Никитина Н.А.
МОНИТОРИНГ ЗДАНИЙ НА ОСНОВЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ В РЕЗУЛЬТАТЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ *
Аннотация:
в данной статье рассмотрены причины возможных коллизий, возникающих в конструкциях при переходе в ограниченно-работоспособное состояние. На основе напряженного состояния элементов рамно-связевого каркаса с плоскопараллельными металлическими стропильными конструкциями здания определены места установки датчиков
Ключевые слова:
мониторинг, тензоментр, акселерометр, инклинометр, ограниченноработоспособное состояние
В ГОСТ 31937-2011 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» [1] приводится классификация категорий технического состояния зданий и отдельных конструкций: - нормативное техническое состояние; - работоспособное техническое состояние; - ограниченно-работоспособное техническое состояние; - аварийное состояние. В процессе эксплуатации происходят постепенные изменения конструкционных свойств элементов и узлов здания или сооружения. Рано или поздно они приводят к переходу несущих конструкций эксплуатируемого объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние. Обобщенную зависимость изменения технических характеристик (в т.ч. динамических параметров) здания или сооружения в процессе его эксплуатации можно представить в виде графика. По оси абсцисс — время ТГ, год, а по оси ординат — обобщенная характеристика надежности здания или сооружения А (рис.1) [3]. Более подробно рассмотрим третью категорию. Ограниченно-работоспособное техническое состояние: Категория технического состояния строительной конструкции или здания и сооружения в целом, включая состояние грунтов основания, при которой имеются крены, дефекты и повреждения, приведшие к снижению несущей способности, но отсутствует опасность внезапного разрушения, потери устойчивости или опрокидывания, и функционирование конструкций и эксплуатация здания или сооружения возможны либо при контроле (мониторинге) технического состояния, либо при проведении необходимых мероприятий по восстановлению или усилению конструкций и (или) грунтов основания и последующем мониторинге технического состояния (при необходимости). [1]. Перед созданием расчётной схемы должен проводиться осмотр сооружения на наличие несущих элементов, которые находятся в аварийном состоянии, для того, чтобы не учитывать их работу в расчетной модели. На основании этих базовых необходимых параметров создается конечноэлементная модель, которая будет максимально точно отражать действительную работу конструкции в её не проектном, а нынешнем (с наличием дефектов), возможно, аварийном состоянии. Кроме того, выполняются работы по определению запаса прочности конструкции. А это задача более трудная, чем создание модели для нового строительства. В новом строительстве у сооружения дефектов нет, все элементы работают упруго и без повреждений, в таком случае достаточно выполнить линейный расчёт. В случае же аварийного здания – это, в первую очередь, нелинейная задача, учитывающая повреждения сооружения. Для аварийных сооружений также разрабатывается программа мониторинга и осуществляется контроль (мониторинг) напряженно-деформированного состояния в режиме реального времени. Контролируемые параметры Возможные аварийные ситуации: 1 – для случая в плоскости: - прогиб стропильной конструкции, представляющей собой плоскопараллельную металлическую ферму; - раздвижка опор от распора; - потеря устойчивости стоек; - крен фундамента. 2 – для случая из плоскости: - закручивание опор (крутящий момент); - потеря устойчивости стоек; - крен фундамента. В расчете параметры, о которых сказано выше определяются численно, при нормативной и расчетной нагрузке. Для определения мест установки датчиков определяющим является анализ конструктивной и расчетной модели здания, напряженное состояние отдельных элементов здания [4]. В результате исследования производственного здания с плоскопараллельными металлическими стропильными конструкциями были сделаны выводы[2]: Максимальное перемещение (по оси Z) составило 65,8 мм. В местах максимальных перемещений необходимо установить тензодатчики. Максимальный угол поворота 7,43 рад*1000. В точках максимальных углов поворотов (по UX) требуется установка инклинометров. По результатам частота колебаний составляет 0,485 – 1,602 рад/с, а максимальный период колебаний равен 2,062 секунд. Для измерения частоты собственных колебаний здания необходимо разместить акселерометры. Размещение инклинометров Если представить здание, то оно состоит из серии плоских элементов параллельно расположенных друг другу. Тогда датчики устанавливаются не на каждую раму, так как они учитывают работу незадействованных рам через связи в покрытии. Инклинометры размещаем (рис.2): а) около опор шарнирных по поясу фермы; б) под шарниром на стойке; в) около фундамента. В ходе выполнения исследования на основе определенных параметров напряженно-деформированного состояния конструкций, при разработке конечно-элементной модели проектируемого здания, были выявлены места установки приборов для мониторинга рамно-связевого каркаса с плоскопараллельными металлическими стропильными конструкциями.
Номер журнала Вестник науки №7 (28) том 2
Ссылка для цитирования:
Никитина Н.А. МОНИТОРИНГ ЗДАНИЙ НА ОСНОВЕ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ, ПОЛУЧЕННЫХ В РЕЗУЛЬТАТЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ // Вестник науки №7 (28) том 2. С. 97 - 103. 2020 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/3436 (дата обращения: 20.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2020. 16+