Способ контроля состояния конструкции инженерно-строительного сооружения



Способ контроля состояния конструкции инженерно-строительного сооружения
Способ контроля состояния конструкции инженерно-строительного сооружения
Способ контроля состояния конструкции инженерно-строительного сооружения

 


Владельцы патента RU 2619822:

Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации. Согласно способу в местах диагностирования контролируемой конструкции размещают датчики, осуществляют опрос датчиков, преобразуют полученную от датчиков информацию и передают ее на пункт контроля, выполненного в виде компьютера с программным обеспечением, где осуществляют регистрацию и сравнение полученной информации с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами. Датчики выполняют с возможностью получения от них информации об их пространственном положении. В пункте контроля формируют условное изображение контролируемой конструкции и фиксируют изменения пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей. По результатам сравнения этих отклонений с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, соответствующими их допустимым значениям, судят о состоянии контролируемой конструкции. Условное изображение контролируемой конструкции выполняют в виде расчетной схемы контролируемой конструкции. Фиксацию изменений пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, производят при различных нагружениях контролируемой конструкции. Технический результат заключается в повышении точности контроля. 2 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизированного контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации, позволяющего, в частности, своевременно выявлять деформации конструкций и предупреждать их разрушение.

Известен способ контроля состояния элементов строительных конструкций [Ренский А.Б. Руководство по тензометрированию строительных конструкций и материалов. М., 1971 г., стр. 133], основанный на том, что периодически проводят замеры деформаций элементов конструкции посредством тензометрических датчиков, установленных в опасных сечениях.

Недостатком способа является относительно низкая точность, обусловленная субъективностью снятия показаний с датчиков, и ручная обработка информации.

Известен также способ автоматизированного сбора тензометрической информации от датчиков, размещенных на инженерно-строительных сооружениях [Ренский А.Б. Руководство по тензометрированию строительных конструкций и материалов. М., 1971 г., стр. 149-155], характеризующийся тем, что поочередно подключают сигналы от датчиков к блоку измерения, преобразуют сигналы в цифровую форму и обрабатывают их в вычислительной машине.

По сравнению с ручным способом автоматизированная обработка результатов измерений обеспечивает повышение надежности результатов измерений за счет возможности увеличения количества измерений, устранения субъективных ошибок измерений и более полного использования полученной информации за счет глубокой обработки данных.

Аналогом заявляемого способа является способ дистанционного контроля и диагностики состояния конструкций и инженерных сооружений [RU 2247958, С2, G01M 5/00, 10.03.2005], заключающийся в том, что на пункте контроля регистрируют сигналы с блоков измерения, установленных в местах диагностирования конструкции, сравнивают их с заранее зафиксированными значениями, и по отклонению поступивших сигналов от заранее зафиксированных судят о наличии изменений контролируемых параметров, причем, изготавливают элемент конструкции из того же материала, что и вся конструкция, размещают на нем блоки измерения, проводят метрологическую аттестацию элемента с размещенными на нем блоками измерения путем установления зависимостей между сигналами с блоков измерения и калиброванными внешними воздействиями, регистрируют эти зависимости на пункте контроля и используют их в качестве заранее зафиксированных сигналов, при этом врезают элемент с установленными на нем блоками измерения в места диагностирования конструкции и по отклонению поступивших сигналов с блоков измерения от заранее зарегистрированных сигналов судят о состоянии конструкции.

Этот способ отличается относительно высокой сложностью, обусловленной необходимостью изготовления элементов конструкции из того же материала, что и вся конструкция.

Известен также способ диагностирования состояния конструкции [RU 2395786, C1, G01B 7/16, 27.07.2010], согласно которому определяют как минимум один локальный участок вероятного возникновения дефекта, устанавливают на этом участке датчик и по его показаниям определяют состояние конструкции, причем датчик представляет собой основу, на которую нанесен цветовой индикатор, в качестве которой используют материал из графитизированных углеродных волокон на основе полиакрилонитрила, а в качестве цветового индикатора жидкокристаллический полимер, способный изменять свой цвет в зависимости от изменения электрического сопротивления основы, при этом датчик с натягом фиксируют на покрытом отверждаемым связующим исследуемом локальном участке до отверждения связующего, а для определения состояния локального участка к датчику подсоединяют источник тока и определяют напряженно-деформируемое состояние диагностируемой конструкции по экспериментально определенной зависимости цвета цветового индикатора от деформации.

