Модуль поверхности бетонной конструкции это: Модуль поверхности бетона: особенности бетонных конструкций

Содержание

Модуль поверхности бетона (бетонной конструкции)

Один из параметров, который оказывает существенное влияние на результат постройки — это модуль поверхности бетонной конструкции. Если рассчитать эту величину и учесть при возведении сооружения, то результат проявится в виде крепости и долговечности конструкции.

Что это такое

Основной сезон ведения строительных работ — лето. В этот период погодные условия в максимальной степени располагают к заготовке растворов, установке опор, и т.д. Но поставленной цели не всегда удается добиться в срок, поэтому процесс возведения сооружений может затянуться до поздней осени или даже зимы.

Из-за снижения температуры воздуха процессы работы с цементным раствором усложняются. Необходимо рассчитать время, за которое жидкость в смеси начнет замерзать, и создать условия, чтобы бетон оформился и приобрел крепость быстрее, чем вода в нем замерзнет. С этой целью была введена рассматриваемая величина.

Модуль поверхности бетона — это величина, выраженная через частное площади поверхности конструкции, имеющей контакт с воздухом, и объема смеси.

Определение

Площадь и объем смеси вычисляются с применением формул сферы:

S = AB.
S общ. = S1+S2+S3+S4+S5+S6.
V = ABH.

Здесь приведены формулы для вычисления величин прямоугольного параллелепипеда, т.к. в большинстве случаев раствор закладывают в такую форму. Идеальный вариант с точки зрения времени остывания — сфера, но ее использование не оправдано другими обстоятельствами.

Единицы измерения, полученные в результате вычислений, представляют собой м-1 или 1/м. Происходит это по той причине, что площадь измеряется в м², а объем — в м³. Путем деления первого на второе получается, что единица измерения модуля поверхности бетона = м2/м3 = м2-3 = м-1 = 1/м.

В условиях реальности невозможно представить метр, выраженный в минус первой степени. Это значение изменяется в последующих вычислениях в более понятные единицы измерения согласно законами физики. Практического применения величина не имеет, но при ведении записей отчетов принято записывать все вычисления в полной форме.

Примеры расчета

Для лучшего понимания того, как работает формула модуля поверхности бетона, необходимо увидеть ее в действии. В качестве примера можно взять плитный фундамент с длиной 12 м, шириной 8 м и толщиной 20 см. Единицы измерения лучше сразу подогнать под один стандарт, превратив 20 см в 0,2 м.

Охлаждению подвержены в данной ситуации все поверхности фундамента кроме нижней, т.к. она соприкасается с основанием, обладающим достаточно высокой температурой для того, чтобы не брать эту сторону в расчет.

Вычисления бетонных элементов:

Вычислить площадь каждой из сторон:
8х0,2х2 = 3,2;
12х0,2х2 = 4,8;
12х8 = 96;
Найти сумму площадей: 96+3,2+4,8 = 104.
Вычислить объем поверхности: 8х12х0,2 = 19,2.
Вычислить значение модуля: 104/19,2 = 5,41(6).

Если речь идет о сложных элементах конструкции, то для вычисления значений их модулей существуют упрощенные формулы.

Некоторые из них представлены ниже:

Прямоугольные блоки и колонны = 2/A + 2/B.
Квадратные балки = 4/A.
Куб = 6/A.
Цилиндр = 2/R+2/H.

Что с этим делать

После того как необходимая величина вычислена, нужно правильно ее применить. От верного использования зависит, получится ли в результате строительства крепкое надежное здание.

Скорость нагрева и охлаждения

Чем меньше полученная величина, тем большим количеством трещин будет покрыт бетон, если вовремя не принять меры, которые заключаются в поддержании температуры на едином уровне и постепенном охлаждении.

Допустимая скорость охлаждения в зависимости от величины модуля:

меньше 4 м-1 — до 5°C в час;
от 5 до 10 м-1 — до 10°C в час;
более 10 м-1 — до 15°C в час включительно.

Для реализации условий постепенного снижения температуры достаточно использовать тепловые пушки или греющие кабели, которые оснащены функцией постепенного снижения силы нагрева. Пушка подойдет для любых значений модуля.

Выбор способа поддержания температуры

Существует несколько способов обеспечения постепенного охлаждения без использования электрических приборов. Уровень их эффективности зависит от значения модуля поверхности.

Если значение модуля не поднялось выше 6, то в качестве меры хватит простой плотной теплоизоляции. Достаточное количество тепла будет выделяться изнутри, во время застывания смеси. Такое значение позволит сэкономить на электричестве и общем времени работы.

Если модуль равен 6 или превышает это значение, то помогут справиться с недостатком теплоты несколько вариантов событий:

Разогревать раствор непосредственно перед укладкой в форму. Если смесь будет обладать высокой температурой, то получившийся бетон будет гораздо крепче, чем при стандартных условиях. Структура успеет устояться прежде, чем все остынет.
Вводить в раствор помимо основных компонентов специальные катализаторы, которые ускоряют процесс затвердевания бетона. Использование дополнительных средств повысит крепость конструкции и количество тепла, выделяемого внутренними процессами.
Другой вариант добавок, связанный со снижением уровня кристаллизации жидкости в застывающем растворе. Уровень теплоты не повышается, но бетон будет продолжать набирать крепость при температуре ниже 0°C.

Распалубка

Процесс снятия поддерживающих конструкций после приобретения бетоном начального уровня крепости в условиях низкой температуры отличается от стандартного. При снятии опалубки и теплоизоляции те поверхности, что были под прикрытием, сталкиваются с холодным воздухом, что может сказаться в дальнейшем на уровне их крепости.

Значение в данном случае имеет не только величина модуля, но и коэффициент армирования. Это значение определяет количество арматуры относительно массы бетона. Для определения достаточно сложить сечение каждого прута и разделить сумму на площадь верхней части бетонной плиты. Значение выражается в виде процентов.

Допустимы следующие перепады температур в разных условиях:

Если модуль не превышает значения 5 м-1, коэффициент армирования меньше 1%, то снимать опалубку стоит лишь при разнице в температуре бетона и воздуха менее 20°C.
При модуле меньше 5 м-1, но коэффициенте 1-3% допустимая разница повышается на 10°C.
Если арматуры много, коэффициент выше 3%, то ощутимых повреждений не будет, при снятии опалубки с разницей температур воздуха и раствора в 40°C.
При модуле поверхности выше 5 м-1 используются те же значения, но на 10°C выше:
меньше 1% — 30°C;
от 1% до 3% — 40°C;
больше 3% — 50°C.

Обработка зимнего бетона

Работа с бетонной поверхностью, не достигшей полной крепости, в зимнее время имеет отличия от обработки летом или весной. Использование перфораторов и отбойных молотков в данной ситуации недопустимо, т.к. локальные воздействия вызовут трещины и нарушение структуры формирующегося бетона.

Создавать арки, выемки и подобные изменения формы следует заранее при помощи опалубки и дополнительных приспособлений. Тонкая обработка, создание мелких отверстий становится возможным при помощи алмазного бура, который не обеспечивает ударные действия.

Если есть необходимость в создании круглого отверстия, то в опалубку достаточно поместить пластиковую трубку, диаметр которой совпадает со значениями желаемой дыры.

Смежное понятие

Помимо уже введенных ранее понятий существует еще одна существенная величина, которая перекликается с модулем бетона, — модуль упругости (деформации). Установить значение можно путем проведения экспериментов с точными измерительными приборами.

Модуль может оказать влияние на крупные здания (с большим количеством этажей и малой площадью основания) и скорее играет ознакомительную роль, чем практическую. Величина упругости показывает, насколько сильно деформируется опора при воздействии на все здание механизмов или сильного ветра.

Заключение

При работе с бетоном в неподходящих условиях вводятся дополнительные величины, призванные учесть особенности новых факторов, оказывающих влияние на результат работы. Модуль поверхности бетона — одна из таких величин.

Модуль поверхности бетонных смесей

Для начала немного теории. Вообще, метод поверхности бетона – есть отношение размеров поверхности конструкции из бетона к объему. Обязательно необходимо учесть, куда будет заливаться смесь: На промерзшую поверхность грунта или на теплую, на утепленный бетон или холодную каменную кладку и т п Также важно, какой температуры бетон будет использоваться при заливке. Чтобы в холодное время года бетонная смесь дольше не замерзала, на стройплощадках используется тара для раствора зима утепленная.

Чтобы показать это на практике, приведем пример расчета модуля поверхности для поверхности габаритами L=2м,B= 3м,H=1м, при укладке бетонной смеси как на холодный грунт,так и на оттаявший.

Итак, для начала рассчитаем объем:

V=2*3*1=6м3

Площадь охлажденной пов-ти при замерзшем грунте:

S1=2*1*2+3*2*1+2*3*2=22м2

Та же площадь для подтаявшей поверхности:

S2=2*1*2+3*2*1+2*3=16м2

Как видно из формулы разница между этими площадями состоит в том, что в первом случае площадь одной грани учтена дважды, т. к. будем считать, что замерзший грунт также забирает тепло из бетонной смеси.

Итого, модуль поверхности бетона для замерзшего грунта будет составлять :

M п = S1/V = 22/6 м-1 = 3,67 м-1

для теплого грунта:

M п = S2/V = 16/6 м-1 = 2,67 м-1

Как видно из расчетов , модуль поверхности бетонной смеси одного и того же объема отличается в 1,37 раз.

По этому параметру подбирается не только то, как мы будем укладывать бетонную смесь, но и то, как изменятся основные параметры конструкции при применении конкретного метода. Важный параметр — скорость увеличения значения температуры в час. Так, если модуль поверхности будет меньше 4м-1, то максимальную скорость увеличения температуры будет составлять 50градС в час. От 5 до 10 м-1 – 100градС в час, от 10м-1 — 150 градС в час

Для других форм модуль рассчитывается по следующим формулам:

Балка или колонна с сечением в виде прямоугольника. а и b – его стороны.

М п = 2/a+2/b,

Балка или колонна с сечением в виде квадрата со стороной а, м:

М п = 4/a,

Куб со стороной a, м:

М п = 6/a,

Параллелепипед прямоугольный со сторонами a, b, c, м:

Если он стоит отдельно

М п = 2/a+2/b+2/c,

Если он прилегает к массиву стороной c

М п = 2/a+2/b+1/c,

Если это плита толщиной a, м:

М п = 2/a

для цилиндра радиуса R и высотой c, м:

М п = 2/R+2/c

Если модуль поверхности будет рассчитан неверно , то это может привести к неправильному выбору технологии прогрева бетона, и в итоге, к появлению дефектов конструкции, например, трещине из-за термонапряжения.

Главный принцип методов укладки бетонных смесей в зимний период – обеспечить бетону возможность затвердеть в условиях, при которых бетон набрал все свои характеристики. Прочность бетонных смесей, заложенных в проекте, происходит в течение 28 дней, но самое ответственное время – первые 3-4 дня. Это означает, что именно в эти дни необходимо создать внутри конструкции плюсовую температуру. Основные методы для прогрева бетона: “термос”, применение трансформаторов для прогрева бетона, добавление присадок, утепление тепловыми пушками дизельными.

Модуль поверхности бетона (бетонной конструкции в м2, м3) — что это такое

Читайте также: про строительство и ремонт.

Что это такое

Содержание статьи:

Основной сезон ведения строительных работ — лето. В этот период погодные условия в максимальной степени располагают к заготовке растворов, установке опор, и т. д. Но поставленной цели не всегда удается добиться в срок, поэтому процесс возведения сооружений может затянуться до поздней осени или даже зимы.

Из-за снижения температуры воздуха процессы работы с цементным раствором усложняются. Необходимо рассчитать время, за которое жидкость в смеси начнет замерзать, и создать условия, чтобы бетон оформился и приобрел крепость быстрее, чем вода в нем замерзнет. С этой целью была введена рассматриваемая величина.

Определение

Площадь и объем смеси вычисляются с применением формул сферы:

S = AB.
S общ. = S1+S2+S3+S4+S5+S6.
V = ABH.

Примеры расчета

Охлаждению подвержены в данной ситуации все поверхности фундамента кроме нижней, т. к. она соприкасается с основанием, обладающим достаточно высокой температурой для того, чтобы не брать эту сторону в расчет.

Вычисления бетонных элементов:

Вычислить площадь каждой из сторон:
8х0,2х2 = 3,2;
12х0,2х2 = 4,8;
12х8 = 96;
Найти сумму площадей: 96+3,2+4,8 = 104.
Вычислить объем поверхности: 8х12х0,2 = 19,2.
Вычислить значение модуля: 104/19,2 = 5,41(6).

Некоторые из них представлены ниже:

Прямоугольные блоки и колонны = 2/A + 2/B.
Квадратные балки = 4/A.
Куб = 6/A.
Цилиндр = 2/R+2/H.

Что с этим делать

Скорость нагрева и охлаждения

Допустимая скорость охлаждения в зависимости от величины модуля:

меньше 4 м-1 — до 5°C в час;
от 5 до 10 м-1 — до 10°C в час;
более 10 м-1 — до 15°C в час включительно.

Выбор способа поддержания температуры

Разогревать раствор непосредственно перед укладкой в форму. Если смесь будет обладать высокой температурой, то получившийся бетон будет гораздо крепче, чем при стандартных условиях. Структура успеет устояться прежде, чем все остынет.
Вводить в раствор помимо основных компонентов специальные катализаторы, которые ускоряют процесс затвердевания бетона. Использование дополнительных средств повысит крепость конструкции и количество тепла, выделяемого внутренними процессами.
Другой вариант добавок, связанный со снижением уровня кристаллизации жидкости в застывающем растворе. Уровень теплоты не повышается, но бетон будет продолжать набирать крепость при температуре ниже 0°C.

Распалубка

Допустимы следующие перепады температур в разных условиях:

Если модуль не превышает значения 5 м-1, коэффициент армирования меньше 1%, то снимать опалубку стоит лишь при разнице в температуре бетона и воздуха менее 20°C.
При модуле меньше 5 м-1, но коэффициенте 1-3% допустимая разница повышается на 10°C.
Если арматуры много, коэффициент выше 3%, то ощутимых повреждений не будет, при снятии опалубки с разницей температур воздуха и раствора в 40°C.
При модуле поверхности выше 5 м-1 используются те же значения, но на 10°C выше:
меньше 1% — 30°C;
от 1% до 3% — 40°C;
больше 3% — 50°C.

