RU2319952C2 - Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия - Google Patents

Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия Download PDF

Info

Publication number
RU2319952C2
RU2319952C2 RU2006106390/28A RU2006106390A RU2319952C2 RU 2319952 C2 RU2319952 C2 RU 2319952C2 RU 2006106390/28 A RU2006106390/28 A RU 2006106390/28A RU 2006106390 A RU2006106390 A RU 2006106390A RU 2319952 C2 RU2319952 C2 RU 2319952C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
reinforcement
reinforced concrete
covering
stress
Prior art date
Application number
RU2006106390/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Игорь Геннадьевич Королев (RU)
Игорь Геннадьевич Королев
Original Assignee
Игорь Геннадьевич Королев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Игорь Геннадьевич Королев filed Critical Игорь Геннадьевич Королев
Priority to RU2006106390/28A priority Critical patent/RU2319952C2/ru
Priority to EA200700372A priority patent/EA009973B1/ru
Priority to DE602007008487T priority patent/DE602007008487D1/de
Priority to AT07103304T priority patent/ATE478331T1/de
Priority to EP07103304A priority patent/EP1830181B1/en
Priority to US11/920,948 priority patent/US20090231151A1/en
Priority to PCT/RU2007/000173 priority patent/WO2007102754A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2319952C2 publication Critical patent/RU2319952C2/ru

Links

Images

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)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (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. Каждый стержень 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 вантовой арматуры пропускают электрический ток низкой частоты и контролируют изменения электросопротивления стержня, по которому определяют напряженное состояние стержня. По достижении предельно допустимого напряжения в стержне судят о несущей способности покрытия или перекрытия и сигнализируют об опасности эксплуатации здания или сооружения. Изобретение обеспечивает постоянный контроль и оперативность получения информации о несущей способности железобетонного перекрытия и покрытия по напряженно-деформируемому состоянию вантовой арматуры в период эксплуатации здания при сокращении расхода электроэнергии и повышении безопасности. 3 ил.

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 напряженно-деформируемому 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 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 вантовой арматуры пропускают электрический ток низкой частоты и контролируют изменения электросопротивления стержня, по которому определяют напряженное состояние стержня, и по предельно допустимому напряжению в стержне судят о несущей способности покрытия или перекрытия.
Предлагаемый способ отличается от известного тем, что каждый стержень 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 вантовой арматуры пропускают электрический ток низкой частоты и контролируют изменения электросопротивления стержня, по которому определяют напряженное состояние стержня, и по предельно допустимому напряжению в стержне судят о несущей способности покрытия или перекрытия.
Предлагаемая совокупность действий, а именно предварительная тарировка арматурных стержней или канатов позволит даже при прохождении переменного тока низкой частоты в диапазоне от 0 Гц до 20 Гц 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 R (Ом) к развивающимся в ферромагнетике механическим растягивающим напряжением σупр (кг/см2), индуцирующим ЭДС. Случайность зависимости R 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 электрического тока малой частоты 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 R (Ом) от механического напряжения σ (кг/см2) при натяжении арматурного 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 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 регистрирующего устройства (компьютерной программы) (см. фиг.1). Для этого используемые для возведения покрытий и перекрытий стержни 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 R (Ом), своя для каждого стержня (каната) и определяемая регистрирующим устройством (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, 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 сооружения, где необходима немедленная эвакуация людей в случае аварийного состояния 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 F (кг/см2) и измеряют электросопротивление в цепи: канат 1 - регулятор силы тока 5, усилитель 6, омметр 2. Фиксируют контрольное электросопротивление Rконтрольное, 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 Rконтрольное в канате включается сигнальное устройство 4.
Предлагаемый способ обеспечивает получение электронной трехмерной системы контроля механических напряжений всей железобетонной конструкции с вантовой арматурой и непрерывную диагностику аварийных состояний зданий и сооружений с большими пролетами с использованием эффекта магнитострикции ферромагнетиков с незначительным расходом электроэнергии. При этом оперативная информация сигнального устройства предоставит возможность предупредить обрушение либо эвакуировать людей в безопасную зону.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР №725006, кл. G01N 27/02, БИ №12, 30.03.80.
2. 3аявка РФ №2004112734, кл. G01N 27/02, 2005.10.20
3. Авторское свидетельство №306409, кл. G01N 27/02, БИ №19, 11.06.1971 (прототип).

