СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ СЛОЖНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ Российский патент 2007 года по МПК E04G23/00 G01M7/00 

Описание патента на изобретение RU2292433C1

Изобретение относится к области строительства и касается способа определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения сложной пространственной формы в процессе их эксплуатации.

Известен способ определения физического состояния зданий и сооружений, заключающийся в том, что измерения пространственных колебаний осуществляют посредством трехкомпонентных перемещаемых по точкам схемы наблюдений вибродатчиков, определяют присущий каждому зданию или сооружению индивидуальный комплекс параметров динамических характеристик собственных пространственных колебаний и устанавливают на основании этого наличие изменения свойств подстилающего грунта и дефектов в конструкции объекта, возникших в процессе его эксплуатации, а также определяют физическое состояние объекта и оценивают безопасность дальнейшей его эксплуатации, возможность ремонта, реконструкции или необходимость сноса объекта (патент РФ №2140625, G 01 M 7/00, 1999).

В известном решении для установления наличия изменений свойств подстилающего грунта и дефектов в здании или сооружении, возникающих в процессе эксплуатации, в основу способа положены два физических явления: каждому объекту присущ индивидуальный комплекс параметров динамических характеристик пространственных колебаний и микросейсмический фон естественного и техногенного происхождения вызывает собственные колебания объектов. Однако при этом не учитывается, что здания и сооружения представляют собой сложные динамические системы, индивидуальный комплекс параметров динамических характеристик пространственных колебаний которых зависит от уровня и места приложения динамической нагрузки, вызывающей их колебания, и измерения, полученные при разных уровнях микросейсм (в том числе приложенных в различных местах), не должны давать одинаковые результаты, даже если состояние объекта не изменилось. Кроме того, регистрация колебаний в разных точках здания или сооружения существенно искажается при повторных неточностях размещения вибродатчиков относительно осей здания или сооружения.

Следует отметить также, что в известном способе под физическим состоянием объекта понимается техническое состояние здания или сооружения, в противном случае оно неинтересно ни при эксплуатации, ни при строительстве объекта (терминология СП 13-102-2003). Техническое же состояние объекта определяется на основании других способов, не использующих приемы известного способа.

Кроме того, оценка безопасности дальнейшей эксплуатации объекта основана на определении его технического состояния, а оценка возможности ремонта, реконструкции или необходимости сноса объекта определяется на основании его технического состояния и других экономических факторов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения по патенту РФ №2254426, E 04 G 23100, 04.10.2004 г.

Способ заключается в том, что здание или сооружение разделяют по высоте на зоны от 3 до 5 этажей, измерение пространственных колебаний осуществляют неоднократно в процессе эксплуатации посредством трехкомпонентных вибродатчиков, устанавливаемых на границе каждой из зон стационарно, причем перед регистрацией колебаний осуществляют динамическую нагрузку, например неупругий удар в виде широкополосного импульса с частотным диапазоном, перекрывающим область собственных колебаний исследуемой зоны здания или сооружения, на границе двух исследуемых зон здания или сооружения, после чего последовательно измеряют колебания в трех точках: вблизи места приложения динамической нагрузки, на противоположных границах нижерасположенной и вышерасположенной зон, а передаточные функции для каждой из исследуемых зон определяют как отношение спектров мощности одновременно зарегистрированных сигналов в двух точках: в месте регистрации отклика на динамическую нагрузку в виде импульса, прошедшего через зону, и в месте приложения динамической нагрузки.

Известный способ может быть применен для определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения только простой пространственной формы.

Предлагаемым изобретением решается задача определения конкретной зоны, где произошли изменения напряженно-деформированного состояния конструкций, в здании или сооружении сложной пространственной формы.

Для достижения указанной технической задачи в способе определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения сложной пространственной формы, заключающемся в том, что здание или сооружение разделяют по высоте на зоны от 3 до 5 этажей, трехкопонентные датчики устанавливают на границе каждой из зон стационарно, осуществляют динамическую нагрузку на границе двух исследуемых зон здания или сооружения, неоднократно производят посредством вибродатчиков измерение пространственных колебаний в процессе эксплуатации здания или сооружения вблизи места приложения динамической нагрузки и на противоположных границах нижерасположенной и вышерасположенной зон и определяют передаточные функции как отношение спектров мощности одновременно зарегистрированных сигналов в месте регистрации отклика на динамическую нагрузку в виде импульса, прошедшего через зону, и в месте приложения динамической нагрузки, осуществляют разделение здания или сооружения сложной пространственной формы вертикальными сечениями на части простой пространственной формы, при этом разделение по высоте на зоны от 3 до 5 этажей производят отдельно для каждой части простой пространственной формы здания или сооружения, выравнивают границы зон для всех частей простой пространственной формы здания или сооружения на уровне первого этажа, трехкомпонентные вибродатчики устанавливают по вертикальной оси в каждой части простой пространственной формы, а измерение пространственных колебаний осуществляют также на противоположных границах примыкающих зон относительно зоны приложения динамической нагрузки по горизонтали на уровне приложения динамической нагрузки в местах установки трехкомпонентных вибродатчиков примыкающих зон частей простой пространственной формы здания или сооружения.

Признаки, отличающие предлагаемый способ определения изменения напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения сложной пространственной формы от наиболее близкого к нему известного способа по патенту Российской Федерации №2254426, заключаются в том, что осуществляют разделение здания или сооружения сложной пространственной формы вертикальными сечениями на части простой пространственной формы, при этом разделение по высоте на зоны от 3 до 5 этажей производят отдельно для каждой части простой пространственной формы здания или сооружения, выравнивают границы зон для всех частей простой пространственной формы здания или сооружения на уровне первого этажа, при этом трехкомпонентные вибродатчики устанавливают по вертикальной оси в каждой части простой пространственной формы, а измерение пространственных колебаний осуществляют также на противоположных границах примыкающих зон относительно зоны приложения динамической нагрузки по горизонтали на уровне приложения динамической нагрузки в местах установки трехкомпонентных вибродатчиков примыкающих зон частей простой пространственной формы здания или сооружения.

На чертеже схематически изображено здание или сооружение сложной пространственной формы.

Способ осуществляют следующим образом.

Здание или сооружение сложной пространственной формы разделяют вертикальными сечениями на части 1, 2 и 3 простой пространственной формы, при этом разделение по высоте на зоны от 3 до 5 этажей, включая грунтовое основание, производят отдельно для каждой части простой пространственной формы, выравнивая границы зон для всех частей простой пространственной формы здания или сооружения на уровне первого этажа. Такое разделение, с одной стороны, ограничивается частотным диапазоном прилагаемой динамической нагрузки - неупругого удара в виде широкополосного импульса, которую возможно создать для охвата собственных колебаний 3-5 этажей зданий по уровню интенсивности, превышающему уровень динамического шума (микросейсм), а с другой стороны, ограничивается экономической целесообразностью последующего объема обследования технического состояния в случае выявления существенного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций в той или иной зоне здания или сооружения. На границах этих зон стационарно устанавливают трехкомпонентные вибродатчики, которые размещают по вертикальной оси в каждой части простой пространственной формы.

С помощью вибродатчиков и регистрирующей аппаратуры осуществляют последовательно в частотном диапазоне от 0,5 до 50 Гц (частота квантования 400 Гц) одновременную регистрацию пространственных колебаний в каждых трех последовательных точках расположения вибродатчиков, например 4, 5 и 6 или 7, 5 и 8, осуществляя каждый раз динамическую нагрузку вблизи точки 5. По этим данным строят спектры мощности зарегистрированных сигналов в каждой из трех точек, а затем передаточные функции, представляющие собой отношения этих спектров. При этом отношение спектра в вышележащей точке 8 к спектру в точке 5 характеризует свойства верхней исследуемой зоны части 2 здания или сооружения, через которую прошел заданный импульс, отношение спектра в нижележащей точке 7 к спектру в точке 5 характеризует свойства нижней исследуемой зоны части 2 здания или сооружения, через которую прошел заданный импульс, отношение спектра в точке 6 к спектру в точке 5 и отношение спектра в точке 4 к спектру в точке 5 характеризуют свойства примыкающих зон соответственно частей 1 и 3 простой пространственной формы.