Обработка зимнего бетона

Смежное понятие

Заключение

Источник

особенности и формула расчета, практическое применение и процедура распалубки

Ошибки при расчете модуля поверхности бетона не позволяют точно определить методику прогрева материала. В результате возрастают риски появления в конструкции различных дефектов, например, трещин. Они могут появиться при избытке тепла. Особенно это актуально при работе с бетоном зимой, так как важно не только правильно выбрать методику укладки, но и необходимые присадки.

Особенности расчета

Лучше всего работать с бетоном на открытом воздухе в теплое время года. Однако это не всегда возможно, потому что строительство приходится продолжать зимой. Основной проблемой, возникающей при работе с бетонной смесью в зимнее время, является необходимость дать материалу набрать прочность до начала процесса кристаллизации воды в смеси. Для решения этой задачи приходится подогревать раствор либо теплоизолировать опалубку.

Выбирая один из этих методов, необходимо исходить из скорости остывания формы с материалом. Для определения показателя скорости, с которой массив отдает тепло, используется следующая формула:

Отношение площади охлаждаемой поверхности к ее внутреннему объему называется модулем поверхности бетона. Формула для его расчета имеет следующий вид:

Единицей измерения этого показателя является м^-1 или 1/м. Следует заметить, что бетон прекращает набирать прочность при температуре около 0 градусов. Охлаждаемыми частями конструкции являются те, что вступают в контакт с более холодным воздухом или другими элементами строения.

На практике расчет модуля поверхности бетона – довольно трудоемкий процесс, так как конструктивные элементы здания могут иметь сложную геометрическую форму. Для упрощения задачи в строительстве принято использовать упрощенные формулы для расчета наиболее распространенных конструктивных элементов. Познакомиться с ними можно в таблице:

Практическое применение

Знать формулу для расчета параметра, влияющего на скорость остывания массива, мало. Важно понять, как применяется расчет модуля поверхности бетонной конструкции на практике.

Скорость остывания и нагрева

Вполне очевидно, что практически обеспечить одновременное остывание либо нагрев материала по всему объему строения невозможно. Все изменения условий приводят к появлению температурной разницы между ядром массива и его поверхностью. Следует заметить, что чем более массивной является конструкция, тем выше будет и температурная дельта.

На практике это приводит к увеличению внутренних напряжений в бетоне и появлению трещин в нем, так как материал еще не набрал необходимую прочность. Выход из сложившейся ситуации существует — необходимо замедлить скорость остывания поверхности конструкции.

Существует следующая зависимость скорости охлаждения от модуля поверхности:

Параметр Мп не превышает 4 м^-1 — скорость составляет менее 5 градусов/час.
Мп находится в диапазоне от 5 до 10 м^-1 — скорость остывания не должна превышать 10 градусов/час.
Показатель Мп превышает 10 м^-1 — максимум 15 градусов/час.

Стабилизировать скорость охлаждения можно с помощью теплоизоляции конструкции, а нагрева — регулируя мощность тепловой пушки.

Способ поддержания температуры

После выполнения всех необходимых расчетов требуется выбрать способ оптимизации температурного режима для набора материалом заданной прочности. Если показатель Мп не превышает 6 м^-1, то чаще всего используется метод «термоса». Для этого достаточно сделать качественную теплоизоляцию конструкции, в результате чего теплоотдача значительно снизится.

Если же Мп находится в диапазоне от 6 до 10 м^-1, то можно использовать одно из нескольких решений:

После разогрева бетонная смесь помещается в форму. Если теплоизоляция опалубки качественная, то время остывания материала до критической температуры значительно повышается. Кроме этого, разогретый бетон способен быстрее набирать прочность.
В бетон добавляются специальные присадки для ускорения затвердевания смеси.
Использование портландцементов высоких марок. Эти материалы не только быстрее набирают прочность, но и в процессе гидратации выделяют дополнительное тепло.
С помощью специальных добавок можно снизить температуру кристаллизации воды в материале.

Если показатель Мп превышает 10 м^-1, то единственным способом снижения скорости остывания являются тепловые пушки либо нагревающие кабели.

Процедура распалубки

Когда температура была оптимизирована и бетонная смесь набрала минимальный запас прочности, необходимо снять опалубку и теплоизоляцию. Так как эти работы проводятся при низкой температуре, то большое значение имеет разница температур поверхности конструкции и окружающей среды.

Эта дельта также зависит от модуля поверхности материала и коэффициента армированности конструкции. Последний параметр представляет собой отношение сечения всей арматуры к сечению массива. Взаимосвязь этих показателей имеет следующий вид:

Если при коэффициенте армирования не более 1%, Мп находится в диапазоне от 2 до 5 м^-1 — максимально допустимая температурная разница не должна превышать 20 градусов.
Коэффициент армированности составляет 1−3% – дельта не должна превышать 30 градусов.
Показатель армированности превышает 3% – температура воздуха может быть на 40 градусов ниже бетона.
Мп превышает 5 м^-1 при любом коэффициенте армированности — дельта равна 40−50 градусов.

Если бетон не успел набрать необходимую прочность, то его нельзя дробить с помощью перфоратора либо отбойного молотка, так как на конструкции могут появиться трещины. Когда необходимо сделать проемы в конструкции, то они должны быть предусмотрены еще на стадии установки опалубки до заливки смеси. Если же без обработки поверхности обойтись нельзя, то допускается использование только алмазного инструмента.

Модуль поверхности бетона, особенности бетонных конструкций

Бетонные модули

Модульные монолитные железобетонные блоки «Трансформер» производства компании «Мультиблок» позволяют в короткие сроки возводить строительные конструкции различного назначения. Представляют собой конструкцию, которая используется в качестве готовой строительной части для быстрого возведения объектов различного назначения.

Применение блоков «Трансформер»

Инженерные сооруженияТрансформаторные подстанцииРаспределительные подстанцииГазораспределительные пунктыПодстанции освещенияНасосные станцииПункты очистки водыБлоки с дизель-генераторными установкамиБлоки с биогазовыми установкамиКотельни

Жилые здания Малоэтажные домаЦокольные этажиМини-отелиДачные строенияВременные постройки

Хозяйственные постройки МастерскиеМини-цехаЖивотноводческие помещенияСкладыМини-офисыДиспетчерские точкиПристройки различного назначения

Торговые и сервисные пункты МагазиныКафеГаражиЗаправкиПункты ДПСПропускные/сторожевые будкиСервисные объекты

Основные характеристики бетонных модулей

Толщина стен	100 мм.
Длина конструкции	от 3,2 до 7,5 м.18 ступеней с шагом 200 или 300 мм.
Ширина конструкции	2,3 — 2,5 — 3,0 м.
Высота внутри помещения	от 2,48 до 2,9 м.
Высота подвала	от 0,8 до 1,9 м.шаг 10 мм.
Высота крыши	от 0,28 до 0,42 м.двускатная / односкатная
Срок службы	30 лет

Всего 64 типоразмера. Подробнее о габаритах и весе железобетонных блочных конструкций можно узнать в отделе продаж

Преимущества модулей «Трансформер»

Универсальность

Возможность создавать одно- или многоблочные сооружения, одно- или двухэтажные здания, помещения любой планировки и компоновки.

Удобство применения

100% заводская готовность, быстрый монтаж, возможность демонтажа и последующей сборки, полностью соответствуют действующим нормам и правилам, любые виды отделки.Производятся по технологии, позволяющей изготовить инженерный блок нужной конфигурации с требуемым расположением дверных и оконных проемов, технологических отверстий и т. д.

Модульность

Конструкции можно собирать и разбирать, а также комбинировать друг с другом, соединять последовательно или параллельно, создавать двухуровневые конструкции, расширять сооружение. Система стыковки унифицирована, пол не имеет перепадов по высоте.

Надежность

Долговечны, пожаробезопасны, сейсмостойки, экологичны. Толстые стены, двойное армирование и применение высококачественного бетона обеспечивают прочность конструкции. Кабины устойчивы к землетрясениям до 9 баллов по шкале MSK-64, способны локализовать внутренний взрыв и действие дуги КЗ. Отсутствие швов в монолитной конструкции защищает помещение от проникновения влаги, пыли, насекомых.

Комплектность

Конструкции под ключ, возможна поставка металлоизделий (ворота, двери, жалюзийные решетки, козырьки, нащельники и др.).

Простота и удобство

Размеры бетонных конструкций позволяют перевозить их как автомобильным транспортом с низкой платформой, так и по железной дороге. Для подъема конструкций предусмотрены закладные детали. Используется замковая система соединений, не требующая дополнительных сварочных и отделочных работ. Крупное оборудование устанавливается и меняется через съемную крышу. Минимальный объем строительных и монтажных работ.

trf-ural.ru

Смежное понятие

Несложная ассоциативная цепочка заставит нас затронуть еще одно понятие, относящееся к бетонным конструкциям. Это так называемый модуль Юнга для бетона (он же — модуль упругости или модуль деформации).

Наглядное представление смысла термина.

Значение модуля определяется экспериментально, по результатам испытания образца, измеряется в паскалях (чаще, с учетом высоких значений, в мегапаскалях) и обозначается символом Е. Честно говоря, этот параметр интересен лишь специалистам и при малоэтажном строительстве не учитывается.

Упрощенно говоря, этот параметр описывает способность материала кратковременно деформироваться при значительных нагрузках без необратимых нарушений внутренней структуры. Еще проще? Пожалуйста: чем выше модуль упругости, тем меньше вероятность, что при ударе кувалдой от фундамента отколется кусок бетона.

После такого определения логично предположить, что модуль упругости (или деформации) связан с прочностью на сжатие и, соответственно, маркой (классом) материала.

Действительно, зависимости практически линейная.

Для тяжелого бетона естественного твердения класса В10 модуль деформации равен 18 МПа.
Классу В15 соответствует значение в 23 МПа.
В20 — 27 МПа.
Модуль деформации бетона В25 равен 30 МПа.
Класс В40 — 36 МПа.

Полная таблица значений для разных видов бетона.

Реклама

Модуль — поверхность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Модуль — поверхность

Cтраница 1

Модули поверхностей одного наименования могут различаться по размерам поверхностей, расположением на детали, требованиями к точности обработки, качеством поверхностного слоя. Это разнообразие приводит к тому, что для изготовления МП одного наименования может быть несколько технологических процессов. [1]

Модуль поверхности М — отношение площади поверхности конструкции к ее объему. [3]

Модулем поверхности называется отношение охлаждаемой поверхности конструкции к объему конструкции. [5]

Модулем поверхности называется отношение охлаждаемой поверхности к объему бетона. [6]

Увеличение модуля поверхности ( отношение поверхности образца к его объему) и соответствующее увеличение поверхности соприкосновения с агрессивной средой влечет за собой более быстрое изменение состава агрессивной среды и более быстрое разрушение образцов, что и является основой ускоренного метода исследования. Скорость процесса коррозии определяют после известного срока обработки порошка преимущественно на основании: 1) изменения веса, 2) химического анализа количества перешедших в раствор компонентов, 3) определения веса сухого остатка вытяжки, 4) измерения электропроводности полученного раствора. Таким образом, этот метод учитывает только химическую сторону воздействия среды, в то время как оно является следствием совокупности химических, физико-химических и чисто физических ( механических) явлений. Трудно ожидать, чтобы физико-химические явления при испытаниях порошка в достаточной мере соответствовали явлениям, происходящим в монолитных керамических образцах. [7]

Модуль поверхности Мп железобетонной или бетонной конструкции

Модуль поверхности (Мп) железобетонной или бетонной конструкции — характеризует площадь ее поверхности (м2), приходящейся на единицу ее объема (м3), выражается в условных единицах (м1).

[Ушеров-Маршак А. В. Бетоноведение: лексикон. М.: РИФ Стройматериалы.- 2009. – 112 с.]

