagai Gumi Co Ltd | コンクリート構造物のひびわれ検知方法 |
| JP3010467B2 (ja) * | 1995-01-24 | 2000-02-21 | 日本原子力研究所 | 鉄筋コンクリートの非破壊検査方法とその装置 |
| JP2000002598A (ja) * | 1998-06-15 | 2000-01-07 | Yamamoto Mekki Shikenki:Kk | 高速電気めっきの内部応力試験装置 |
| DE10102577C1 (de) * | 2001-01-20 | 2002-06-20 | Univ Braunschweig Tech | Verfahren zur Zustandserkennung von elektrisch leitfähigen länglichen Spanngliedern |
| JP2003107025A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-09 | Nobuaki Otsuki | コンクリート部材中のマクロセル腐蝕速度算定方法 |
-
2006
- 2006-03-02 RU RU2006106390/28A patent/RU2319952C2/ru active
-
2007
- 2007-02-28 EA EA200700372A patent/EA009973B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2007-03-01 EP EP07103304A patent/EP1830181B1/en active Active
- 2007-03-01 AT AT07103304T patent/ATE478331T1/de not_active IP Right Cessation
- 2007-03-01 DE DE602007008487T patent/DE602007008487D1/de active Active
- 2007-04-11 US US11/920,948 patent/US20090231151A1/en not_active Abandoned
- 2007-04-11 WO PCT/RU2007/000173 patent/WO2007102754A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU725006A1 (ru) * | 1978-03-24 | 1980-03-30 | Научно-Исследовательский Институт Постоянного Тока | Способ контрол состо ни изол ционного покрыти подземного сооружени |
| US4451817A (en) * | 1982-03-25 | 1984-05-29 | Mettler Instrumente Ag | Dynamometer transducer utilizing an amorphous metal |
| SU1675694A1 (ru) * | 1989-04-05 | 1991-09-07 | Московский Автомобильно-Дорожный Институт | Способ измерени механических напр жений в арматуре готовых железобетонных конструкций |
| RU2006813C1 (ru) * | 1991-03-19 | 1994-01-30 | Вологодский Политехнический Институт | Способ неразрушающего контроля прочности строительных конструкций |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE602007008487D1 (de) | 2010-09-30 |
| WO2007102754A1 (fr) | 2007-09-13 |
| US20090231151A1 (en) | 2009-09-17 |
| EA200700372A1 (ru) | 2007-10-26 |
| RU2319952C2 (ru) | 2008-03-20 |
| EP1830181A1 (en) | 2007-09-05 |
| ATE478331T1 (de) | 2010-09-15 |
| EP1830181B1 (en) | 2010-08-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA009973B1 (ru) | Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия | |
| Zhao et al. | Bond behaviour of normal/recycled concrete and corroded steel bars | |
| Fang et al. | Bond behaviour of corroded reinforcing steel bars in concrete | |
| Kodur et al. | Fire endurance of high strength concrete columns | |
| Shakya et al. | Effect of temperature on the mechanical properties of low relaxation seven-wire prestressing strand | |
| Hariche et al. | Effects of reinforcement configuration and sustained load on the behaviour of reinforced concrete beams affected by reinforcing steel corrosion | |
| Maree et al. | Analytical and experimental investigation for bond behaviour of newly developed polystyrene foam particles’ lightweight concrete | |
| Moreno et al. | Mathematical models to predict the mechanical behavior of reinforcements depending on their degree of corrosion and the diameter of the rebars | |
| Du et al. | Structural performance of RC beams under simultaneous loading and reinforcement corrosion | |
| Sumitro et al. | Monitoring based maintenance utilizing actual stress sensory technology | |
| Su et al. | A solution for sea-sand reinforced concrete beams | |
| Zhang et al. | Seismic performance of exterior reinforced concrete beam-column joint with corroded reinforcement | |
| Kim et al. | Automatic measurement and warning of tension force reduction in a PT tendon using eddy current sensing | |
| Mahrenholtz et al. | New design methodology for seismic column-to-foundation anchorage connections | |
| Rezaifar et al. | Magneto-electric active control of scaled-down reinforced concrete columns | |
| WO2008133540A1 (en) | Building construction accident warning | |
| Zhang et al. | A prestress testing method for the steel strands inside in-service structures based on the electrical resistance | |
| Kim et al. | Investigation of Applicability of an Embedded EM Sensor to Measure the Tension of a PSC Girder | |
| Kwan et al. | Indicative performance of fiber reinforced polymer (FRP) encased beam in flexure | |
| Patel et al. | Effect of reinforcing steel bond on the cracking behaviour of lightly reinforced concrete members | |
| Cao et al. | Degradation of the bond between concrete and steel under cyclic shear loading, monitored by contact electrical resistance measurement | |
| Turker et al. | Pullout capacity development of cast in place anchors with embedded studs | |
| Tang et al. | Corrosion-induced concrete cracking, steel-concrete bond loss, and mechanical degradation of steel bars | |
| Liu et al. | Prestress Monitoring of Internal Steel Strands Using the Magnetoelastic Inductance Method. | |
| CN108301335B (zh) | 一种预应力抗剪加固箱梁的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU |