Патенты автора Уткин Владимир Сергеевич (RU)

Изобретение относится к области неразрушающих испытаний железобетонных свай в свайном фундаменте зданий и сооружений на стадии эксплуатации при обследовании и оценке уровня их безопасности по условию прочности. Способ определения несущей способности железобетонной сваи здания или сооружения на стадии эксплуатации, заключающийся в том, что из свайного основания выбирают сваю с наибольшей нагрузкой на нее от вышерасположенных конструкций или сваю с наибольшими повреждениями и деградацией бетона, затем на очищенную от грунта поверхность сваи в наиболее ослабленном месте сваи в результате деградации бетона сваи наклеивают вдоль сваи параллельно относительно друг друга четыре рабочих тензорезистора в местах сваи без арматуры на расстоянии 100-200 мм друг от друга вдоль сваи и 4 компенсационных тензорезистора поперек сваи в любом месте, создают четыре мостовые схемы из этих тензорезисторов и измеряют омическое сопротивление всех рабочих тензорезисторов R0,i. Затем выше и ниже тензорезисторов алмазной фрезой фрезеруют отверстия диаметром, равным 3-4 ширины подложки тензорезистора, глубиной 40-80 мм на расстоянии 30-40 мм выше и ниже от тензорезистора и через 4 или более часов вновь измеряют сопротивление рабочих тензорезисторов R1,i и определяют деформацию бетона сваи по приведенной зависимости. Такую операцию проводят на всех четырех тензорезисторах на свае, а для восстановления исходной несущей способности в отверстия закладывают по два металлических полуцилиндра на 3-5 мм меньше диаметра отверстия и между ними забивают стальной клин шириной, равной диаметру полуцилиндров с доведением омического сопротивления R1,i до значения R0,i на каждом тензорезисторе. Затем поверхность сваи на участках отверстий со стальными полуцилиндрами покрывается эпоксидной смолой от коррозии, а по результатам измерений деформаций бетона сваи в четырех противоположных участках вычисляют среднее значение деформации бетона и арматуры по формуле , а напряжение в арматуре и в бетоне определяют по формулам, и , где Es – модуль упругости стали арматуры, принимаемый 2·1011 Па; Eb – модуль упругости бетона, определяемый неразрушающими методами, и нагрузку на сваю определяют по формуле , где As, Ab – площади поперечного сечения арматуры и бетона, соответственно. Технический результат состоит в повышении точности и достоверности оценки эксплуатационной нагрузки на железобетонную сваю. 1 ил.

Использование: для неразрушающего контроля деформаций, напряжений и наибольших усилий в рабочей арматуре эксплуатируемых железобетонных конструкций. Сущность изобретения заключается в том, что теоретически или экспериментально выявляют место (сечение) с наибольшими деформациями в стержнях рабочей арматуры, например в сечении с трещиной в бетоне железобетонной конструкции типа балки или плиты, от эксплуатационной нагрузки, после чего в области конструкции в местах с наибольшими деформациями, как правило в крайних стержнях нижнего ряда арматуры с наибольшими деформациями, вдоль стержней образуют штрабы длиной 120–150 мм, затем на боковой поверхности рабочей арматуры элемента на длине штрабы шлифуют площадку для наклейки тензорезисторов и наклеивают не менее трех тензорезисторов с базой не менее 10 мм и шириной не более 6–8 мм, изолируют тензорезисторы эпоксидной смолой и измеряют омическое сопротивление R0,i всех тензорезисторов, а с двух других свободных от бетона смежных сторон арматуры приваривают стержни-коротыши такого же класса и диаметра d арматуры длиной 100–120 мм с длиной сварных швов на каждом конце коротышей не менее с обеспечением равнопрочности, сначала приваривают коротыши на нижней стороне рабочей арматуры (с большим напряжением), а затем на верхней стороне (с меньшим напряжением), затем в стержнях рабочей арматуры под прикрытием коротышей высверливают два отверстия диаметром, равным диаметру рабочей арматуры d, на расстоянии не менее 2–3 диаметров арматуры от крайних тензорезисторов и не менее 1,2-1,5d диаметра арматуры от конца сварного шва, который высверливают за три приема, сначала сверлом диаметром d/3, затем диаметром 2d/3 и затем диаметром, равным диаметру арматуры d, для предупреждения динамического удара, при этом для охлаждения арматуры ее поливают водой, затем удаляют полученный участок рабочей арматуры и вновь измеряют омические сопротивления тензорезисторов R1,i на этом участке рабочей арматуры, затем эту операцию проводят с другим стержнем рабочей арматуры в этом же сечении железобетонного элемента, на удаленных участках рабочей арматуры определяют наибольшее значение деформации из двух стержней рабочей арматуры по всем результатам измерений сопротивлений тензорезисторов по формуле: . Наибольшее напряжение в стержне арматуры находят по формуле: . После удаления участков рабочей арматуры восстанавливается защитный слой бетона, при необходимости предварительно защищается арматура и сварные швы от коррозии существующими методами, усилие в арматуре определяют по формуле , при этом арматура не испытывает динамического сброса напряжений, не снижается прочность несущего железобетонного элемента, а защитный слой бетона восстанавливается. Технический результат: обеспечение возможности недопущения динамического сброса напряжений; сохранения текущего уровня безопасности эксплуатации железобетонного элемента; повышения точности определения наибольшей деформации, напряжения и усилия в рабочей арматуре железобетонного элемента. 4 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю деформаций, напряжений, наибольших усилий и действующих нагрузок в элементах эксплуатируемых металлических конструкций. Способ заключается в следующем: теоретически или экспериментально выявляют место (сечение) с наибольшими деформациями в элементе металлической конструкции от эксплуатационной нагрузки. Усиливают поперечное сечение приваренными накладками с отверстием и закругленными концами для снижения концентрации напряжений, расположенными вдоль силовых линий несущего элемента конструкции, толщиной, равной не менее толщины проката элемента металлической конструкции. Затем в местах с наибольшими деформациями на верхней и нижней грани поперечного сечения несущего элемента конструкции через отверстие накладки устанавливают 3-4 тензорезистора, изолируют их полимерным клеем для того, чтобы убрать влияние внешних воздействий при проведении испытаний и измеряют их омические сопротивления. Затем в элементе с тензорезисторами просверливают отверстия между тензорезисторами диаметром, равным 3-4 значениям ширины тензорезисторов, на расстоянии от тензорезисторов, равном двум диаметрам отверстий, а конструкцию в процессе сверления отверстий охлаждают известными способами, например водой или смазочно-охлаждающими жидкостями, для того, чтобы убрать температурные воздействия, после просверливания отверстий вновь измеряют омические сопротивления тензорезисторов и определяют наибольшее значение деформации по всем результатам измерений сопротивлений тензорезисторов, через которые вычисляют наибольшее напряжение и изгибающий момент в несущем элементе конструкции. Техническим результатом предлагаемого изобретения является сохранение остаточной несущей способности несущего элемента, повышение безопасности проведения испытаний и сохранение непрерывности эксплуатации сооружения. 2 ил.

Использование: для контроля за трещинами. Сущность изобретения заключается в том, что на расстоянии 10-20 мм от сечения элемента, в котором располагается трещина, наклеивают тензорезисторы справа и слева от трещины на обеих боковых стенках элемента таким образом, чтобы 2-3 тензорезистора располагались по длине трещины перпендикулярно трещине, и 2-3 тензорезистора располагались выше видимой вершины трещины. Затем измеряют электрические сопротивления тензорезисторов, после чего нагружают или разгружают элемент экспериментальной нагрузкой и вновь измеряют электрические сопротивления тензорезисторов, а относительные деформации вычисляют по определенному математическому выражению. Полученные значения относительных деформаций показывают на эпюре деформаций εi по высоте поперечного сечения элемента с обеих сторон от трещины для каждой боковой стенки элемента. Через вершины ординат деформаций перпендикулярно к боковым стенкам элемента проводят прямые до их пересечения со стенками и измеряют расстояние от этих точек пересечения до стенки элемента, с которой начинается трещина. По измеренным на эпюрах εi расстояниям с учетом масштабов вычисляют значения длин трещины l`тр и l``тр на поверхностях боковых стенок элемента и среднюю длину трещины. По результатам 3-5 измерений длины трещины lтр в начальный момент времени и через некоторое время t определяют скорость роста трещины под нагрузкой. Технический результат: повышение точности определения длины трещины в строительных конструкциях. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области неразрушающих измерений давления на заданном горизонтальном уровне бетонных и кирпичных стен и фундаментов зданий и сооружений на стадии их эксплуатации. Сущность: на поверхность стены или фундамента наклеивают тензорезистор на уровне измеряемого давления вдоль направления главных сжимающих напряжений и измеряют начальное омическое сопротивление тензорезистора. В стене или фундаменте выше и ниже тензорезистора высверливают два отверстия диаметром в 3…4 раза больше ширины тензорезистора, на расстоянии в 3…4 раза больше ширины тензорезистора, глубиной 40…60 мм и измеряют ответное омическое сопротивление тензорезистора. Определяют относительную деформацию стены или фундамента и давление на заданном уровне стены или фундамента по формулам. Для мониторинга давления на стену или фундамент в каждое отверстие закладывают по два стальных полуцилиндра длиной, равной глубине отверстий, диаметром меньше диаметра отверстий на 2…3 мм. Между стальными полуцилиндрами забивают по стальному клину длиной, равной глубине отверстий, и толщиной 1…3 мм с одной стороны и 4…5 мм с другой стороны. Забиванием стальных клиньев доводят омическое сопротивление тензорезистора до величины, равной начальному омическому сопротивлению, затем фиксируют величину текущего омического сопротивления тензорезистора в любой момент времени и вычисляют изменение омического сопротивления тензорезистора, приращение деформации стены или фундамента и давление на стену или фундамент в любой момент времени. Технический результат: сохранение несущей способности стен и фундаментов; уменьшение концентрации напряжений в стенах и фундаментах; отсутствие необходимости нарушения электрической цепи тензорезисторов; возможность непрерывного мониторинга давления на стены и фундаменты; дистанционное управление измерениями. 4 ил.

Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности однопролетных железобетонных балок по критериям прочности арматуры и бетона. Сущность: на контролируемой железобетонной балке определяют места с наибольшими деформациями от эксплуатационной нагрузки и в этих местах устанавливают измерители деформаций. Затем нагружают железобетонную балку пробной нагрузкой. Определяют величину относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Для каждой ступени пробной нагрузки определяют среднее значение относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Также для каждой ступени пробной нагрузки по отдельности для бетона и для стальной арматуры железобетонной балки рассчитывают среднеквадратичные отклонения относительной деформации. Используя априорную информацию, находят среднее значение предельной относительной деформации по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Определяют верхнее значение предельной нагрузки и нижнее значение предельной нагрузки по отдельности для бетона и для арматуры железобетонной балки. Предельную несущую способность железобетонной балки определяют по наименьшей паре полученных для бетона и для арматуры железобетонной балки значений предельных нагрузок и . Затем по значениям предельной несущей способности железобетонной балки теоретически рассчитывают значения наибольших изгибающих моментов и , воздействию которых может подвергаться железобетонная балка. Находят теоретическую зависимость изгибающего момента M q от величины нагрузки, действующей на железобетонную балку. Из равенств моментов и находят верхнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку и нижнее значение предельной нагрузки на железобетонную балку . Технический результат: повышение безопасности испытаний железобетонных конструкций и повышение точности определения несущей способности железобетонных конструкций. 4 ил.

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано в строительной отрасли. Предлагаемый способ заключается в том, что предварительно выявляют место наибольшей осадки фундамента здания. В этом месте на поверхность фундамента на высоте 50-60 см от подошвы фундамента или выше первого уступа фундамента наклеивают три тензорезистора и измеряют их омическое сопротивление R0. Тензорезисторы изолируют от внешнего воздействия, после чего выше тензорезисторов устраивают карман, который продувают и высушивают, и снова измеряют сопротивление тензорезисторов R1. Далее в карман вводят плоскую камеру в виде сегмента круга, предварительно смазанную эпоксидной смолой, и нагнетают в камеру масло до давления, при котором омическое сопротивление тензорезисторов вернется от R1 к R0. Давление на грунт основания q под подошвой фундамента определяют по давлению масла в камере по формуле. Также давление контролируют по значениям сопротивлений тензорезисторов R1 и R0 по формуле. После измерения давления в фундаменте камера остается в кармане для дальнейшего мониторинга давления в фундаменте и основании. Технический результат заключается в уменьшении концентрации напряжений в фундаменте, повышении остаточной несущей способности фундамента. 3 ил.

Изобретение относится к способу измерения прогиба металлических, деревянных и других по материалу балок при поперечном изгибе от эксплуатационной нагрузки и других причин в процессе эксплуатации балки. Способ неразрушающего измерения прогиба балок заключается в том, что на поверхностях верхнего и нижнего поясов балки в месте наибольшего прогиба Δ0 наклеивают тензорезисторы с одинаковыми характеристиками непосредственно на подготовленную поверхность верхнего и нижнего поясов балки. Рабочие и компенсационные тензорезисторы наклеивают в количестве от 3 до 5 штук в каждом поясе на участке длиной от 15 до 25 см с наибольшим прогибом Δ0. Рабочие тензорезисторы крепят вдоль главных напряжений σ вдоль балки, а компенсационные - между рабочими тензорезисторами поперек балки, защищают их от различных воздействий эпоксидной смолой, монтируют мостовые схемы для каждой пары тензорезисторов (рабочих и компенсационных) и соединяют провода от них с тензостанцией; измеряют начальное сопротивление R0 рабочих тензорезисторов, при этом прогиб балки Δ(t) в любой момент времени t определяют по формуле: Δ(t)=Δ0+r·(|ΔR1(t)|+|ΔR2(t)|), где Δ0 - начальный наибольший прогиб балки в момент времени t=0, измеренный с помощью высокоточной геодезической рейки и нивелира до наклейки тензорезисторов; r - постоянный коэффициент, зависящий от расчетных схем и размеров балки. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерений. 4 ил., 1 табл.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для определения твердости материалов непосредственно в конструкциях

Изобретение относится к неразрушающему контролю несущей способности строительных и других конструкций из материалов с линейной зависимостью между нагрузкой и деформацией материала

Изобретение относится к области неразрушающего контроля на прочность металлов в конструкциях

Изобретение относится к испытательной технике

Изобретение относится к испытательной технике

Изобретение относится к области неразрушающего контроля на прочность строительных железобетонных конструкций

 


Наверх