Рубрика термина: Общие термины, бетон

Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника, Автотранспорт, Акустические материалы, Акустические свойства, Арки, Арматура, Арматурное оборудование, Архитектура, Асбест, Аспирация, Асфальт, Балки, Без рубрики, Бетон, Бетонные и железобетонные, Блоки, Блоки оконные и дверные, Бревно, Брус, Ванты, Вентиляция, Весовое оборудование, Виброзащита, Вибротехника, Виды арматуры, Виды бетона, Виды вибрации, Виды испарений, Виды испытаний, Виды камней, Виды кирпича, Виды кладки, Виды контроля, Виды коррозии, Виды нагрузок на материалы, Виды полов, Виды стекла, Виды цемента, Водонапорное оборудование, Водоснабжение, вода, Вяжущие вещества, Герметики, Гидроизоляционное оборудование, Гидроизоляционные материалы, Гипс, Горное оборудование, Горные породы, Горючесть материалов, Гравий, Грузоподъемные механизмы, Грунтовки, ДВП, Деревообрабатывающее оборудование, Деревообработка, ДЕФЕКТЫ, Дефекты керамики, Дефекты краски, Дефекты стекла, Дефекты структуры бетона, Дефекты, деревообработка, Деформации материалов, Добавки, Добавки в бетон, Добавки к цементу, Дозаторы, Древесина, ДСП, ЖД транспорт, Заводы, Заводы, производства, цеха, Замазки, Заполнители для бетона, Защита бетона, Защита древесины, Защита от коррозии, Звукопоглащающий материал, Золы, Известь, Изделия деревянные, Изделия из стекла, Инструменты, Инструменты геодезия, Испытания бетона, Испытательное оборудование, Качество цемента, Качество, контроль, Керамика, Керамика и огнеупоры, Клеи, Клинкер, Колодцы, Колонны, Компрессорное оборудование, Конвеера, Конструкции ЖБИ, Конструкции металлические, Конструкции прочие, Коррозия материалов, Крановое оборудование, Краски, Лаки, Легкие бетоны, Легкие наполнители для бетона, Лестницы, Лотки, Мастики, Мельницы, Минералы, Монтажное оборудование, Мосты, Напыления, Обжиговое оборудование, Обои, Оборудование, Оборудование для производства бетона, Оборудование для производства вяжущие, Оборудование для производства керамики, Оборудование для производства стекла, Оборудование для производства цемента, Общие, Общие термины, Общие термины, бетон, Общие термины, деревообработка, Общие термины, оборудование, Общие, заводы, Общие, заполнители, Общие, качество, Общие, коррозия, Общие, краски, Общие, стекло, Огнезащита материалов, Огнеупоры, Опалубка, Освещение, Отделочные материалы, Отклонения при испытаниях, Отходы, Отходы производства, Панели, Паркет, Перемычки, Песок, Пигменты, Пиломатериал, Питатели, Пластификаторы для бетона, Пластифицирующие добавки, Плиты, Покрытия, Полимерное оборудование, Полимеры, Половое покрытие, Полы, Прессовое оборудование, Приборы, Приспособления, Прогоны, Проектирование, Производства, Противоморозные добавки, Противопожарное оборудование, Прочие, Прочие, бетон, Прочие, замазки, Прочие, краски, Прочие, оборудование, Разновидности древесины, Разрушения материалов, Раствор, Ригеля, Сваи, Сваизабивное оборудование, Сварка, Сварочное оборудование, Свойства, Свойства бетона, Свойства вяжущих веществ, Свойства горной породы, Свойства камней, Свойства материалов, Свойства цемента, Сейсмика, Склады, Скобяные изделия, Смеси сухие, Смолы, Стекло, Строительная химия, Строительные материалы, Суперпластификаторы, Сушильное оборудование, Сушка, Сушка, деревообработка, Сырье, Теория и расчет конструкций, Тепловое оборудование, Тепловые свойства материалов, Теплоизоляционные материалы, Теплоизоляционные свойства материалов, Термовлажносная обработка бетона, Техника безопасности, Технологии, Технологии бетонирования, Технологии керамики, Трубы, Фанера, Фермы, Фибра, Фундаменты, Фурнитура, Цемент, Цеха, Шлаки, Шлифовальное оборудование, Шпаклевки, Шпон, Штукатурное оборудование, Шум, Щебень, Экономика, Эмали, Эмульсии, Энергетическое оборудование

Источник: Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов. — Калининград. Под редакцией Ложкина В.П.. 2015-2016.

construction_materials.academic.ru

Обработка зимнего бетона

Если после набора полной прочности зимний бетон и монолиты из неподготовленного бетона нормальной влажности обрабатываются вполне традиционно, то перфорация и устройство проемов в монолите до набора им прочности имеет свою специфику.

Проще говоря, не набравший марочную прочность и замерзший бетон не стоит дробить отбойным молотком и перфоратором. В этом случае возможно появление трещин.

До набора полной прочности бетон легко трескается.

Оптимальный способ устройства проемов — формирование опалубки для них еще на стадии заливки монолита. Среди прочего, в этом случае возможна полноценная анкеровка краев арматуры по краям проема. Там, где это невозможно и проем придется вырезать по месту, применяется рифленая арматура: рифление на ее поверхности само по себе служит анкером для прутка.

Полезно: для устройства отверстия (например, продуха или ввода коммуникаций в ленточном фундаменте) при его заливке своими руками достаточно заложить в опалубку асбестоцементную или пластиковую трубу соответствующего диаметра.

На фото — простейший способ устройства продухов.

Для собственно обработки там, где без нее не обойтись, предпочтителен алмазный инструмент. Алмазное бурение отверстий в бетоне не требует использования ударного режима; как следствие — меньше вероятность трещин и сколов. Резка железобетона алмазными кругами оставляет края реза идеально ровными и, что очень удобно, не требует смены режущего круга при резке армирования.

Выдерживание бетона методом термоса

Способ термоса применяют в основном при бетонировании массивных конструкций. Для легких каркасных конструкций этот способ не применяют, так как утеплять их трудно и неэкономично.

Массивность конструкции характеризуется отношением суммы охлаждаемых (наружных) поверхностей к ее объему. Это отношение называется модулем поверхности М_п. который определяют по формуле

М_п = F/V

где F — поверхность, м 2 V — объем, м 3 .

При определении модуля поверхности не учитывают поверхности конструкций, соприкасающиеся с немерзлым грунтом или хорошо прогретой бетонной или каменной кладкой. Чем меньше М_п. тем конструкция массивнее.

Для колонн и балок модуль поверхности определяют как отношение периметра элемента к площади его поперечного сечения. Способом термоса обычно пользуются при выдерживании конструкций с модулем поверхности до 6. Часто способ термоса для таких конструкций сочетают с периферийным электропрогревом конструкций. Но, как указывалось выше, для расширения области применения способа применяют предварительный электроразогрев бетонной смеси или приготовляют бетонную смесь с добавками-ускорителями, ускоряющими твердение бетона и снижающими температуру замерзания бетонной смеси. В этих случаях возможно применять способ термоса в конструкциях с М_п = 8—10.

При выдерживании конструкций с М_п до 20 способом термоса необходимо применять быстротвердеющие цементы высоких марок (не ниже 500) и глиноземистые цементы, которые не только быстро набирают прочность, но и выделяют при твердении большое количество тепла. В результате сокращается время, в течение которого бетон должен быть предохранен от замерзания, а также повышается запас тепла в нем, т. е. облегчаются условия термосного выдерживания бетона.

Для сокращения срока получения бетоном критической прочности бетонную смесь укладывают с максимально допустимой температурой, опалубку утепляют, а уложенный в конструкцию бетон укрывают.

Утепление опалубки назначается по расчету и должно быть выполнено без зазоров и щелей, особенно в углах и местах стыкования теплоизоляции. Для уменьшения продуваемости опалубки и предохранения теплоизоляционных материалов (например, войлока, опилок) от увлажнения по обшивке и опалубке прокладывают слой толя или пергамина.

Если опалубка состоит из железобетонных плит-оболочек, утепление к ним прикрепляют с наружной стороны, а с внутренней стороны, соприкасающейся с бетонной смесью, их предварительно отогревают. Выступающие углы, тонкие элементы и другие части, остывающие быстрее основной конструкции, дополнительно утепляют на длине участка, назначаемого проектом производства работ.

Поверхности ранее забетонированных блоков и основания, подверженные воздействию наружного воздуха в местах примыкания к свежеуложенному бетону, утепляют на полосе шириной 1-1,5 м. Все работы по утеплению опалубки должны быть обязательно закончены до начала бетонирования.

Схема утепления блока

Модуль — поверхность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Модуль — поверхность

Cтраница 3

Дальнейшую классификацию осуществляют по конструктивным и геометрическим признакам, когда множество каждого класса модулей поверхностей делится на подклассы модулей по однотипности сочетающихся поверхностей и далее на группы и подгруппы. [31]

При проектировании модульного технологического процесса предполагается, что уже имеется разработанная технология изготовления модуля поверхностей каждого наименования ( назовем ее технологическим блоком), которая хранится в картотеке или памяти ЭВМ. Рассмотрим каждый из перечисленных этапов. [33]

Режим электропрогрева назначается в зависимости от заданного процента прочности бетона, характера ( модуля поверхности) конструкции, вида опалубки ( толщина, утеплитель), возможности учета увеличения прочности бетона за время его остывания, а также от вида, активности и содержания цемента в бетоне. [34]

В результате проектирования операции должна быть выбрана схема базирования заготовки, определена последовательность обработки модулей поверхностей, рассчитаны затраты штучно-калькуляционного времени и составлена технологическая карта. Проектирование операции предполагает, что известны МП, которые необходимо обрабатывать, и имеется технология изготовления каждого модуля поверхностей. [35]

При выдерживании бетона по способу термоса ориентировочные сроки охлаждения бетона до 0 в конструкциях с модулем поверхности ( отношение поверхности охлаждения в квадратных метрах к объему в кубических метрах) более 2 — 3 определяются по формуле проф. [36]

Так, из плоских поверхностей и поверхностей вращения, рабочих и связующих поверхностей следует стремиться сформировать модули поверхностей таким образом, чтобы их можно было отнести к какой-либо подгруппе класса МПБ. [37]

Так продолжается до тех пор, пока не будут определены все МТБ, обеспечивающие изготовление всех модулей поверхностей. [38]

Основным принципом построения маршрута модульного технологического процесса является формирование операций по обработке не отдельных поверхностей, а модулей поверхностей. [39]

Режим электропрогрева при электродном способе назначается в зависимости от требуемой прочности бетона к моменту окончания прогрева, от модуля поверхности конструкции, вида и активности цемента, а также величины дополнительной прочности, накапливаемой во время остывания прогретой конструкции. [40]

Принимая во внимание все МТБ, их очередность, МП и МПИ, изготовляемые от каждого МТБ и уровень качества модулей поверхностей, устанавливается ориентировочная последовательность изготовления последних. [41] . Скорость подъема температуры в бетонных конструкциях с модулем поверхности менее 6 и три большой их протяженности не должна превышать 5 в 1 час, а в железобетонных конструкциях с модулем поверхности более 6 — 8 в 1 час

Для тонких конструкций, сильно армированных, небольшой протяженности ( 6 — 8 м) допускается увеличение скорости повышения температуры до 15 в 1 час. Скорость остывания бетона по окончании прогрева не должна превышать 8 в 1 час. [42]

Скорость подъема температуры в бетонных конструкциях с модулем поверхности менее 6 и три большой их протяженности не должна превышать 5 в 1 час, а в железобетонных конструкциях с модулем поверхности более 6 — 8 в 1 час. Для тонких конструкций, сильно армированных, небольшой протяженности ( 6 — 8 м) допускается увеличение скорости повышения температуры до 15 в 1 час. Скорость остывания бетона по окончании прогрева не должна превышать 8 в 1 час. [42]

К таким в первую очередь относятся детали, выполняющие роль кинематических звеньев ( зубчатые колеса, червяки, рейки, винты, рычаги и т.п.), различного рода инструмент ( режущий мерительный слесарный), копиры, шаблоны и др. Представляет большой научный и практический интерес статистическое исследование модулей поверхностей. Принадлежность модуля поверхностей к тому или иному классу тем самым в значительной степени предопределяет уровень требований к качеству и технологии изготовления. [44]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Выдерживание бетона способом термоса

Строительные машины и оборудование, справочник

Категория:

Бетонные работы в зимних условиях

При определении модуля поверхности не учитывают поверхности конструкций, соприкасающиеся с немерзлым грунтом или хорошо прогретой бетонной или каменной кладкой. Чем меньше Мп, тем конструкция массивнее.

Для колонн и балок модуль поверхности определяют как отношение периметра элемента (в плоскости поперечного сечения) к площади поперечного сечения.

Способом термоса обычно пользуются при выдерживании конструкций с модулем поверхности до 6. Часто способ термоса для таких конструкций сочетают с периферийным электропрогревом.

Для использования способа термоса в конструкциях с более высокими значениями модуля поверхности применяют предварительный электроразогрев бетонной смеси или в бетонную смесь при приготовлении вводят добавки—ускорители твердения бетона, которые одновременно снижают температуру замерзания бетона. В этих случаях можно применять способ термоса в конструкциях с модулем поверхности, равным 8—10.

При выдерживании способом термоса конструкций с модулем поверхности более 3 применяют быстротвердеющие портландце-менты и портландцементы высоких марок (не ниже 400), которые не только быстро набирают прочность, но и выделяют при твердении повышенное количество тепла. В результате сокращается время, в течение которого бетон должен быть предохранен от замерзания, а также повышается запас тепла в нем, т. е. облегчаются условия термосного выдерживания бетона.

Рис. 71. Схема утепления блока:1 — блок, подготовленный к бетонированию, 2 — утепленная опалубка, 3 — ранее уложенный бетон

Для сокращения срока получения бетоном критической прочности бетонную смесь укладывают с максимально допускаемой температурой, опалубку утепляют, а уложенный в конструкцию бетон укрывают.

Утепление опалубки должно быть выполнено без зазоров и щелей, особенно в углах и местах стыкования теплоизоляции. Для уменьшения продуваемости опалубки и предохранения теплоизоляционных материалов от увлажнения по обшивке опалубки прокладывают слой толя.

Поверхности ранее забетонированных блоков и оснований, подверженных воздействию наружного воздуха в местах примыкания к свежеуложенному бетону, утепляют на полосе шириной 1 —1,5 м (рис.71).

После окончания бетонирования немедленно утепляют верхнюю грань блока теплоизоляцией, которая по своим качествам не уступает утепленной опалубке. Опалубку и утепление снимают с разрешения технического персонала после достижения бетоном необходимой критической прочности при остывании бетона в наружных слоях до 0°С. Опалубку следует снимать до примерзания ее к бетону.

После распалубливания бетон следует временно укрывать теплоизоляционным материалом во избежание его растрескивания, если разность температур поверхностного слоя бетона и наружного воздуха превышает 20 °С для конструкций с модулем поверхности от 2 до 5 и 30 °С — для конструкций с модулем поверхности 5 и выше.

Массивные блоки с модулем поверхности менее 2 и блоки гидротехнических сооружений распалубливают, учитывая заданные проектом наибольшие допускаемые температурные перепады между ядром блока и его поверхностью и между поверхностью блока и наружным воздухом.

Читать далее: Применение бетонов с противоморозными добавками

Категория: —
Бетонные работы в зимних условиях

Главная → Справочник → Статьи → Форум

stroy-technics.ru

Земляное полотно это
Грузовая платформа
Конвейер ленточный чертеж
Иэ 5708an
Типы мостов
Используется для переработки в сталь
Гидравлический мотор
Фреоновые холодильные установки
Тягач маз фото
Установка топливного насоса

Бетон и зима Суровые будни начальника лаборатории

. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .

Мы в большинстве своем научились,славно тепляки для бетона зимой строить,это уровень 1956,года.только прежде зимой для бетона на севере мы еще печки строили, и воду ставили для увлажнения воздуха в тепляке ,и теплотехнический расчет для зимнего бетонирования делали и бетонные образцы знали куда ставить по уму при бетонировании зимой ,а не для показателей прочности бетона и распалубку производили по температуре твердения бетона при зимнем бетонировании и где контрольные точки размещать при зимнем бетонировании
. Правила размещения контрольных точек измерения температуры в монолитных конструкциях при зимнем бетонировании
Руководство по зимнему бетонированию НИИЖБ
Поверхность бетона определяется модулем поверхности конструкции .Для расчета модуля поверхности геометрически сложных конструкций необходимо произвести разбивку сложного тела на простейшие (куб,параллелипипед, цилиндр ,пластина и определить отдельно модуль поверхности куба ,модуль поверхности цилиндра ,модуль поверхности пластины ,
Формула для определения модуля поверхности имеет следующий вид Мп=F/V
Для колонн и балок прямоугольного сечения со сторонами а,b,м Модуль поверхности равен 2/а+2/b
Для колонн и балок квадратного сечения со стороной а , модуль поверхности Мп =4/аДля куба со стороной а ,м модуль поверхности Мп=6/а
А) Отдельно стоящего модуль поверхности 2/а+2/b+2/c
b)прилегающего к массиву модуль поверхности МП=2/а+2/b+1/c
для плит и стен толщиной а,м модуль поверхности Мп=2/а

Для цилиндра с радиусом R и высотой с ,м модуль поверхности Мп=2/R+2/c

Все о зимнем бетонировании

Как найти модуль поверхности бетона Зимнее бетонирование тсн 12-336-2007
Этот документ дает четкое и ясное понимание,что есть зимнее бетонирование, что есть модуль поверхности конструкции ,модуль поверхности бетона подсчет модуля поверхности,формулы для определения модуля поверхности должен знать каждый строитель участвующий при производстве бетонных работ < ,фактический режим твердения бетона представлен в рекомендациях . ТСН регламентирует требования к процессу бетонирования при производстве бетонных работ зимой .Позволяет определиться с выбором наиболее эффективного способа обогрева и приготовления бетона в зависимости от способа приготовления бетонной смеси ,транспортирования и укладки бетона.Способы зимнего бетонирования необходимы для получения прочности,выдерживание бетона в конструкциях,особенности выдерживания бетона,метод термоса, обеспечение твердения бетона с противоморозными добавками,метод электропрогрева,предварительный разогрев бетона,обгрев бетона в греющей опалубке,воздушный обогрев бетона,контроль за производством работ, пример технического задание на проектирование состава бетона,Модуль поверхности и формулы для определения модуля поверхности,методика определения электрического сопротивления бетона,мощность греющего провода пнсв,Пример для определения прочности бетона с использованием графика нарастания прочности и фактического температурного режима,форма температурного листа,форма журнала бетонных работ Модуль поверхности равен отношению суммы охлаждаемых площадей поверхности конструкции к ее объему ,при уладке бетонной смеси на талое основание поверхность конструкции,соприкасающаяся с ним в ?F в расчете модуля поверхности конструкции не учитываютДля параллелепипеда со сторонами а,b b c в м

Модульные бетонные

Модульный бетонный завод, HZS180

Модульный бетонный завод HZS180 станет отличным решением для крупных проектов строительства, для которых требуется большое количество готовой бетонной смеси. При их разработке и производстве были применены как передовые технологии, так и накопленные за годы работы методики, что обеспечило высокую производительность и высокие эксплуатационные показатели. Со скоростью производства 180 м3/ч наши заводы по производству бетона нашли широкое применение при строительстве дорог, мостов, дамб, аэропортов, пристаней и других сооружений.

Запрос от

Основные особенности модульных бетонных заводов
Простота установки и транспортировки
Благодаря модульному исполнению бетонного завода дозатор, ленточный конвейер, смеситель, винтовой конвейер и силос для хранения цемента представляют собой независимые модулями. При необходимости это позволяет установить или разобрать завод в кратчайшие сроки, а также значительно упрощает процесс транспортировки между стройплощадками. Кроме того, в зависимости от типа и размера объекта допускаются различные схемы размещения.

Отличные экологические показатели
Подача, взвешивание, перемешивание и выгрузка всех порошкообразных материалов осуществляется в закрытой среде, что в значительной степени сокращает количество пыли и снижает уровень шума.

Модель	HZS180
Смеситель	Производительность (м³/ч)	180
Модель	JS3000
Мощность (кВт)	2×55
Объем готового замеса (м³)	3
Размеры заполнителей (мм)	≤150
Дозаторы инертных заполнителей	Объем (м³)	4×20
Количество бункеров	4
Пропускная способность ленточного конвейера (т/ч)	400
Диапазон и точность взвешивания	Заполнители (кг)	4×3600±2%
Цемент (кг)	1800±1%
Угольная пыль (кг)	600±1%
Вода (кг)	800±1%
Добавки (кг)	50±1%
Общая мощность (кВт)	178
Высота разгрузки (м)	≥4

www.etwinternational.ru

определение, формула, расчет, типовая технологическая карта на бетонные работы

Использование строительных материалов позволяет за короткий промежуток времени создать нужный элемент. Наиболее качественным и долговечным считается бетон. Из этого материала можно возводить дома, заливать полы, создавать технические сооружения. Основным параметром, который определяет качество материала, относится модуль поверхности бетона.

Описание понятия

Модулем поверхности называется отношение охлаждаемой или нагреваемой площади с использованием строительного материала к его объему. Этот параметр важен как для строительства, так и для процесса эксплуатации, поскольку определяет условия применения и долговечность материала.

Мп = S/V – формула:

Мп – модуль поверхности;
S – площадь конструкции;
V – объем монолита.

Существует несколько способов расчета его значений, которые предназначены для реальных конструкций. Также при составлении формулы учитывается и способ заливки и наличие дополнительных элементов, толщина слоя, условия, в которых происходит просушивание основы. При неверных расчетах поверхности бетона, это может привести к неправильному выбору технологии прогрева, появление дефектов на поверхности, трещин и разломов.

Перед строителями при укладке смеси в зимний период стоит главная задача – обеспечить бетону возможность быстро затвердеть в условиях, при которых он бы набрал все свои характеристики. При частых осадках, низких температурах, климатических перепадах делать укладку бетона не рекомендуется.

Определение качества

Если говорить об идеальном времени для проведения бетонных работ на открытом воздухе, то это, безусловно, теплый сезон. В такой период, как правило, преобладает положительная температура, нет большого количества осадков, стабильное солнце, благодаря прогреванию которого текстура материала быстро твердеет. К сожалению, не всегда есть возможность работать при таких условиях, чаще всего строительство осуществляется при низких температурах.

В процессе бетонирования под морозом появляется основная проблема, суть которой заключается в наборе прочности бетона и начала кристаллизации воды в нем. К основным методам ее решения относят создание теплоизоляции опалубки или специального подогрева уложенной смеси.

Выбор решения зависит от того, насколько быстро форма с вложенным материалом будет застывать. Определить это можно с помощью специальных формул и отношением площади к охлаждаемой поверхности и ее объему. Модуль поверхности бетона помогает решить ряд вопросов и определить как быстро, контактируя с холодным воздухом, данная площадь сможет затвердеть.

При вычислении модуля в зимнее время надо учитывать тот фактор, что процесс набора бетоном прочности прекращается при охлаждении температуры до 0 градусов. Охлаждаемыми считаются только те части поверхности, которые контактируют с более холодным воздухом.

Мастера советуют применять дополнительные нагревающие элементы, которые помогут быстрее решить проблему с затвердеванием уложенного монолита.

Параметры расчета

Если говорить о практической стороне, то расчет балок, цилиндров, дополнительных переходов в диаметре может быть достаточно сложным. Поэтому мастера упрощают это и используют несколько формул для основных конструктивных элементов.

При отчислении используются такие хитрости, как длина балки или высота колонны, другие показатели не влияют на модуль поверхности и не учитываются в расчетах. При расчетах принимается во внимание вся поверхность. Правда, этот расчет будет актуальным только в том случае, если она максимально быстро охлаждается.

То есть бетонная поверхность стоит на мерзлом грунте или постоянно контактирует с холодным воздухом. В противном случае его элементы в расчет не берутся. Строители советуют использовать модуль поверхности бетона при составлении проекта здания.

Это поможет вычислить нужные данные и принять меры, благодаря которым процесс затвердевания будет быстрым и качественным.

Нагревание и охлаждение

К сожалению, обеспечить качественный одновременный нагрев или охлаждение бетона по всему периметру монолита нереально. Любое изменение условий в плюс или минус может привести к появлению дельта температур между ядром и поверхностью.

Если дельта небольшая, то конкретного влияния на поверхность не будет, бетон постепенно затвердеет, потом проявятся его основные качества. Но если температура будет очень резкой, то на поверхности могут образоваться трещины или сколы. Что касается расчета на практике, то он будет тем больше, чем массивнее конструкция и, наоборот. Если увеличение перепада температур будет резким, то это приведет к росту внутренних напряжений в материале.

Для того чтобы избежать этого, строители советуют делать укладку шарами, заливая бетон постепенно. Температура во всех его участках должна быть приблизительно одинаковой. Этот указатель также берется в расчет при составлении формулы модуля поверхности бетона.

При модуле поверхности до 4 метров изменение температуры не должно быть больше 5 градусов в час. Если он лежит в диапазоне от 5 до 10 метров, то скорость изменения не должна превышать 10 градусов в час. Если модуль более 10 метров, то скорость изменения не больше 15 градусов в час.

Что касается обеспечения стабильности температур, то этот фактор возможен при использовании теплоизоляции бетонного монолита. При качественном нагреве должна осуществляться постоянная регулировка мощности кабеля для бетона или использования тепловой пушки. Без этого образуются сколы в случае перегревания и быстрой кристаллизации воды на поверхности бетона.

Поддержка температуры

О том, что это модуль поверхности бетона рассмотрим более подробно. Практически везде указывается информация о важности поддержки стабильной температуры. Для этого могут применяться различные методики.

Если модуль поверхности в диапазоне от 6 до 10 метров, то здесь смесь желательно разогревать перед укладкой в форму. При таком варианте увеличивается период охлаждения до критической температуры, горячий бетон быстрее схватывается и набирает нужную прочность. Это эффективный вариант для быстрой работы. Второй способ заключается в использовании дополнительных элементов, которые вводятся в смесь непосредственно перед кладкой и ускоряют ее затвердевание. Например, быстротвердеющий портландцемент высоких марок. Можно еще этого добиться увеличением количества бетона.

Что касается альтернативного подхода, то он сводится к понижению температуры с помощью кристаллизации воды. Сюда также добавляются специальные элементы, которые увеличивают прочность даже при отрицательных температурах. При правильном выборе способа затвердевания, исходя из отчислений модуля поверхности, можно получить качественный результат и долговечную поверхность без недостатков и трещин.

Технологическая карта

Это основной документ, в котором имеются сведения об укладке бетона, его технические характеристики, перечисление людей, принимающих участие в кладке. Еще в нем указан температурный режим, при котором затвердевание будет максимальным. Технологическая карта считается важным документом для инженерно-технических работников, строительных и проектных организаций.

Также она может использоваться производителями работ, мастерами и бригадиром в процессе кладки материалов. Обязательным является указание авторства технологической карты.

Она состоит из нескольких категорий. К основным относятся: область применения, организация и технология выполнения работ с указанием требования к качеству, потребность в материально-технических ресурсах, а также перечисление необходимых элементов, которые будут использоваться при кладке материала.

Обязательным элементом технологической карты является наличие решения по технике безопасности, а также технико-экономические показатели. Хотя этот документ составляется под конкретную область, здесь также считаются обязательными примеры определения модуля поверхности, пользования технологической картой и определения прочности бетона.

Технологическая карта является документом, по которому будет определяться уровень практичности и качественности бетона. Обязательным ее элементом считается расчет модуля поверхности бетона.

Наличие распалубки

После того как залитый бетон начинает набирать минимально необходимую прочность, температура на поверхности и возле ядра стабилизируется, снимается опалубка и убирается созданная теплоизоляция. Это должно происходить при отрицательных температурах. Если температурный режим в процессе не соблюдается, это приводит к расколу поверхности.

Если коэффициент армирования превышает 3 %, воздух может быть на несколько градусов холоднее бетона. Если же модуль поверхности более 5 метров, максимально допустимые перепады температур принимают значение 30, 40 или 50 градусов. Это обязательно нужно учитывать. Если говорить о том, что это модуль поверхности бетонной конструкции, то его понятие близко к модулю бетона. Но сюда включаются значения дополнительных элементов, которые используются в процессе кладки.

Фактор зависит от наличия добавок в основную смесь.

Обработка бетона зимой

Если говорить об обработке бетона после того, как он набрал нужную прочность, то здесь нет ничего особенного. Но что касается устройства проема в монолите до набора им прочности, здесь выделяется ряд специфических факторов.

Специалисты советуют не использовать отбойный молоток или перфоратор на поверхности, которая еще не набрала нужной прочности. Иными словами, бетон, который еще не набрал нужной марочной прочности, лучше не трогать, поскольку это чревато появлением трещин и недостатков на поверхности.

Оптимальным вариантом устройства проемов является формирование опалубки и дополнительных для нее элементов на стадии, которая начинается перед заливкой монолита. В таком случае поверхность не будет разрушаться под воздействием механической нагрузки.

Существуют места, в которых невозможно добавить опалубку, там применяется рифленая арматура. Рифление на поверхности само по себе служит анкером для дальнейших работ. В процессе создания технологической карты также учитывается модуль поверхности плиты перекрытия.

Советы специалистов

Строители и мастера советуют проводить технологическую подготовку перед укладкой бетона, уточнять его марку, наличие добавок и хорошо просчитывать модуль поверхности. Если работы будут проводиться в зимнее время, обязательно учитывать дельту температуры и наличие дополнительных средств, которые будут обеспечивать надежную теплоизоляцию и защиту от механических повреждений.