Claims (1)

  1. 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 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 вантовой арматуры пропускают электрический ток низкой частоты и контролируют изменения электросопротивления стержня, по которому определяют напряженное состояние стержня, и по предельно допустимому напряжению в стержне судят о несущей способности покрытия или перекрытия.
RU2006106390/28A 2006-03-02 2006-03-02 Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия RU2319952C2 (ru)

Priority Applications (7)

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
EA200700372A EA009973B1 (ru) 2006-03-02 2007-02-28 Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия
DE602007008487T DE602007008487D1 (de) 2006-03-02 2007-03-01 Verfahren zur Überwachung der Tragekapazität von Stahlbetondächern oder -böden
AT07103304T ATE478331T1 (de) 2006-03-02 2007-03-01 Verfahren zur überwachung der tragekapazität von stahlbetondächern oder -böden
EP07103304A EP1830181B1 (en) 2006-03-02 2007-03-01 Method of monitoring the carrying capacity of reinforced concrete roof or floor
US11/920,948 US20090231151A1 (en) 2006-03-02 2007-04-11 Method for Monitoring the Carrying Capacity of Steel-Concrete Structures
PCT/RU2007/000173 WO2007102754A1 (fr) 2006-03-02 2007-04-11 Procédé pour examiner la capacité porteuse d'un toit ou plancher en béton armé

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 (1)

Publication Number Publication Date
RU2319952C2 true RU2319952C2 (ru) 2008-03-20

Family

ID=38069226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006106390/28A RU2319952C2 (ru) 2006-03-02 2006-03-02 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)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
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

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1233691A (ru) * 1969-01-10 1971-05-26
SU725006A1 (ru) * 1978-03-24 1980-03-30 Научно-Исследовательский Институт Постоянного Тока Способ контрол состо ни изол ционного покрыти подземного сооружени
GB2057690A (en) * 1979-08-28 1981-04-01 Ford Motor Co Testing metal components for strain therein
CH656227A5 (de) * 1982-03-25 1986-06-13 Mettler Instrumente Ag Messwandler fuer einen kraftmesser.
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
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
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007102754A1 (fr) 2007-09-13
EP1830181B1 (en) 2010-08-18
ATE478331T1 (de) 2010-09-15
EP1830181A1 (en) 2007-09-05
EA009973B1 (ru) 2008-04-28
US20090231151A1 (en) 2009-09-17
DE602007008487D1 (de) 2010-09-30
EA200700372A1 (ru) 2007-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2319952C2 (ru) Способ контроля несущей способности железобетонного покрытия или перекрытия
Fang et al. Bond behaviour of corroded reinforcing steel bars in concrete
Zhang et al. An innovative corrosion evaluation technique for reinforced concrete structures using magnetic sensors
Chiang et al. Time–temperature analysis of bond strength of a rebar after fire exposure
Moreno et al. Mathematical models to predict the mechanical behavior of reinforcements depending on their degree of corrosion and the diameter of the rebars
JPH07197457A (ja) 構造エレメント、特に土壌又は岩石アンカーの抗張力ユニット、パイルの耐圧ユニット、プレストレスドコンクリート構造および斜張橋ロープの緊締ユニットの為の監視装置
Kim et al. Automatic measurement and warning of tension force reduction in a PT tendon using eddy current sensing
Qiu et al. Experimental analysis of the correlation between bending strength and SMFL of corroded RC beams
Zhang et al. Prediction of fatigue damage in ribbed steel bars under cyclic loading with a magneto-mechanical coupling model
KR20150073349A (ko) 역자기변형 현상과 유도자기장을 이용한 프리스트레스트 강재의 긴장응력 및 부식정도의 측정방법 및 이를 위한 전자석 장치
Rezaifar et al. Magneto-electric active control of scaled-down reinforced concrete columns
Garg et al. Efficiency of NDT techniques to detect voids in grouted post-tensioned concrete ducts
Wang et al. Monitoring of cable forces using magneto-elastic sensors
Zhang et al. A prestress testing method for the steel strands inside in-service structures based on the electrical resistance
KR20040110740A (ko) 전자기유도를 이용한 강재 케이블의 장력 및 부식에 대한모니터링 시스템
Sreeshylam et al. Condition monitoring of prestressed concrete structures using vibrating wire sensors.
WO2008133544A1 (fr) Surveillance d'une structure de bâtiment
Tong et al. Investigation of the effect of initial magnetization state on the force-magnetic coupling effect of rebars
Witos et al. Diagnosis of supporting structures of HV lines with using of the passive magnetic observer
Kim et al. ANN-based tensile force estimation for pre-stressed tendons of PSC girders using FBG/EM hybrid sensing
Jackiewicz et al. New methodology of testing the stress dependence of magnetic hysteresis loop of the L17HMF heat resistant steel casting
RU2724993C1 (ru) Способ мониторинга силового воздействия на ферромагнитный стержневой элемент
Jackiewicz et al. Utilizing magnetoelastic effect to monitor the stress in the steel truss structures
Zhao et al. Non-destructive condition evaluation of stress in steel cable using magnetoelastic technology
Ko et al. Experimental Study for Nondestructive Evaluation of Embedded Tendons in Ground Anchors Using an Elasto-Magnetic Sensor: Verification Through Numerical Finite Element Simulations