Таким образом, при каждом таком измерении получают две передаточные функции для двух исследуемых зон здания или сооружения. При следующем по очереди измерении в трех точках получают опять две передаточные функции, причем в предыдущем и последующем измерениях получают передаточные функции для одной и той же зоны здания или сооружения, которые, однако, не обязаны совпадать, так как в одном случае сигнал шел снизу вверх, во втором - сверху в низ, в третьем - слева направо, в четвертом - справа налево.

Получив комплект передаточных функций для всех выделенных зон частей простой пространственной формы здания или сооружения, проводят сравнение передаточных функций для каждой зоны здания или сооружения с соответствующими им передаточными функциями, полученными при измерениях в более ранний период эксплуатации. Производя такой анализ с учетом плановых перераспределений нагрузок в здании или сооружении (реконструкции, перепланировки, перемещение тяжелого оборудования и др.), выявляют зоны здания или сооружения, для которых изменились передаточные функции, т.е. для которых произошло изменение напряженно-деформированного состояния конструкций и которые требуют проведения обследования технического состояния конструкций. На основании обследования устанавливают категорию технического состояния конструкций, т.е. оценивают безопасность дальнейшей эксплуатации объекта, необходимость восстановительных или усилительных мероприятий, возможность того или иного варианта реконструкции.

Похожие патенты RU2292433C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ 2009
  • Болдырев Геннадий Григорьевич
RU2392403C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ 2004
  • Григорьев Ю.П.
  • Гурьев В.В.
  • Дмитриев А.Н.
  • Дорофеев В.М.
RU2254426C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 1998
  • Селезнев В.С.
  • Еманов А.Ф.
  • Барышев В.Г.
  • Кузьменко А.П.
RU2140625C1
СПОСОБ ПЛАНОВО-ПРЕДУПРЕДИТЕЛЬНОГО КОНТРОЛЯ ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 1999
  • Селезнев В.С.
  • Еманов А.Ф.
  • Кузьменко А.П.
  • Барышев В.Г.
  • Данилов И.А.
RU2163009C2
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ И/ИЛИ ИХ ЧАСТЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ 2007
  • Гурьев Владимир Владимирович
  • Дорофеев Владимир Михайлович
  • Лысов Дмитрий Анатольевич
RU2341623C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОСНОВАНИЯ И ТЕЛА ПЛОТИНЫ ГИДРОТЕХНИЧЕСКИХ СООРУЖЕНИЙ 1998
  • Селезнев В.С.
  • Еманов А.Ф.
  • Барышев В.Г.
  • Кузьменко А.П.
  • Бах А.А.
RU2151233C1
СПОСОБ ПРИВЕДЕНИЯ К ЕДИНОМУ ВРЕМЕНИ РЕГИСТРАЦИИ РАЗНОВРЕМЕННЫХ ЗАПИСЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ 1998
  • Селезнев В.С.
  • Еманов А.Ф.
  • Кузьменко А.П.
  • Барышев В.Г.
  • Сабуров В.С.
RU2150684C1
Способ мониторинга технического состояния мостовых сооружений в процессе их эксплуатации (варианты) 2017
  • Кузьменко Александр Павлович
  • Сабуров Владимир Сергеевич
RU2650812C1
СЕЙСМОМЕТРИЧЕСКИЙ СПОСОБ МОНИТОРИНГА ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И/ИЛИ СООРУЖЕНИЙ 2012
  • Воробьева Дарья Борисовна
  • Золотухин Евгений Павлович
RU2515130C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ И ЛОКАЛИЗАЦИИ МЕСТА ИЗМЕНЕНИЯ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ 2014
  • Шахраманьян Андрей Михайлович
RU2557343C1

Реферат патента 2007 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ СЛОЖНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ФОРМЫ