Модуль — поверхность — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Модуль — поверхность

Cтраница 1

Модуль поверхности М — отношение площади поверхности конструкции к ее объему.
[3]

Модулем поверхности называется отношение охлаждаемой поверхности конструкции к объему конструкции.
[5]

Модулем поверхности называется отношение охлаждаемой поверхности к объему бетона.
[6]

Величина модуля поверхности образца также оказывает определенное влияние на деформации ползучести бетона при повышенных температурах.
[9]

При модуле поверхности более 20 применять электропрогрев не рекомендуется.
[10]

При объединении модулей поверхностей могут быть следующие варианты: к МПБ присоединяют МПС; к МПБ присоединяют МПР; к МПБ присоединяют МПС и МПР; к МПР присоединяют МПС; к МПС присоединяют МПС.
[12]

Геометрические размеры цеме модуль поверхности ( отношение имеют большое значение.
[13]

Падение потенциалов по модулю поверхности электродов за счет его сопротивления ( хр / 6, где р — удельное сопротивление, а б — толщина токоотводящей основы электрода) приводит к тому, что точки, удаленные от токовыводящих частей, поляризуются меньше и поэтому работают при меньших плотностях тока. Вследствие этого ТЭ генерирует меньше тока, чем можно было бы ожидать исходя из измеренной разности потенциалов на внешних краях электродов.
[14]

Для конструкций с модулем поверхности от 5 до 20 применяют электродный электропрогрев напряжением 50 — 100 В через понижающие трансформаторы. Нашивные электроды крепят к внутренней поверхности опалубки через 100 — 200 мм, плавающие втапливают на 20 — 30 мм в свежий бетон на открытой поверхности.
[15]

Страницы:

1

2

3

4

Бетонная конструкция — обзор

1 Введение и современный уровень техники

Повышение устойчивости бетонных конструкций и улучшение структурных свойств всегда было главной заботой многих инженеров-строителей, что привело к исследованию многих методов, таких как использование различных химических добавок, таких как вода. уменьшение количества суперпластификаторов и мелкозернистых заполнителей с использованием различных видов волокон, таких как стальные волокна, и создание бетонных конструкций, устойчивых к структурным воздействиям.

Использование фибры в бетоне широко применяется в бетонных технологиях. Одним из наиболее часто используемых типов волокон являются стальные волокна. Использование стальных волокон является одним из популярных методов улучшения свойств бетона из-за их полезных свойств, таких как простота использования, высокая устойчивость к статическим и динамическим силам, высокая ударная вязкость и их хорошее сродство с цементными материалами (Rambo et al., 2014 ). Доказано, что бетон, армированный стальной фиброй (SFRC), обладает большой способностью противостоять распространению трещин.Это связано со способностью волокон задерживать трещины и удерживать бетонную матрицу вместе (Kumar, 2015), что приводит к улучшению характеристик бетона, таких как механическая прочность, усталостные характеристики, вязкость и пластичность (Sukumar and John, 2014; Parvez and Фостер, 2015). Иногда вместо стальной фибры используют стальную стружку из-за ее экономических и экологических преимуществ (Omoregie, 2013; Djebali et al., 2013).

Одним из отрицательных аспектов использования стальных волокон является то, что они значительно снижают удобоукладываемость и затрудняют процесс уплотнения, блокируя относительные перемещения агрегатов.Это приводит к снижению прочности на сжатие и растяжение (Djebali et al., 2013). С увеличением соотношения сторон волокон эта проблема становится более важной, что требует принятия таких мер, как уменьшение максимального размера заполнителя или увеличение количества цемента в бетонном растворе (Figueiredo and Ceccato, 2015).

I В последние годы включение других научных областей в технологии бетона с целью улучшения свойств бетонных конструкций привлекло внимание многих инженеров-строителей. Большая часть этих усилий была сосредоточена на изобретении умных структур нового поколения.

Умные здания — это конструкции, которые могут воспринимать внешние силы и колебания и немедленно на них реагировать. Эти структуры в основном состоят из интеграции датчиков и исполнительных механизмов, которые служат для широкого круга целей, например, для мониторинга состояния конструкций (SHM) (Maalej et al., 2002). Большинство активных систем содержат интеллектуальные материалы, такие как электро-реологические (ER) материалы (Jingzhou et al., 2009; Soleymani et al., 2015), магнитореологические (MR) материалы (Lim et al., 2016; Xu et al., 2003), пьезоэлектрики (Karayannis et al., 2016; Dong et al., 2015; Xu et al., 2015), сплавы с памятью формы (SMA) (Jani et al., 2014; Chen, Andrawe, 2014) и волоконная оптика (ВО) (Leung et al., 2015; Uva et al., 2014; Perry et al., 2014). Эти материалы широко используются для различных применений, таких как обнаружение повреждений (Feng et al., 2016; Ai et al., 2016), акустический контроль шума (Ray and Balaji, 2007; Choi et al., 2006), контроль вибрации ( Sheta et al., 2006; Li and Bainum, 1994), мониторинг состояния здоровья (Mayer et al., 2008; Wu et al., 2009), сбор энергии (Messineo et al. , 2012; Zhou et al., 2012) и контроль формы (Agrawal et al., 1997; Baier, 1996). Однако у этих приемов есть свои негативные последствия. Некоторые из них бесполезны на ранних стадиях повреждения. Во многих случаях установка датчика очень сложна. Многие активные устройства занимают большое пространство в элементе, что снижает целостность и согласованность между несущей частью и активным оборудованием. Это увеличивает вероятность преждевременного отказа (Goldfeld et al., 2015).

Одной из новых и экономичных технологий, недавно нашедших применение в бетонной промышленности, является магнитная обработка воды бетонной смеси. В этом методе бетонная вода проходит через сильное магнитное поле перед тем, как смешиваться с другими ингредиентами. Этот процесс сильно влияет на микроструктуру воды. Обработка воды приводит к разрушению больших кластеров воды, ориентации молекул воды вдоль линий магнитного потока и уменьшению угла водородной связи, что приводит к снижению степени консолидации между молекулами воды и увеличению размера молекул воды (Reddy et al. , 2013; Афшин и др., 2010). Эти изменения сильно влияют на физические свойства воды, такие как PH, электропроводность, проницаемость, поверхностное натяжение, температура, удельный вес, растворимость и вязкость (Cai et al., 2009; Soltani Todeshki et al., 2015).

Было проведено множество исследований влияния намагниченной воды на различные свойства бетона. Большинство исследователей сообщают, что прочность бетона на сжатие увеличивается на 10–25% (Afshin et al., 2010; Ahmed, 2009a; Su and Wu, 2003; Su et al., 2000; Тауфик и Абдельмоэз, 2013; Хоршиди и др., 2014; Gholizadeh and Arabshahi, 2011) этим методом. Кроме того, улучшаются другие свойства, такие как пластичность, удобоукладываемость, проницаемость и сопротивление замораживанию бетона (Gholizadeh and Arabshahi, 2011; McMahon, 2009). Повышенная удобоукладываемость бетона с магнитной водой задерживает затвердевание бетона и, как следствие, облегчает транспортировку свежего бетона (Ахмед, 2009b). Кроме того, намагниченная вода обеспечивает более низкую пористость и более высокую плотность без необходимости использования добавок (Арабшахи, 2010). Было обнаружено, что масштаб этих эффектов сильно зависит от скорости воды, проходящей через магнитное поле, силы магнитного поля и времени, в течение которого вода намагничивается (Safaye Nikoo, 2007). В одном исследовании намагничивание смеси воды в течение 24 часов с помощью магнитного поля мощностью 0,985 Тл (Тл) улучшило прочность на сжатие на 55%, при этом немного улучшив удобоукладываемость (Reddy et al., 2014).

Приложение магнитного поля к другим компонентам бетона очень редко.В одном исследовании, направленном на определение эффекта намагничивания свежего бетона, содержащего порошок карбонильного железа, в качестве материала MR, сообщалось, что магнитное поле влияет на сопротивление сдвигу бетонной пасты, и с помощью этой техники можно контролировать свойства бетона в свежем состоянии. . Однако это не влияет на прочность на сжатие (Nair and Ferron, 2014). В другом исследовании цементное тесто разного возраста до 7 дней подвергалось воздействию статического магнитного поля силой до 25. 37 Гс (1 Гаусс = 10 ⁻⁴ Тл), чтобы изучить влияние магнитного поля на его свойства. Был сделан вывод, что морфология бетонного теста становится более плотной. Кроме того, механическая прочность увеличивается с увеличением магнитной мощности, причем наибольшее увеличение было получено при приложении магнитного поля 25,37 Гс к образцам, выдержанным в течение 7 дней (Soto-Bernal et al., 2015).

Обзор технической литературы показывает, что использование магнетизма и электричества в бетонной промышленности в основном ограничивается системами датчиков и намагничиванием воды с использованием статического магнитного поля.Точно так же использование электричества в основном ограничивается датчиками и исполнительными системами. Более того, до недавнего времени не проводилось исследований по изучению влияния прямого приложения магнитных полей и электрических токов к бетонным элементам на их структурные свойства в твердой фазе.

Однако некоторые исследовательские исследования, проведенные в последнее время, еще больше раздвинули границы бетонных технологий. В этих исследованиях был разработан новый метод воздействия на свойства бетонных конструкций путем прямого приложения магнитного поля и / или электрического тока к бетонным элементам.Кроме того, была рассмотрена возможность управления поведением конкретных элементов в реальном времени с помощью магнетизма и электричества. В оставшейся части этой главы эти исследования представлены и подробно описаны их достижения.

Знаете ли вы? Элементы RAM для проектирования и детализации бетона — Блог Бет Сумински — Блоги коллег по Bentley

Знаете ли вы, что при использовании элементов RAM для бетонных конструкций, существует несколько способов заставить программу выполнять функции проектирования и детализации? Метод № 1 использует варианты дизайна непосредственно из вашей 2D / 3D модели.Метод № 2 использует параметры дизайна и детализации, расположенные в модулях.

Давайте взглянем на образец бетонной конструкции и рассмотрим доступные варианты дизайна и детализации.

Наша модель представляет собой двухэтажное строение с боковыми бетонными рамами на верхнем этаже и бетонными стенами на нижнем этаже. В стены интегрированы бетонные пилястры, которые спускаются вниз от колонн наверху. Я смоделировал двухстороннюю бетонную плиту для распределения статических и временных нагрузок на поверхность.Для боковых нагрузок я смоделировал эквивалентные точечные нагрузки ветра в направлении X, а также нагрузки компонентов давления на стены в направлении X. В масштабе заливы имеют размеры 20 футов на 30 футов, а этажи — от 12 до 6 дюймов от пола до пола. Модель проанализирована и спроектирована.

Метод № 1 — Расчет перекрытий, стен, балок и колонн в рамках 2D / 3D модели

Перекрытия / стены: Выберите вкладку «Вид» и кнопку «Напряжения».Для бетонного элемента оболочки вы можете выбрать AS1 или AS3 из раскрывающегося меню, чтобы увидеть цветную маркировку требуемой области изгибного армирования в каждом из основных направлений, как вверху, так и внизу. Это НЕ выберет стержни, а предоставит только область стали. Обязательно установите механическое покрытие в диалоге оболочки для правильного вывода.

Балки / Колонны : выберите балки и колонны, для которых вы хотите получить результаты проектирования.Затем перейдите в Вывод -> Дизайн -> Железобетон. Сделайте свой выбор в диалоговом окне и нажмите OK. Вы получите отчет о проектировании для каждого элемента, требуемого сечения продольной стали, а также размера и расстояния между стяжками. При этом НЕ будут выбраны стержни, а будет предоставлена только область стали. Для балок осевые силы и слабые осевые сдвиги и моменты не учитываются. Для колонн кручение игнорируется.

Метод № 2 — Расчет стен, балок и колонн в модулях

Стены: В 3D-модели выберите стены и колонны в одной плоскости.На вкладке Модули выберите раскрывающееся меню Назначить -> Бетонная стена. Весь элемент стены с пилястрами будет импортирован в модуль «Проектирование бетонных стен». Сделайте свой выбор дизайна для допустимых размеров полос и интервалов и нажмите Оптимизировать. Программа выберет раскладку стержней для стен и колонн, которую можно просмотреть на вкладке Детализация.

Балки: В 3D-модели выберите балки по горизонтальной линии.На вкладке «Модули» выберите раскрывающееся меню Балки -> Бетон. Вся линия балки, включая информацию о поддержке, будет импортирована в модуль проектирования бетонных балок. Сделайте свой выбор дизайна для допустимых размеров полос и интервалов и нажмите Оптимизировать. Программа выберет раскладку стержней для балок, которую можно просмотреть на вкладке Детализация.

Столбцы: В 3D-модели выберите столбцы в виде одной вертикальной линии.На вкладке «Модули» нажмите кнопку «Бетонные колонны». Вся линия колонны, включая поддерживаемую информацию о балке, будет импортирована в модуль проектирования бетонных колонн. Сделайте свой выбор дизайна для допустимых размеров полос и интервалов и нажмите Оптимизировать. Программа выберет план столбцов для столбцов, который можно просмотреть на вкладке «Детализация».

Теперь, когда вы знаете о конкретном дизайне RAM Elements и вариантах детализации, обязательно примените их к своей следующей бетонной конструкции!

Модульная бетонная конструкция | Журнал Concrete Construction

В связи с растущим интересом к устойчивому строительству Ричард МакКэффри планирует произвести революцию в многоэтажном многоквартирном строительстве.Он использует методы автоматизации на месте для создания нового эффективного метода модульного бетонного строительства.

Инженер-конструктор с более чем 30-летним опытом работы в сложных проектах гражданского строительства, МакКэффри представил свой план и запатентованную технологию в феврале на форуме Совета по стратегическому развитию в Атланте, спонсируемом Фондом ACI. Он основал компанию Robotic Construction Automation LLC (RCA) для продвижения и развития этой инновационной концепции. «Система RCA сократит время строительства и затраты, а также позволит архитекторам создавать устойчивые здания», — сказал Маккаффри.

