СПОСОБ КОНТРОЛЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЗАКЛАДНЫХ ДЕТАЛЕЙ Российский патент 2000 года по МПК G01N3/00 G01N29/00 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля строительных конструкций и может быть использовано для оценки несущей способности закладных деталей.

Известен способ контроля несущей способности закладных деталей [1], основанный на использовании проникающей радиации (бетатронов). Недостатком способа является необходимость проведения поверочных расчетов несущей способности закладных деталей с учетом дефектологии приграничной с закладной деталью областью бетона.

Наиболее близким к заявленному является способ контроля несущей способности закладных деталей [2] . Суть способа состоит в том, что к закладной детали прикладывают тестовую нагрузку, регистрируют сигналы акустической эмиссии и по их параметрам судят о несущей способности закладной детали.

Недостатком способа является недостаточная точность определения несущей способности закладных деталей.

Техническая задача заключается в расширении области применения и повышении точности способа контроля несущей способности закладных деталей.

Поставленная задача решается таким образом, что в способе контроля несущей способности закладных деталей, включающем построение градуировочной зависимости по параметрам сигналов акустической эмиссии и действительной несущей способности закладной детали, приложение тестовой нагрузки к закладным деталям, регистрацию сигналов акустической эмиссии и определение по ее параметрам несущей способности закладной детали, согласно изобретению тестовую нагрузку прикладывают циклично с повторным нагружением, сигналы акустической эмиссии регистрируют при каждом цикле нагружения, определяют градиент акустической эмиссии G, по которому судят о несущей способности закладной детали.

Заявляемый способ отличается от известного тем, что тестовую нагрузку прикладывают циклично с повторным нагружением, сигналы акустической эмиссии регистрируют при каждом цикле нагружения и по их параметрам определяют градиент акустической эмиссии G, по которому судят о несущей способности закладной детали.

Предлагаемый способ позволяет учесть эффект Кайзера, который заключается в снижении сигналов акустической эмиссии при повторном нагружении материала вплоть до максимальной нагрузки предшествующего нагружения, и тем самым повысить точность оценки несущей способности закладных деталей строительных конструкций.

На фиг. 1 предсталвен график приложения нагрузки на закладную деталь: 1 - по известному способу, 2 - по заявляемому способу; на фиг. 2 - градуировочная зависимость, при помощи которой определяют несущую способность закладных деталей по градиенту акустической эмиссии G.

Способ контроля несущей способности закладных деталей реализуется следующим образом. К закладной детали прикладывают тестовую нагрузку одним из известных способов, например с применением силовых домкратов. На уровне, составляющем около 30% от расчетных значений эксплуатационных нагрузок, нагрузку на закладную деталь прикладывают циклично с повторным нагружением (фиг. 1, схема 2). Сигналы акустической эмиссии регистрируют при каждом цикле нагружения. По параметрам сигналов акустической эмиссии, в зависимости от цикла нагружения по формуле 1 вычисляют градиент акустической эмиссии G.

где N_i, N_i-1 - параметры сигналов акустической эмиссии в зависимости от цикла нагружения;
n - количество циклов нагружения.

По предварительно построенной градуировочной зависимости (фиг. 2) между градиентом акустической эмиссии и несущей способностью закладных деталей и по вычисленному градиенту акустической эмиссии G определяют фактическую несущую способность закладной детали.

Пример.

Оценка несущей способности закладных деталей производилась для узла сопряжения стеновой панели с колонной.

Для построения градуировочной зависимости были изготовлены пятнадцать фрагментов стеновых панелей размером 1400 х 900 х 370 мм с закладными деталями в виде анкеров, приваренных к плоским стальным элементам. В ряде фрагментов стеновых панелей были смоделированы технологические дефекты, возможные при изготовлении конструкций с закладными деталями: плоские элементы не были утоплены в бетон; пустоты и недоуплотнения бетонной смеси в области анкеров и под плоским элементом.

Испытание закладных деталей производили в железобетонной силовой раме на действие нагрузок, имитирующих отрывающее усилие в узле сопряжения стеновой панели с колонной. Для этого к закладным деталям приваривался стальной столик, на который с эксцентриситетом 130 мм передавалось усилие от гидравлического домкрата.