Однако устройство не обеспечивает наглядности представления информации, что снижает оперативность реагирования на аварийную ситуацию, и предназначено преимущественно для отслеживания состояния конструкций трубопроводов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения [RU 2327105, С2, G01B 7/16, G01M 7/00, 20.06.2008], согласно которому осуществляют опрос датчиков, установленных в местах диагностирования конструкции, преобразуют полученную с датчиков информацию и передают ее на пункт контроля, выполненного в виде компьютера с программным обеспечением, где осуществляют регистрацию и сравнение полученной информации с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, причем формируют условное изображение контролируемого объекта, повторяющее его конструкцию, размещают на нем в местах, соответствующих реальному расположению датчиков, цветные метки-индикаторы, выводят упомянутое изображение с метками-индикаторами на экран компьютера, обеспечивают постоянную связь упомянутых меток-индикаторов с датчиками, в качестве фиксированной величины для каждого датчика используют полученное путем предварительных расчетов предельное допустимое значение измеряемого параметра, а результаты опроса датчиков и результаты сравнения последней принятой с них информации отражают в реальном времени через цвет меток-индикаторов и его смену на условном изображении объекта, по которому судят об исправности датчиков и состоянии конструкции, причем в качестве датчиков используют тензометрические датчики.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкая область применения, обусловленная тем, что при контроле состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения используется информация от тензометрических датчиков, которая позволяет формировать информацию только о напряжениях, возникающих в датчиках, которые могут соответствовать напряжениям в конструкции в местах установки датчиков, но это не позволяет формировать информацию о деформациях, возникающих в конструкции в целом и на отдельных ее участках. Это снижает качество контроля состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения,

Задачей заявляемого изобретения является повышение качества контроля путем расширения области применения и обеспечения контроля деформаций, возникающих в конструкции в целом и на отдельных ее участках.

Требуемый технический результат заключается в повышении качества контроля.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в способе, согласно которому в местах диагностирования контролируемой конструкции размещают датчики, осуществляют опрос датчиков, преобразуют полученную от датчиков информацию и передают ее на пункт контроля, выполненного в виде компьютера с программным обеспечением, где осуществляют регистрацию и сравнение полученной информации с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, согласно изобретению датчики выполняют с возможностью получения от них информации о их пространственном положении, в пункте контроля формируют условное изображение контролируемой конструкции и фиксируют изменения пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, а по результатам сравнения этих отклонений с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, соответствующими их допустимым значениям, судят о состоянии контролируемой конструкции.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что условное изображение контролируемой конструкции выполняют в виде расчетной схемы конструкции.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что фиксацию изменений пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, производят при различных нагружениях контролируемой конструкции.

На чертеже представлены:

на фиг. 1 - пример выполнения устройства контроля состояния конструкции инженерно-строительного сооружения для реализации предложенного способа совместно с контролируемой конструкцией в виде пролета одноэтажного безбалочного каркаса;

на фиг. 2 - пример использования информации по результатам двух измерений пространственного положения датчиков для определения и регистрации отклонений пространственного положения части контролируемой конструкции.

Устройство контроля состояния конструкции инженерно-строительного сооружения содержит датчики 1, размещенные в местах диагностирования контролируемой конструкции 2.

Кроме того, устройство содержит средства 3 опроса датчиков 1 и преобразования полученной от датчиков информации и ее передачи в пункт 4 контроля, выполненного в виде компьютера с программным обеспечением, где осуществляют регистрацию и сравнение полученной информации с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами.

В качестве средств опроса 3 датчиков 1 могут быть использованы электрические проводные соединения их с общей шиной компьютера пункта контроля 4.

Пункт 4 контроля выполнен с возможностью формирования условного изображения контролируемой конструкции 2, а датчики 1 выполнены с возможностью получения от них информации об их пространственном положении, например, путем снабжения каждого датчика не менее, чем двумя лазерными гироскопами с поперечно расположенными осями.