Ключевым элементом системы McCaffrey является мобильная фабрика RCA. Этот переносной завод по производству сборных железобетонных изделий можно собрать для производства бетонного модуля для жилых помещений практически любой формы и размера, спроектированных архитектором. Каждый монолитно отлитый модуль будет состоять из плиты перекрытия и внутренних несущих несущих стен для одного или нескольких жилых домов. Толщина обнесенных стен выбирается вместе с прочностью бетона и армированием, чтобы обеспечить способность, необходимую для поддержки всей конструкции.Во время литья электрические каналы заделывают в стены и плиту перекрытия. Используя formliner, архитекторы могут определять открытые бетонные поверхности.

Благодаря этим самонесущим модулям подрядчикам больше не требуется опалубка, опалубка и бетонирование выше уровня пола. Также будут исключены типичные стены из гипсокартона и связанные с этим время укладки и электрические грубые работы. Система McCaffrey также уменьшит воздействие проекта на окружающую среду во время строительства и на протяжении всего срока службы здания.

Подрядчики могут оснастить каждый модуль на уровне земли сборной ванной комнатой, кухней, дверьми, осветительными приборами и материалами для окончательной внутренней отделки. Наружные стены конструкции, внутренние помещения общего пользования и системы крыши могут быть конструктивно поддержаны модулями RCA.

Улучшение процесса

Система RCA влияет на весь процесс планирования, проектирования и строительства, поскольку она повышает безопасность и устойчивость этих многоэтажных многоквартирных домов, сохраняя при этом свободу проектирования для архитектора.Стоимость строительства, стоимость финансирования проекта и долгосрочные эксплуатационные расходы объекта снижаются за счет использования бетонных модулей, которые роботизированно отливают на месте на переносном заводе, который можно сдать в аренду любому подрядчику.

Еще одним преимуществом системы RCA является ее совместимость с CAD и BIM. McCaffrey планирует предоставить коммерчески доступную модель программного обеспечения для проектирования САПР, включающую в себя конкретные модули по запросу архитектора, которая затем может быть передана дизайнерам.Затем данные также могут быть использованы в системе BIM для обмена среди подрядчиков и предоставления владельцу.

Маккаффри завершил несколько важных частей своего процесса. Он работает в сети для стратегического партнерства.

Чтобы узнать больше о системе RCA, посетите www.rcallc.com.

Характеристики: Улучшение конструкции — Compact Habit

Подробнее о модуле eMii-C

Геометрия:

Размеры и высота в плане модуля могут быть адаптированы под каждый конкретный проект.Размеры ограничены транспортными ограничениями для каждого местоположения. Рекомендуем максимально сократить типы модулей, в которых предусмотрена ширина и высота. Для каждого типа модуля могут быть выполнены другие варианты с точки зрения длины, консолей и зазоров, чтобы адаптироваться к каждому руководству проекта.

Все необходимые формы и факторы анкеровки могут быть интегрированы в геометрию, например, монтажные каналы, крепления фасада или строительные леса.

Учитывая, что модульная система для строительства зданий не должна обусловливать проект с точки зрения размеров, мы создали систему форм для бетонного каркаса, которые облегчают адаптацию к различным размерам с некоторыми ограничениями по весу и транспортировке.Модуль CompactHabit® можно штабелировать, но его также можно расположить изолированно, чтобы сохранить его класс энергопотребления A. Кроме того, решение верхних модулей с добавлением более чем одного этажа может иметь плоскую крышу, но решения также возможно с скатной крышей.

Бетон:

Мы используем самоуплотняющийся бетон класса H50 (50 МПа) с пассивным армированием. Покрытие, компактность и прочность материала обеспечивают долговечность и высокие характеристики готового продукта, адаптируясь к условиям окружающей среды и огнестойкость во время процесса.

Огнестойкость:

Согласно действующим нормам CTE (DB-SI) и EHE-08, конструкция модулей CompactHabit® соответствует стандарту огнестойкости R30 или R90 (в зависимости от проекта). Для строительства зданий различного назначения, требующих большей огнестойкости, модуль покрывается защитными слоями, которые гарантируют эти требования. В каждом случае мы используем тест или расчет, чтобы доказать, что принятое решение обеспечивает необходимое сопротивление и подходит для конкретного использования.

Резьбовые вставки и установочные и монтажные элементы.

Бетонный элемент имеет различные резьбовые элементы, вставленные для облегчения соединения деталей на более поздних этапах обработки и / или сборки. Для точной укладки используются четыре выступающих цилиндра, выполненных в виде конусов с закругленными концами. Эти элементы вставляются в четыре отверстия, встроенные в продольные балки перекрытия верхнего перекрытия. Вся сборка прерывает акустический мост, и в то же время эластичность системы действует как амортизатор, когда она перемещается с помощью крана на этапе сборки и центрирования. Резьбовые элементы и вспомогательные элементы для дополнительного крепления, такие как фасады, различные конструкции, леса и т. Д., Также могут быть интегрированы, чтобы избежать дальнейших вмешательств, которые могут повредить бетон и его арматуру.

Конструкционная система eMii-C CompactHabit® соответствует следующим стандартам:

Испанский технический строительный кодекс, CTE DB SE Structural Safety.

Кодекс

по конструкционному бетону (EHE-08).
ЕВРОКОД 1: ДЕЙСТВИЯ НА КОНСТРУКЦИЯХ (EN 1991).
ЕВРОКОД 2: ПРОЕКТИРОВАНИЕ БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ (EN 1992).

В случае модулей, в которых стены были заменены металлическими столбами, система также соответствует следующим стандартам:

Испанский Кодекс конструкционной стали (EAE).
ЕВРОКОД 3: ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (EN 1993).
ЕВРОКОД 4: ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПОЗИТНЫХ СТАЛЬНЫХ И БЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ (EN 1994).

Структура, сертификаты и оценка — Диплом университета по конкретным исследованиям

Обязательные модули

Вы изучите следующие обязательные модули по программе:

Составляющие и типы бетона (20 баллов)
Этот модуль развивает вашу способность оценивать влияние различных заполнителей, вяжущих материалов и добавок на характеристики свежего и затвердевшего бетона. Вы получите более глубокое понимание свойств бетонов и цементных растворов, используемых для специальных конечных целей, включая самоуплотняющийся, сборный железобетон и бетон, армированный фиброй; и растворы для кладки, штукатурки и стяжки. Модуль также обеспечивает большую осведомленность о аспектах производства и использования бетона, касающихся здоровья, безопасности и окружающей среды.

Бетон в строительстве (20 баллов)
В этом модуле вы получите более глубокое понимание железобетона и предварительно напряженного бетона, в том числе его использования в бетонных плитах, перекрытиях и внешнем мощении.Также будут изучены особые характеристики свежего бетона, необходимые для специальных конечных применений, таких как бетон, набрызгиваемый насосом, набрызг, пенобетон и подводный бетон. Модуль также поможет вам понять влияние опалубки на качество поверхности затвердевшего бетона.

Долговечные бетонные конструкции (20 баллов)
Этот модуль даст вам более глубокое понимание факторов, влияющих на долговечность бетона, используемого в конструкциях. Вы познакомитесь с методами, используемыми для исследования и анализа причин и степени разрушения бетонной конструкции, а также узнаете о методах, используемых для ремонта и защиты железобетонных и предварительно напряженных бетонных конструкций.

Дополнительные модули

Следующие модули являются необязательными и могут быть добавлены к вашему обучению за дополнительную плату:

Concrete Technology (20 баллов)
Цель этого модуля — дать вам представление о свежем и затвердевшем бетоне, его составных частях, микроструктуре и свойствах, а также о его взаимодействии с внешней средой для производства бетона, пригодного для использования. и долговечны с использованием традиционных и новых материалов. Модуль рассматривает бетон в контексте его устойчивого использования в прочных конструкциях и охватывает его воздействие на окружающую среду с точки зрения надлежащего использования основных ресурсов для составляющих материалов, а также потребления энергии с учетом текущих и будущих альтернатив для снижения этого воздействия. В этом модуле вы будете рассматривать цементные материалы, включая материалы, заменяющие цемент; натуральные и переработанные заполнители; примеси; свойства свежего, твердеющего и затвердевшего бетона для прочных конструкций; стандарты, спецификации и контроль соответствия; изготовление и размещение.

Управление бизнесом (20 кредитов)
Этот модуль развивает деловые и финансовые знания и навыки, необходимые для эффективного управления участком добычи полезных ископаемых, участком дорожного строительства или соответствующим производственным объектом.Это включает в себя понимание человеческих последствий ведения успешного бизнеса. Модуль также способствует осознанию важности достижения наивысших стандартов работы в области здоровья, безопасности и окружающей среды, особенно признания важности людей в формировании позитивного здоровья и культуры безопасности.

Как вы научитесь

Вы будете учиться онлайн везде, где у вас есть доступ к Интернету. Вы также можете посещать несколько дополнительных уроков по выходным каждый год в Дерби в Великобритании.Они не являются обязательными и не повлияют на вашу учебу, если вы их не посещаете. Ваше обучение также дополняется онлайн-видео и презентациями гостевых лекций.

Материалы вашей программы предоставляются в интерактивном электронном формате и выпускаются поэтапно в течение года. У вас будет полный онлайн-доступ к нашей библиотеке и другим учебным ресурсам.

Как вас оценивают

Вы будете оцениваться посредством комбинации экзаменов и аттестации.

СТРОИТЕЛЬСТВО ИЗ КЛЕЯЩЕГО БЕТОНА

ВВЕДЕНИЕ

Склеивание поверхностей — это экономичная строительная техника, которая была впервые представлена в конце шестидесятых годов U.S. Департамента сельского хозяйства для использования в недорогом жилье. При поверхностном строительстве блоки бетонной кладки укладываются в сухом виде и штабелируются без использования раствора для формирования стен. Стены построены с блоками, которые были прецизионная шлифовкой или шлифованными для достижения равномерной несущей поверхности, или с прокладками, расположенными периодически, чтобы поддерживать уровень и отвес состояние. Затем обе стороны стены покрываются тонким слоем армированного раствора для склеивания поверхностей. Синтетические волокна, которые усиливают строительный раствор для склеивания поверхностей, придают предел прочности на разрыв около 1500 фунтов на квадратный дюйм (10.3 МПа), создавая прочную стенку, несмотря на относительно тонкую толщину материала с каждой стороны. Поверхностное покрытие на каждой стороне стены связывает бетонные блоки вместе в прочную композитную конструкцию и служит защитным водонепроницаемым экраном.

Кладка из клееного бетона имеет ряд преимуществ:

Строительство стен требует меньше времени и навыков. В исследовании производительности каменной кладки, проведенном в 1972 году при финансовой поддержке Министерства жилищного строительства и городского развития США и других заинтересованных организаций, было обнаружено, что бетонная кладка с поверхностным склеиванием приводит к увеличению производительности на 70 процентов по сравнению с производительностью, достижимой при традиционном строительстве.
Раствор для склеивания поверхностей обеспечивает отличную стойкость к проникновению воды в дополнение к своей функции скрепления элементов. Испытания стен со связующим покрытием неоднократно показывали, что их сопротивление ветровому дождю является «отличным» даже при скорости ветра до 100 миль в час (161 км / ч) и в течение периода испытаний продолжительностью 8 часов.
Цветной пигмент может быть добавлен в строительный раствор для склеивания поверхностей для получения законченной поверхности без необходимости окрашивания.

Кладка из цементного бетона с поверхностным склеиванием предлагает все преимущества и преимущества обычных бетонных конструкций, например:

пожарная безопасность
звукоизоляция
энергоэффективность
долговечность и красота

ДИЗАЙН ПРОЧНОСТЬ

Для определения проектных параметров системы было проведено множество структурных и неструктурных испытаний стен с поверхностным соединением.

Неструктурные свойства, такие как класс звукопередачи, период огнестойкости и энергоэффективность, бетонной кладки с поверхностным склеиванием можно считать эквивалентными обычным бетонным стенам с цементным раствором.

Есть несколько различий между структурными свойствами двух типов конструкций. Эти различия обсуждаются в следующих параграфах и проиллюстрированы на рисунке 1 для неукрепленных и неармированных стен. Хотя национальные строительные нормы, такие как Национальный строительный кодекс BOCA и Стандартные строительные нормы (исх.1, 3) не относятся конкретно к армированным стенам или стенам с цементным раствором, производители строительных растворов могут иметь критерии, утвержденные кодексом для своей продукции.

Сжимающие нагрузки

Устойчивость к вертикальным сжимающим нагрузкам в первую очередь зависит от прочности на сжатие бетонного блока, используемого в конструкции стены. Чем сильнее юниты, тем крепче стены. При строительстве из раствора существует практическое правило: прочность стены обычно составляет около семидесяти процентов от прочности блока. Для сравнения: стены с поверхностным соединением, построенные из неотшлифованных бетонных блоков, развивают примерно тридцать процентов прочности отдельного блока. Эта уменьшенная прочность стены показана на рисунке 1 для стен, построенных из неотделанных бетонных блоков.

Чем ниже значение, полученное с нешлифованных единиц происходит из-за отсутствия твердого подшипника контакта между блоками, за счет естественной шероховатости бетонных блоков. Подложка из раствора, используемая в обычных конструкциях, компенсирует эту шероховатость и обеспечивает равномерную опору между элементами.Если несущие поверхности каменной кладки перед возведением стены отшлифовать ровно и гладко, можно ожидать результатов, аналогичных результатам, полученным при штукатурке стены. На Рисунке 1 обратите внимание, что стены с поверхностным соединением, построенные из прецизионных бетонных блоков, имеют такую же прочность на сжатие, как и обычная конструкция.

Сопротивление изгибу

Прочность на изгиб стены с поверхностным склеиванием примерно такая же, как у обычной стены с цементным раствором, как показано на рисунке 1. Когда стены испытываются в вертикальном пролете (т.е.е. горизонтальная сила, такая как ветер, прикладывается к стене, которая поддерживается сверху и снизу) стены из клееного материала с поверхностью и стены из цементного раствора имеют примерно одинаковую среднюю прочность; Разрушение покрытия происходит из-за растягивающего напряжения в одном из горизонтальных швов или вблизи него. При строительстве с использованием раствора разрушение происходит в горизонтальном шве с разрывом связи между раствором и каменными блоками. Данные многочисленных испытаний конструкций с поверхностным склеиванием привели к допустимому напряжению 18 фунтов на квадратный дюйм (0.12 МПа) в расчете на общую площадь.