Регистрация, обработка и анализ сигналов акустической эмиссии производились акустико-эмиссионным прибором АФ-15. Прибор позволяет регистрировать параметры сигналов акустической эмиссии в виде активности N и скорости счета акустической эмиссии N.

Тестовая нагрузка к столикам закладных деталей прикладывалась гидравлическим домкратом ступенчато. На уровнях нагрузки, составляющих около 30% от расчетных эксплуатационных, нагрузку к закладной детали прикладывают циклично (фиг. 1, схема 2). На каждом этапе нагружения, равном пяти минутам, регистрируют активность акустической эмиссии N и по индикаторам часового типа - перемещение закладной детали относительно бетона образца. Образцы испытывались до отрыва анкеров от бетона. Фактическая несущая способность закладной детали определялась по величине нагрузки, при которой происходило интенсивное перемещение закладной детали относительно бетона образца.

Численные значения активности акустической эмиссии N, зарегистрированные для каждого цикла нагружения, фактическая несущая способность закладных деталей, а также вычисленный по формуле 1 градиент сигналов акустической эмиссии приведены в таблице.

По значениям фактической несущей способности закладной детали и градиенту акустической эмиссии G строят градуировочную зависимость (фиг. 2).

Как показали результаты математического моделирования, наиболее оптимальной является градуировочная зависимость, аппроксимированная кубической функцией типа
P = B0 + B1•G + B2•G² + B3•G³,
где P - несущая способность закладной детали, кН;
B0, B1, B2, B3 - коэффициенты уравнения;
G - градиент акустической эмиссии, вычисленный по формуле 1.

Контроль несущей способности закладной детали, установленной в ограждающие стеновые панели, производится следующим образом. К испытуемой закладной детали прикладывают тестовую нагрузку. Нагрузка прикладывается по схеме, моделирующей действительную работу закладной детали в конструкции. На уровне, составляющем приблизительно 30% от расчетных эксплуатационных нагрузок, закладная деталь подвергается циклическому повторному нагружению. Величина нагрузки повторного нагружения не должна превышать значения максимальной нагрузки предшествующего нагружения.

При каждом цикле нагружения регистрируют активность акустической эмиссии N. По формуле 1 вычисляют градиент акустической эмиссии G.

Сравнивая полученные значения G с градуировочной зависимостью, определяют несущую способность закладной детали.

Градуировочная зависимость, полученная по предлагаемому способу (фиг. 2), имеет более высокие статистические критерии (коэффициент корреляции r = 0,96) в сравнении с градуировочной зависимостью, построенной между несущей способностью закладных деталей и параметрами сигналов акустической эмиссии, зарегистрированных на уровнях нагрузки, приблизительно равных 30% от эксплуатационных (r = 0,88).

Источники информации:
1. Джонс Р., Фэкэоару И. Неразрушающие методы испытаний бетонов. Пер. с румынского. - М.: Стройиздат, 1974, 292 с.

2. Несвижский Э.Г., Сагайдак А.И., Тухтаев Б.Х. Оценка качества заделки закладных деталей. Строительные материалы и конструкции, N 4, 1991, с. 23 - 25.

Использование: для оценки несущей способности закладных деталей строительных конструкций. Способ контроля несущей способности заключается в приложении к закладным деталям тестовой нагрузки циклично с повторным нагружением, регистрации при каждом цикле нагружения сигналов акустической эмиссии и вычислении градиента акустической эмиссии. Сравнивая полученные значения градиента акустической эмиссии с градуировочной зависимостью, определяют несущую способность закладной детали. Изобретение обеспечивает расширение области применения и повышение точности контроля несущей способности закладных деталей. 2 ил., 1 табл.

Способ контроля несущей способности закладных деталей строительных конструкций, включающий построение градуировочной зависимости по параметрам сигналов акустической эмиссии и действительной несущей способности закладной детали, приложение тестовой нагрузки к закладным деталям, регистрацию сигналов акустической эмиссии и определение по ее параметрам несущей способности закладной детали, отличающийся тем, что тестовую нагрузку прикладывают циклично с повторным нагружением, сигналы акустической эмиссии регистрируют при каждом цикле нагружения, определяют градиент акустической эмиссии, по которому судят о несущей способности закладной детали.