Особливості вимірювання деформацій несучих конструкцій будівель при їх польових та лабораторних випробуваннях при дії статичних та динамічних навантаженнях
Бічна панель сторінки статті
Основний зміст сторінки статті
Анотація
Розглянуто особливості вимірювання деформацій несучих конструкцій будівель при їх польових та лабораторних випробуваннях з використанням датчиків на основі тензорезисторів. Наведено огляд різних проблемних питань, які виникають в процесі проведення експериментальних випробувань та пливають на результати вимірювання. Найбільш поширені, які впливають на точність вимірювань, - це вплив температури, вологості, вібрації; складність калібрування та монтажу тензодатчиків на різних поверхнях елементів; складність обробки даних вимірювань; поєднання якісної роботи тензодатчиків, провідників-кабелів, вимірювальної апаратури, системи збору та обробки даних; вибір схеми з’єднання тензорезисторів у міст Уітстона.
Розглянуто особливості організації експерименту по випробуванню несучих конструкцій будівлі, а саме пальових фундаментів, наведено основні проблемні питання при використанні тензодатчиків в якості вимірювачів деформації елементів будівлі.
Використання тензодатчиків для вимірювання деформацій несучих конструкцій будівель є одним з поширених методів, який має багато переваг, які детально розглянуто в роботі. За допомогою тензорезисторів можна вимірювати деформації елементів, які механічно зв’язані з ними. Вони мають високу точність до вимірювань, чутливість до деформації елементів, широкий змінний діапазон вимірювань.
Висвітлено переваги використання саме моста Уітстона для вимірювання зміни електричного опору, так як даний спосіб дозволяє вимірювати дуже малі величини зміни опору. Розглянуто способи підключення тензорезисторів за схемою Уітстона, вибір яких залежить від мети дослідження та необхідної точності. Одним з найпростіших способів є підключення лише одного тензорезистора до джерела струму або напруги і вимірювання зміни опору. Але цей спосіб має низьку чутливість і не компенсує вплив температури. Більш точний спосіб - це підключення двох або чотирьох тензорезисторів у мостову схему Уітстона, яка дозволяє вимірювати зміну напруги на діагоналі моста. Мостова схема має високу чутливість і може компенсувати вплив температури, якщо тензорезистори мають однаковий коефіцієнт температурної залежності опору.
Розроблено алгоритм вимірювання деформацій металевої труби, яка працює на стиск, за допомогою тензодатчиків.
Блок інформації про статтю
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами: Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).Посилання
Ремонт і підсилення несучих і огороджувальних будівельних конструкцій та основ будівель і споруд: ДСТУ Б В.3.1-2:2016. – К.: ДП «УкрНДНЦ», 2017. – 68 с.
Кузьмич Л.В. Оптимізація вимірювальних засобів напружено-деформованого стану за допомогою тензодатчиків / Л.В. Кузь-мич, Д.П. Орнатський, В.П. Квасніков // Науково-технічний журнал «Авіаційно-космічна техніка і технологія». – Харків: ХАІ, 2019. – Вип. 3(155). – С.50-56. doi: 10.32620/aktt.2019.3.06.
Кузьмич Л.В. Методи та засоби вимірювання напружень та деформацій складних конструкцій приладовою системою: дис. ... д-ра техн. наук: 05.11.01 / Кузьмич Людмила Володимирівна. – К.: КПІ, 2019. – 335с.
Долгов М.А., Пискунов С.О. Мiцнiсть та руйнування елементів конструкцій. Час-тина 1. Фізичні основи міцності та вико-ристання тензометрії для визначення напруженого стану елементів конструкцій: Навч. посіб. – Київ: НТУУ «КПІ iменi Iго-ря Сiкорського», 2022. – 44 с.
Sakharov V. In situ Pile tests – 2019 project. Methodology and results / V. Sakharov, W.Szajna, I.Boyko // Proceedings of the Third International Conference «Challenges in geotechnical engineering» and of the Project «PILE TESTS – 2019». – Zielona Góra, 2019. – С.49-50.
Remont i pidsylennia nesuchykh i ohorodzhuvalnykh budivelnykh konstruktsii ta osnov budivel i sporud: DSTU B V.3.1-2:2016 [Repair and strengthening of load-bearing and enclosing building structures and foundations of buildings and structures]. (2017). Kyiv: DP «UkrNDNTs», 68 (in Ukrainian).
Kuzmych, L.V., Ornatskyi, D.P., Kvasnikov, V.P. (2019). Optymizatsiia vymiriuvalnykh zasobiv napruzheno-deformovanoho stanu za dopomohoiu tenzodatchykiv [Optimization of the instruments of the measurement of a stressed-deformed state by tensors]. Naukovo-tekhnichnyi zhurnal «Aviatsiino-kosmichna tekhnika i tekhnolohiia», Kharkiv: KhAI, 3(155), 50-56. (in Ukrainian). DOI: 10.32620/aktt.2019.3.06.
Kuzmych, L.V. (2019). Metody ta zasoby vymiriuvannia napruzhen ta deformatsii skladnykh konstruktsii pryladovoiu systemoiu [Methods and tools of measuring stresses and deformations of complex structures by instrument system]. Dys. doktora tekhn. nauk: 05.11.01. Kyiv: KPI, 335 (in Ukrainian).
Dolhov, M.A., Pyskunov, S.O. (2022). Mitsnist ta ruinuvannia elementiv konstruktsii. Chastyna 1. Fizychni osnovy mitsnosti ta vykorystannia tenzometrii dlia vyznachennia napruzhenoho stanu elementiv konstruktsii [Strength and destruction of structural elements. Part 1. Physical foundations of strength and the use of tensometry to determine the stress state of structural elements]. Navch. posib. Kyiv: NTUU «KPI imeni Ihoria Sikorskoho», 44. (in Ukrainian).
Sakharov, V, Szajna, W, Boyko, I. (2019). In situ Pile tests – 2019 project. Methodology and results. Proceedings of the Third International Conference «Challenges in geotechnical engineering» and of the Project «PILE TESTS – 2019». Zielona Góra, 49-50.