Когда стены укладываются по схеме непрерывного соединения, либо с использованием строительных швов, либо с поверхностным соединением, и испытываются в горизонтальном пролете (т. Е. Стена, поддерживаемая с каждого конца, подвергается воздействию горизонтальной силы ветра), прочность на изгиб зависит в первую очередь по численности отрядов. Это происходит из-за блокировки кладочных блоков, уложенных в конфигурации непрерывного соединения. В таких испытаниях в горизонтальном пролете прочность стены с поверхностным приклеиванием точно такая же, как и у традиционной конструкции.В Таблице 1 рекомендуется допустимое напряжение изгиба 30 фунтов на квадратный дюйм (0,21 МПа) для горизонтального пролета, когда блоки уложены с непрерывным соединением.

Прочность на сдвиг

Сопротивление сдвигу конструкции с поверхностным склеиванием такое же, как и у обычных стен. С облицовкой из строительного раствора обычные бетонные стены в среднем имели сопротивление сдвигу 0,29 МПа (42 фунта на квадратный дюйм), исходя из общей площади. Девять склеенных с поверхностью стенок толщиной 8 дюймов (203 мм) имели среднее сопротивление сдвигу 39 фунтов на кв.27 МПа), и три стенки толщиной 6 дюймов (152 мм) с поверхностным скреплением в среднем составляли 40 фунтов на кв. Дюйм (0,28 МПа). Эти данные сравниваются на Рисунке 1 и приводят к рекомендуемому допустимому напряжению сдвига 10 фунтов на квадратный дюйм (0,07 МПа) на общей площади (см. Таблицу 1).

Степень сжатия:

45 фунтов на кв. Дюйм (0,31 МПа)

Сдвиг:

0,07 МПа (10 фунтов на кв. Дюйм)

Напряжение при изгибе:

Горизонтальный пролет:	30 фунтов на кв. Дюйм (0.21 МПа)
Размах по вертикали:	0,12 МПа (18 фунтов на кв. Дюйм)

_a Ссылки 1 и 3

Рис. 1. Прочность бетонных стен со склеиванием и цементным раствором.

СТРОИТЕЛЬСТВО

Процедура строительства стен с поверхностным соединением аналогична традиционной, за исключением того, что строительный раствор не кладется между каменными блоками.Стандарт ASTM C946 (ссылка 4) для строительства стен с сухим штабелированием и склеиванием с поверхностью регулирует методы строительства. Следует позаботиться о том, чтобы стены без покрытия были правильно закреплены.

Поскольку стены построены без швов из строительного раствора, размеры стен с поверхностным соединением не соответствуют стандартному расчетному модулю 4 дюйма (102 мм). Размеры стенок и проемов должны основываться на реальных размерах устройства, которые обычно составляют 7 ⅝ дюймов в высоту и 15 дюймов в длину (194 на 397 мм).

Материалы

Раствор для склеивания поверхностей должен соответствовать Стандартным техническим условиям для упакованных сухих комбинированных материалов для строительных растворов для склеивания поверхностей, ASTM C887 (см.6), который регулирует прочность на изгиб и сжатие, отбор проб и испытания.

ASTM C946 требует использования бетонных блоков типа I с контролируемой влажностью для поверхностного строительства. При доставке на строительную площадку агрегаты типа I должны быть в сухом состоянии. Стены, уложенные с использованием сухих блоков, будут подвергаться меньшей усадке при высыхании после строительства, что сводит к минимуму трещины. Стандартные технические условия для несущих бетонных блоков, ASTM C90 (ссылка 5) регулируют эти требования.

Что касается строительства кирпичной кладки, материалы должны храниться на месте надлежащим образом, чтобы предотвратить загрязнение дождем, грунтовыми водами, грязью и другими материалами, которые могут вызвать образование пятен или другие вредные эффекты.

Если несущие поверхности бетонных блоков нешлифованы, время от времени между блоками могут потребоваться металлические или пластиковые прокладки или раствор для поддержания уровня стены и вертикали. Прокладки должны иметь минимальную прочность на сжатие 2000 фунтов на квадратный дюйм (13,8 МПа), чтобы обеспечить их долговечность после нагрузки на стену. Металлические прокладки, если они используются, должны быть устойчивыми к коррозии, чтобы снизить вероятность того, что они будут разъедать и просачиваться через готовую кладку в более позднее время.

Прокачка

Поскольку основание обычно недостаточно ровное для укладки сухих блоков без дополнительного выравнивания, первый ряд каменных блоков укладывается в слой раствора или закладывается в свежий бетонный фундамент, чтобы получить ровное основание для остальной части стены. Швы с вертикальной головкой не следует заделывать, даже если первый слой засыпан строительным раствором, так как раствор в швах головки будет смещать выравнивание по длине стены.

При необходимости в стене сооружаются дополнительные выравнивающие площадки. Курсы повышения уровня следует размещать, когда:

стена находится вне уровня более чем на ½ дюйма (13 мм) на 10 футов,
на уровне каждого этажа и
при горизонтальном изменении толщины стенки (см. Рисунок 2).

После того, как первый слой кладки уложен ровно в слой раствора, продолжается сухая укладка оставшихся слоев, начиная с углов, а затем укладывается непрерывным соединением между углами.При укладке в сухую кладку концы бетонных блоков следует плотно стыковать. Перед укладкой необходимо удалить мелкие заусенцы.

После каждого четвертого ряда стены следует проверять на отвес и уровень.

Рисунок 2 — Изменение толщины стенки

Контроль трещин

Перемещение температуры и влажности может вызвать небольшие вертикальные трещины в кирпичной стене. Эти трещины имеют эстетический, а не структурный характер. В открытой бетонной кладке, где усадочные трещины могут быть нежелательными, для контроля растрескивания используются армирование горизонтальных швов, контрольные швы или соединительные балки. Отсутствие стыка слоя раствора в стенах с поверхностным соединением означает, что в стене нет места для армирования швов, поэтому для контроля трещин используются контрольные швы или соединительные балки.

Контрольные сочленения следует разместить:

на проемах в стенах и при изменении высоты и толщины стен
на пересечениях стен, на пилястрах, выемках и нишах
в стенах без отверстий, через каждые 20 футов (6.1 м), когда в конструкции нет соединительных балок, и с интервалом 60 футов (18,3 м), когда соединительные балки встроены каждые 4 фута (1,2 м) по вертикали.

Контрольные швы для поверхностных стен аналогичны швам для кладки из цементного бетона. В месте расположения контрольного шва следует разгребать клеевой раствор и заделывать шов.

Размещение принадлежностей и принадлежностей

Отсутствие стыка слоя раствора в конструкции также требует, чтобы лицевая оболочка и / или поперечная перегородка бетонных блоков имела выемки или углубления всякий раз, когда стенные анкеры или анкеры должны быть встроены в стену.Грубый рашпиль обычно используется для создания небольших надрезов, а более глубокие надрезы вырезаются каменной пилой. Ядра, содержащие анкеры или стенные анкеры, должны быть залиты раствором или должны быть обеспечены другие подходящие анкерные крепления.

Электрические линии и водопровод часто проходят в сердцевинах бетонных блоков. Эти линии должны быть нанесены до нанесения раствора для склеивания поверхностей, чтобы блоки кладки были видны.

Нанесение связующего раствора на поверхность

Следует соблюдать рекомендации производителя при смешивании предварительно смешанного поверхностного связующего раствора на строительной площадке и его нанесении на бетонную кладочную стену, уложенную сухим слоем.

Так же, как и при строительстве кирпичной кладки, следует использовать чистую воду и оборудование для перемешивания, чтобы предотвратить попадание посторонних материалов в раствор. Партии следует смешивать только в полных пакетах, чтобы компенсировать расслоение материалов в пакете.

Все материалы следует перемешивать в течение 1–3 минут, пока смесь не станет кремообразной, гладкой и легко наносимой. Обратите внимание, что время перемешивания должно быть минимальным, так как чрезмерное перемешивание может повредить армирующие волокна.

Уложенные друг на друга бетонные блоки должны быть чистыми и свободными от посторонних предметов, которые могут препятствовать склеиванию штукатурки. В отличие от рекомендованной практики с обычными стенами с цементным раствором, бетонные блоки, уложенные сухим слоем, должны быть влажными при нанесении поверхностной штукатурки, чтобы предотвратить потерю воды из раствора из-за всасывания блоков. Следует проявлять осторожность, чтобы избежать насыщения агрегатов.

Очень важно, чтобы раствор для склеивания поверхностей наносился на обе стороны сухой уложенной стены, поскольку прочность и стабильность стены полностью зависят от этого покрытия.

Предварительно подготовленные растворы для склеивания поверхностей имеют гладкую текстуру и легко наносятся вручную шпателем. Удобство обработки обеспечивается короткими стекловолокнами ½ дюйма (13 мм), которые усиливают смесь. Раствор следует гладко затереть с минимальной толщиной дюйма (3 мм).

Раствор для склеивания поверхностей можно также наносить распылением. В крупных проектах использование механического распылителя значительно увеличивает степень покрытия раствора и дополнительно снижает затраты на стены. При нанесении «напыляемый» поверхностный связующий раствор обычно имеет более грубую текстуру поверхности, чем затертый финиш, и обладает немного меньшей прочностью на разрыв из-за отсутствия ориентации волокон в плоскости покрытия строительным раствором.Это можно устранить затиркой вручную или механическим способом после нанесения раствора распылением. Ручное или механическое затирание напыляемого покрытия также гарантирует заполнение всех щелей и щелей.

При нанесении второго слоя раствора для склеивания поверхностей шпателем или распылением его следует наносить после того, как первый слой схватится, но до того, как он полностью затвердеет или высохнет. Второй слой может быть текстурирован для получения различных финишных покрытий.

Стыки в растворе для склеивания поверхностей слабее, чем в сплошном растворе, и по этой причине не должны совпадать с швами между каменными блоками.Если нанесение раствора для склеивания поверхностей прекращается более чем на один час, первое нанесение следует прекратить на расстоянии не менее 1 ¼ дюйма (32 мм) от горизонтального края бетонного блока.

В фундаменте поверхностный раствор для склеивания должен образовывать бухту между стеной и нижним колонтитулом или, для плиты на уровне земли, должен выходить ниже кирпичной кладки на край плиты, как показано на Рисунке 3. Эти детали помогают предотвратить проникновение воды. в интерфейсе стены / нижнего колонтитула.

Отверждение

После нанесения поверхностного склеивания стена должна быть должным образом отверждена, обеспечив достаточное количество воды для полной гидратации раствора и обеспечения полного набора прочности.Стену следует смочить водяным туманом через 8–24 часа после нанесения раствора для склеивания поверхностей. Кроме того, стену следует распылить дважды в течение первых 24 часов, хотя с пигментированным раствором это время может быть увеличено до 48 часов.

Приведенные выше рекомендации, возможно, потребуется изменить для условий холодной или жаркой погоды. Например, сухая, теплая, ветреная погода ускоряет испарение воды из раствора, что требует более частого распыления тумана.

В конце дня верхние части стен должны быть покрыты, чтобы предотвратить попадание влаги в стену, пока верхняя часть не будет надежно защищена.Как правило, на стену накрывается брезент, простирающийся не менее чем на 2 фута (0,6 м) вниз по обеим сторонам стены и утяжеляемый деревянными или каменными элементами.

Рисунок 3 — Интерфейс стена / опора

Список литературы

Национальный строительный кодекс BOCA. Country Club Hills, IL: Building Officials and Code Administrators International, Inc.(BOCA), 1996.
Строительные нормы и правила для каменных конструкций, ACI 530-95 / ASCE 5-95 / TMS 402-95. Сообщено Объединенным комитетом по стандартам кладки, 1995 г.
Стандартные строительные нормы и правила. Бирмингем, Алабама: Международный Конгресс Южного Строительного Кодекса (SBCCI), 1997.
Стандартная практика строительства для стен, уложенных сухим способом, с поверхностным склеиванием, ASTM C946-91 (1996) ^e1. Американское общество испытаний и материалов, 1996.
Стандартные спецификации для несущих бетонных блоков, ASTM C90-97.Американское общество испытаний и материалов, 1997.
Стандартные спецификации для упакованных, сухих, комбинированных материалов для строительных растворов для склеивания поверхностей, ASTM C887-79a (1996) ^e1 Американское общество по испытаниям и материалам, 1996.

NCMA TEK 03-05A, доработка 1998 г.

NCMA и компании, распространяющие эту техническую информацию, не несут никакой ответственности за точность и применение информации, содержащейся в этой публикации.

Экспериментальное исследование по идентификации частоты собственных колебаний гидробетонной конструкции с использованием бетонного пьезокерамического интеллектуального модуля

1. Введение

Из структурной динамики известно, что вибрация является чувствительным индикатором, описывающим структурную целостность. Повреждение конструкции может привести к изменению физических и механических параметров, а затем вызвать изменение динамического отклика конструкции. Для реализации динамической диагностики состояния конструкции необходимо определить и получить модальные параметры конструкции.

Пьезоэлектрический керамический преобразователь

имеет такие преимущества, как широкий частотный диапазон, быстрая скорость отклика, простая конструкция, меньшее энергопотребление, низкая стоимость и т. Д. Система мониторинга состояния конструкции, состоящая из PZT, имеет способность обнаруживать и обнаруживать структурные повреждения и эффективно изменять интенсивность . Он широко применяется во многих областях, таких как гражданское строительство, аэрокосмическая промышленность, строительство и материаловедение [1, 2]. Традиционные исследования в основном сосредоточены на железобетонных конструкциях.Разработан метод обнаружения повреждений на основе смарт-агрегатов для колонн, армированных волокном и полимером [3]. Анализируется возможность использования оценки повреждений трубопроводных систем на основе импеданса [4]. Однако PZT редко используется для контроля состояния простой бетонной конструкции при динамических нагрузках.