Компьютер с программным обеспечением в пункте 4 контроля выполнен с возможностью фиксации изменений пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, а по результатам сравнения этих отклонений с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, соответствующими их допустимым значениям, судят о состоянии контролируемой конструкции.

Условное изображение контролируемой конструкции выполняют в виде расчетной схемы конструкции, фиксации изменений пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, используют отклонения в их пространственном положении при различных нагружениях контролируемой конструкции.

Реализуется предложенный способ следующим образом.

Основными показателями состояния конструкции здания или строительного сооружения являются наличие и величина деформации ее составных элементов. Поэтому в основном в качестве датчиков для проведения контроля состояния конструкции здания или строительного сооружения используют лазерные гироскопические датчики, выполненные с возможностью фиксации изменений их пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, а по результатам сравнения этих отклонений с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, соответствующими их допустимым значениям, судят о состоянии контролируемой конструкции.

Полученная при различных нагружениях конструкции информация о положении датчиков в пространстве сопоставляется с имеющимися в памяти компьютера числовыми значениями, соответствующими положениям датчиков для предельно допустимых значений прогибов и смещений частей конструкции. Определяемая на основе этого динамика приближения прогибов и смещений конструкции к предельно допустимым значениям позволяет выявить упругие и пластические характеристики частей конструкции, кинематические гипотезы их взаимных соединений. Это дает возможность уточнить прогноз условий достижения конструкцией предельно допустимых значений, препятствующих ее дальнейшей эксплуатации.

Таким образом, благодаря введению дополнительных операций, в частности выполнением датчиков с возможностью получения от них информации о их пространственном положении, фиксации в пункте контроля изменения пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, и сравнения этих отклонений с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, соответствующими их допустимым значениям, судят о состоянии контролируемой конструкции, достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении точности контроля, поскольку обеспечивается возможность формирования информацию о деформациях, возникающих в конструкции в целом и на отдельных ее участках (в отдельных элементах и узлах конструкции).

Способ контроля состояния конструкции инженерно-строительного сооружения, согласно которому в местах диагностирования контролируемой конструкции размещают датчики, осуществляют опрос датчиков, преобразуют полученную от датчиков информацию и передают ее на пункт контроля, выполненного в виде компьютера с программным обеспечением, где осуществляют регистрацию и сравнение полученной информации с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, отличающийся тем, что датчики выполняют с возможностью получения от них информации о их пространственном положении, в пункте контроля формируют условное изображение контролируемой конструкции и фиксируют изменения пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, а по результатам сравнения этих отклонений с заранее введенными в память компьютера фиксированными величинами, соответствующими их допустимым значениям, судят о состоянии контролируемой конструкции, условное изображение контролируемой конструкции выполняют в виде расчетной схемы контролируемой конструкции, а фиксацию изменений пространственного положения датчиков, по которым определяют и регистрируют отклонения пространственного положения контролируемой конструкции или ее частей, производят при различных нагружениях контролируемой конструкции.



 

Похожие патенты:

Сейсмоплатформа относится к испытательной технике и воспроизводит сейсмические нагрузки в виде трехмерных затухающих колебаний. Сейсмоплатформа содержит плиту для размещения испытуемого элемента сооружения или здания, установленную на опоры, которые установлены на дополнительную прокладную плиту, которая в свою очередь опирается на фундамент через податливые в горизонтальном направлении опоры и соединена со стеной и с фундаментом через гидравлические приводы.

Изобретение относится к средствам и методам диагностики инженерных сооружений и может быть использовано для контроля и оценки ресурса надежности и безопасной эксплуатации сооружений, работающих в условиях динамического нагружения.

Изобретение относится к способу определения эффективности взрывозащиты. Способ заключается в том, что используют систему мониторинга с обработкой полученной информации об опасной зоне в испытательном боксе, где устанавливают макет взрывоопасного объекта.

Изобретение относится к метрологии, в частности, к методам контроля пошипников ГТД. Способ предполагает использование спектроанализатора для контроля сигнала с выхода микрофона.