Изобретение относится к области строительства и касается способа определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения сложной пространственной формы. Технический результат изобретения - возможность определения конкретной зоны, где произошли изменения напряженно-деформированного состояния конструкций, в здании или сооружении сложной пространственной формы. Осуществляют разделение здания или сооружения сложной пространственной формы вертикальными сечениями на части простой пространственной формы, при этом разделение по высоте на зоны от 3 до 5 этажей производят отдельно для каждой части простой пространственной формы здания или сооружения, выравнивая границы зон для всех частей простой пространственной формы здания или сооружения на уровне первого этажа. Трехкомпонентные вибродатчики устанавливают по вертикальной оси в каждой части простой пространственной формы здания или сооружения. Измерение пространственных колебаний осуществляют на противоположных границах примыкающих зон относительно зоны приложения динамической нагрузки как по высоте, так и по горизонтали на уровне приложения динамической нагрузки в местах установки трехкомпонентных вибродатчиков примыкающих зон частей простой пространственной формы здания или сооружения. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 292 433 C1

Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения сложной пространственной формы, заключающийся в том, что здание или сооружение разделяют по высоте на зоны от 3 до 5 этажей, трехкомпонентные вибродатчики устанавливают на границе каждой из зон стационарно, осуществляют динамическую нагрузку на границе двух исследуемых зон здания или сооружения, неоднократно производят посредством вибродатчиков измерение пространственных колебаний в процессе эксплуатации здания или сооружения вблизи места приложения динамической нагрузки и на противоположных границах нижерасположенной и вышерасположенной зон и определяют передаточные функции как отношение спектров мощности одновременно зарегистрированных сигналов в месте регистрации отклика на динамическую нагрузку в виде импульса, прошедшего через зону, и в месте приложения динамической нагрузки, отличающийся тем, что осуществляют разделение здания или сооружения сложной пространственной формы вертикальными сечениями на части простой пространственной формы, при этом разделение по высоте на зоны от 3 до 5 этажей производят отдельно для каждой части простой пространственной формы здания или сооружения, выравнивают границы зон для всех частей простой пространственной формы здания или сооружения на уровне первого этажа, при этом трехкомпонентные вибродатчики устанавливают по вертикальной оси в каждой части простой пространственной формы, а измерение пространственных колебаний осуществляют также на противоположных границах примыкающих зон относительно зоны приложения динамической нагрузки по горизонтали на уровне приложения динамической нагрузки в местах установки трехкомпонентных вибродатчиков примыкающих зон частей простой пространственной формы здания или сооружения.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2007 года RU2292433C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ЗДАНИЯ ИЛИ СООРУЖЕНИЯ 2004
  • Григорьев Ю.П.
  • Гурьев В.В.
  • Дмитриев А.Н.
  • Дорофеев В.М.
RU2254426C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 1998
  • Селезнев В.С.
  • Еманов А.Ф.
  • Барышев В.Г.
  • Кузьменко А.П.
RU2140625C1
Способ определения вибрации здания 1990
  • Данилов Александр Сергеевич
  • Мотичев Виктор Васильевич
SU1777018A1
СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ 1990
  • Багрянов Б.В.
  • Беспаев А.А.
  • Будников И.Н.
  • Новиков С.А.
  • Тимонин Л.М.
RU2011174C1
СПОСОБ ПОСТРОЕНИЯ МНОГОПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ЦИФРОВЫХ МОДЕЛЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ, АНАЛИЗА И МОДЕЛИРОВАНИЯ ИХ СОСТОЯНИЯ (ВАРИАНТЫ) 2001
  • Алмазова Н.М.
RU2177144C1
КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ЛЕЧЕНИЯ ГАСТРОЭЗОФАГЕАЛЬНОЙ РЕФЛЮКСНОЙ БОЛЕЗНИ (ГЭРБ) 2010
  • Мунафо Сальваторе
  • Рицца Луиза
RU2524639C2
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА РЕДКОЗЕМЕЛЬНОГО МАГНИТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА 2019
  • Норицугу Сакума
  • Кадзуаки Хага
RU2704018C1

RU 2 292 433 C1

Авторы

Григорьев Юрий Пантелеймонович

Гурьев Владимир Владимирович

Дмитриев Александр Николаевич

Дорофеев Владимир Михайлович

Степанов Александр Юрьевич

Даты

2007-01-27Публикация

2005-09-09Подача