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для динамических испытаний объектов на воздействие ударных перегрузок. Стенд содержит узел формирования внешнего ударного воздействия, контейнер в виде полого поршня и стол, предназначенный для закрепления объекта испытаний, размещенный в контейнере с возможностью перемещения вдоль его продольной оси и связанный с контейнером посредством упругой связи.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к методам испытаний пролетных строений, и может быть использовано при испытании автодорожных и городских мостов.

Изобретение относится к испытательному оборудованию и может быть использовано для виброакустических испытаний различных систем, имеющих упругие связи с корпусными деталями объекта.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности оборудованию для испытаний приборов на вибрационные и ударные воздействия. Стенд содержит основание, на котором закреплена жесткая переборка с датчиком уровня вибрации, на которую устанавливают два одинаковых исследуемых объекта на различных системах их виброизоляции, и проводят измерения их амплитудно-частотных характеристик.

Вибровозбудитель колебаний механических конструкций состоит из корпуса, силового привода, упругих шарниров, штока, соединенного с упругой тягой. При этом шток силового привода соединен упругой тягой с подвижной платформой со сменным грузом, которая установлена на упругом шарнире, состоящем из двух пересекающихся под углом 90° упругих пластин, соединяющих подвижную платформу с корпусом.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для весовых измерений в части измерений сигналов с первичных преобразователей силы (тензодатчиков).

Изобретение относится к гибкому устройству отображения. Технический результат – обеспечение обратной связи с предупреждением о степени изгиба для исключения повреждения гибкого устройства.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к устройствам для измерения деформации опор, находящихся под нагрузкой и может быть использовано для измерения и контроля деформации опорных элементов, предназначенных для магистральных газопроводов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения относительной деформации. Сущность: тензопреобразователь содержит гибкую диэлектрическую подложку и, по крайней мере, четыре тензорезистора с токоподводящими дорожками, размещенных на одной стороне подложки с образованием сторон, по крайней мере, одного прямоугольника.
Использование: для исследования деформаций и напряжений в конструкциях опасных производственных объектов газо-, нефтехимической промышленности. Сущность: заключается в том, что наносят на поверхность детали хрупкое тензочувствительное пористое покрытие с фреоном, осуществляют отверждение покрытия, нагружение конструкции и определяют зону высвобождения газа фреона из пористого покрытия (лопаются пузырьки), используя газоанализатор, при этом в качестве хрупкого тензочувствительного пористого покрытия используют покрытие, выполненное из смеси, содержащей эпоксидную смолу, отвердитель ПЭП, газ фреон R-22 при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к измерению деформаций и может быть использовано при испытаниях изделий из хрупких материалов, например керамических обтекателей. Сущность: датчик измерения перемещения и деформации крепится жестким клеем на сухой поверхности односторонней липкой ленты с жесткой основой, закрепленной на поверхности исследуемой конструкции, при этом площадь липкой ленты выбирают из условия: Fe<<S1⋅τ1≤S2⋅τ2<S2⋅τ3, где Fe - максимальное значение силы реакции упругого элемента датчика измерения перемещения и деформации; S1 - площадь приклеивания датчика измерения перемещения и деформации; τ1 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки жесткой основы липкой ленты с датчиком измерения перемещения и деформации; τ2 - величина сдвиговых напряжений, при которых наступает нарушение склейки липкой ленты с поверхностью объекта; τ3 - величина предельных сдвиговых напряжений, при которых происходит механическое разрушение поверхности объекта, например влагозащитного покрытия (ВЗП), или сколы на поверхности объекта и др., где τ2<τ3; S2 - площадь приклейки липкой ленты к поверхности объекта.

Изобретения относятся к измерительной технике, в частности к конструкции тензометрического датчика, системе определения его пространственного положения, способу определения его пространственного положения и измерительной системе с использованием тензометрического датчика.

Заявленные изобретения относятся к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного мониторинга состояния конструкции стартового сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретение относится к автоматическим средствам периодического отслеживания состояния конструкции здания или инженерно-строительного сооружения в процессе его эксплуатации.

Изобретения относятся к приборостроению, в частности к контрольно-измерительной технике, а именно к автоматическим средствам непрерывного отслеживания состояния конструкций.
Наверх