В данной статье основное внимание уделяется идентификации собственных частот гидробетонных конструкций с помощью пьезокерамического датчика. На основе самодельного бетонного пьезокерамического интеллектуального модуля (CPSM) разработана система для получения модальных параметров гидробетонной конструкции. Предложены способ и процесс определения частоты собственных колебаний гидробетонной конструкции. Реализованы тесты численной и физической модели.

Работа организована следующим образом. Раздел 2 знакомит с разработкой системы мониторинга состояния конструкций на основе CPSM и CPSM. В разделе 3 представлен метод идентификации во временной области для определения собственной частоты гидробетонной конструкции. Физические и численные примеры используются для демонстрации возможности и преимуществ предложенного метода в разделе 4.Наконец, некоторые выводы сделаны в Разделе 5.

2. Конструкция бетонного пьезокерамического интеллектуального модуля и теория мониторинга

2.1. Принцип контроля состояния конструкции на основе пьезокерамики

Есть два варианта реализации, которые содержатся во время мониторинга состояния конструкции и диагностики с помощью пьезокерамики, активного и пассивного мониторинга. Активный мониторинг в настоящее время включает в себя в основном анализ на основе импеданса и двух методов анализа на основе волн; Пассивный мониторинг в основном включает в себя ударную нагрузку, мониторинг колебаний конструкции и пассивный мониторинг на основе акустической эмиссии.

2.1.1. Комбинированный режим пьезокерамической накладки и контролируемой структуры

Когда пьезоэлектрический керамический чип используется в качестве основного сенсорного элемента для мониторинга и диагностики состояния конструкции, обычно используются два комбинированных способа: поверхностный и встроенный. Какой именно тип будет выбран, в основном зависит от характеристик материала конструкции кузова, выбранного режима мониторинга и т. Д.

1) Открытого типа.

Способ заключается в том, что пьезокерамическая накладка наклеивается непосредственно на структуру поверхности после шлифовки и протирки контактных частей между пьезокерамическими датчиками и конструкцией.Комбинация имеет свои положительные преимущества: она проста в эксплуатации, а напряжение на пьезокерамической пластине легко распределяется. С другой стороны, в результате чувствительности пьезоэлектрических материалов к температуре, влажности и т. Д. Наблюдаемое большее отклонение будет происходить из-за прилипания пятен на поверхности конструкции. То есть легко привести к повреждению пьезокерамической накладки из-за внешних факторов, таких как стихийные бедствия или деятельность человека.

2) Встроенный тип.

Встроенный тип в основном используется для железобетонной конструкции, он утопил пьезокерамическую пластину в структуре тела, чтобы ослабить некоторые эффекты внешней среды, такие как температура, влажность на пьезоэлектрической керамической детали, и структура онтологии может обеспечить их защиту , которые значительно продлевают срок службы пьезокерамического пластыря, то эффективность длительного процесса мониторинга здоровья может быть гарантирована. Поскольку материал настолько хрупок, что может противостоять рискам, связанным с построением структуры онтологии, прямое внедрение запрещено.Эффективная инкапсуляция пьезокерамического пластыря является ключевой технологией при использовании встраиваемого типа.

2.1.2. Процесс испытания структурного модального материала с пьезокерамикой

Основной принцип модального мониторинга вибрации конструкции может быть выражен следующим образом: сначала приклейте участки на поверхность конструкции или закопайте их в тело с помощью пьезокерамики, чтобы получить сигнал вибрации конструкции при возбуждении внешней среды. , затем обработать полученный сигнал вибрации для модального анализа вибрации.Задача модального анализа состоит в том, чтобы получить модальные параметры контролируемой структуры, такие как собственная частота, модальный режим колебаний, жесткость и модальный коэффициент демпфирования и т. Д.

При пассивном мониторинге пьезокерамические вставки, встроенные в поверхность или наклеенные на нее, рассматриваются как датчик ускорения, используемый в модальном тесте GM. То есть пьезокерамика используется для получения сигналов вибрации контролируемой структуры под сигналом возбуждения для структурного экспериментального модального мониторинга.Блок-схема контроля структурного модального исполнения с пьезокерамикой представлена на рис. 1.

Рис. 1.
Блок-схема мониторинга структурной модальности с пьезокерамикой

2.2. Разработка и подготовка CPSM

Предлагаемый CPSM в этой статье в основном состоит из образцов бетона, пьезокерамических пластин и т. Д., Подготовленный CPSM используется в качестве средства для определения состояния и диагностики повреждений гидравлической бетонной конструкции с помощью анализа колебаний.Следовательно, процесс проектирования формы и подготовки CPSM следует разрабатывать в соответствии с структурой контролируемого объекта, требованиями мониторинга и т. Д., Чтобы сделать его более подходящим для мониторинга гидробетонной конструкции.

2.2.1. Производство пьезокерамических пластырей

CPSM требует как возможности передачи, так и приема ультразвуковых сигналов. Таким образом, при выборе пьезокерамики необходимо учитывать факторы передаваемой мощности и чувствительности. В этом эксперименте в качестве пьезокерамических пластырей используется PIC151 от компании PCB.

Учитываются гибкость, экономичность и эмиссия ультразвука. Пьезокерамическая накладка может быть разрезана по спецификации следующим образом: длина × ширина × толщина = 10 мм × 10 мм × 1 мм. Затем очистите вырезанный пьезокерамический пластырь спиртом, чтобы удалить оксидную пленку с поверхности и убедиться, что пьезокерамический интеллектуальный модуль обладает хорошими характеристиками в функции передачи заряда; после высыхания поверхности сварочная проволока и сохранение точки сварки достаточно малой, чтобы водостойкий слой покрытия мог быть достаточно тонким. Наконец, после сварки снова очистите поверхность спиртом. Поскольку пьезокерамика сама по себе является относительно хрупкой, а бетон, переданный на аутсорсинг, представляет собой сложный фазовый композитный материал, если пьезокерамическая заплатка непосредственно погружена в бетонный модуль без каких-либо мер, объем бетона будет постепенно уменьшаться и создавать напряжение сжатия в процессе конденсации бетона, что приведет к концентрации напряжений, образующихся на пьезокерамических вставках, и повредить детали. Таким образом, покрывая слой однокомпонентного силиконового каучука вулканизации по периферии пьезокерамики, можно защитить целостность участков в бетоне, как показано на рис.2.

Рис. 2.
Защитные меры пьезокерамической накладки

Благодаря аутсорсингу бетон из пьезокерамики имеет только эффект передачи напряжения, а не корпус подшипника, поэтому такие материалы, как крупный заполнитель, а также сталь, не добавляются во время производства, цементный раствор принятые при заливке ЦТС, состоящие из воды, мелкого заполнителя, цемента (портландцемент С32,5) в соотношении 1: 2. 9: 2.09. Такая обработка может снизить локальную концентрацию напряжений в пьезокерамических пластинах, которая возникает из-за неравномерного распределения крупного заполнителя, стали и других свойств ингредиентов.

Однокомпонентный силиконовый каучук для вулканизации является мягким, хорошо защищает от воды и позволяет лучше избегать явления концентрации напряжений, которое может возникнуть на пьезокерамических пластинах, заделанных в бетон.

2.2.2. Процесс заливки CPSM

CPSM — это сенсорные компоненты, работающие на переднем крае системы мониторинга состояния во всей бетонной гидротехнической конструкции, как средство обнаружения физических изменений и воздействия на окружающую среду.При заливке CPSM следует всесторонне учитывать различные факторы, такие как характер легкости повреждения пьезокерамической накладки, прикладные свойства приема и передачи сигналов CPSM и т. Д. В этой статье форма CPSM определяется как цилиндр. С учетом других инструментов, связанных и сравнительного анализа, CPSM в эксперименте наливается в цилиндр 25 мм × (25-30) мм, как показано на рис. 3. Залитый CPSM необходимо отверждать в стандартной камере для отверждения в течение 28 дней.Когда плотность бетона увеличивается до определенного уровня, изготовленный CPSM можно использовать для контроля прочности и повреждений конструкции.

Рис. 3.
Основные компоненты CPSM

2.3. Система мониторинга состояния конструкций на основе CPSM

Устройство генерации сигналов, устройство сбора сигналов и CPSM образуют систему мониторинга состояния бетонной конструкции.

В этом эксперименте используется система dSPACE (цифровая обработка и управление сигналами), которая используется для передачи и сбора сигналов.Система dSPACE — это платформа для разработки систем управления и структурного тестирования на основе MATLAB / Simulink, она может быть интегрирована для реализации, которая облегчает генерацию цифрового сигнала и управление системой, она легко связана с MATLAB / Simulink и оснащена аппаратная система с высокоскоростной вычислительной мощностью. Интерфейс реального времени используется для компиляции кода для модели Simulink с помощью dSPACE Control Desk для интегрированного управления процессом тестирования, чтобы реализовать функции тестирования, контроля и обработки в реальном времени.

Система dSPACE, принятая в этом эксперименте, представляет собой систему DS1103 от компании dSPACE, излучение сигнала встроенной функции интегрированного модуля ввода-вывода и ЦАП на 8 каналах может быть достигнуто через Simulink, сигнал получен из АЦП. модуль на 20 канале также может быть реализован с помощью Simulink.

Рис. 4.
Поток данных в системе мониторинга состояния конструкций на основе CPSM

На систему

dSPACE может легко повлиять внешний шум во время эксперимента, в эксперименте только аналого-цифровые каналы системы dSPACE предназначены для получения числового сигнала; Генератор сигналов произвольной формы Agilent предназначен для генерации сигналов, они используются для управления пьезокерамическим интеллектуальным модулем; тем временем другой CPSM, встроенный в структуру онтологии как датчик для приема сигналов; явление утечки неизбежно в процессе изготовления бетонного пьезокерамического интеллектуального модуля, так как полученный сигнал, вероятно, будет смешан с частотой переменного тока, для измерения амплитуды волны напряжения, проходящей через осциллограф, датчик должен быть подключенный к цифровому фильтру, волна, проходящая через систему, может использоваться для мониторинга состояния конструкций. Конкретная блок-схема процесса мониторинга представлена на рис. 4.

3. Метод определения во временной области собственных частот бетонной гидротехнической конструкции

Существует два основных метода идентификации модальных параметров для сигналов, полученных в ходе теста, а именно анализ в частотной области и метод анализа во временной области. Для идентификации модальных параметров метод анализа частотной области зависит от длины данных измерения, в то же время шум, смешанный с измерительным сигналом, также влияет на точность измерения передаточной функции.В определенной степени метод анализа во временной области позволяет избежать недостатка метода анализа в частотной области, когда измеренный сигнал представляет собой стабильный случайный временной ряд с нормальным распределением и нулевым средним, он может точно отражать характеристику самого сигнала. Другими словами, метод анализа во временной области подходит для обработки более коротких дат.

Методы идентификации модальных параметров во временной области включают метод наименьших квадратов во временной области, метод ITD, метод STD и метод комплексного индекса (метод Прони), метод анализа временной последовательности в модели ARMA и т. Д.[5-7]. В этой статье используется метод NExT для получения функции взаимной корреляции любых двух точек в структуре при случайном возбуждении, а затем функция взаимной корреляции используется в качестве входных дат для извлечения модальных параметров структурных испытаний с помощью метода ITD.

3.1. Метод NExT

Метод

NExT (Техника естественного возбуждения) также известен как технология естественной стимуляции, основной принцип заключается в том, что функция взаимной корреляции любых двух точек в структуре имеет аналогичное выражение с функцией импульсного отклика при случайном возбуждении, после получения креста -корреляционная функция ответила между двумя точками, а затем идентифицировала модальные параметры, используя идентификацию модальных параметров методом временной области.

Во-первых, ответный сигнал вибрации обрабатывается с помощью функции кросс-корреляции, при идентификации модальных параметров, который основан на многоточечной обработки, одна измерительная точка должна быть выбрана в качестве ссылки, а затем вычислить функцию взаимной корреляции других точек с смысл. Полученная выше функция взаимной корреляции рассматривается как входные данные для метода ITD. При вычислении функции взаимной корреляции необходимо сначала вычислить спектр перекрестной мощности измеренного сигнала, затем измеренная функция взаимной корреляции будет получена с помощью обратного преобразования Фурье.

Для линейной системы с N степенями свободы, когда точка k в системе находится под возбуждением fkt, и отклик xikt точки i может быть выражен как:

(1)

xikt = ∑r = 12Nϕirαkr∫-∞teλrt-pfkpdp,

, где ϕir — модальная мода колебаний первого порядка r точки i; αkr является константой только с точкой стимулирования k и модальным порядком r.

Когда точка k мотивируется единичной импульсной силой, импульсный отклик hikt точки i может быть представлен как:

(2)

hikt = ∑r = 12Nϕirαkreλrt.

Стимулы fkt вводятся в точку k, ответы точки i и j системы, полученные после тестирования, равны xikt и xjkt соответственно, функция взаимной корреляции между двумя ответами показана следующим образом:

(3)

Rijkτ = Exikt + τxjkt
= ∑r = 12N∑s = 12Nϕirϕjsαkrαks∫-∞t∫∞t-τeλrt + τ-peλst-qEfkpfkqdpdq.

Предположим, что спектр мощности стимулов ft равномерно распределен по всей частотной области. Исходя из определения корреляционной функции, существует:

где δt — импульсная функция; αk — константа, связанная только с точкой k.

Подставляя уравнение. (3) в уравнение. (4), выполните интегрирование, как показано ниже:

(5)

Rijkτ = ∑r = 12N∑s = 12Nϕirϕjsαkrαksαk∫-∞teλst + τ-peλit-pdp.

Ур. (5) можно упростить, как показано ниже:

(6)

Rijkτ = ∑r = 12N∑s = 12Nϕirϕjsαkrαksαk-eλrτλr + λs.

Ур. (6) изменено как:

(7)

Rijkτ = ∑r = 02Nϕirbjreλrτ,

, где bjr = ∑s = 12Nϕjsαkrαksαk-1 / λr + λs — константа, определенная только для контрольной точки j и времени модального порядка r.

3.2. Метод ITD, определяющий модальные параметры во временной области

Метод

ITD (метод Ибрагима во временной области) — это метод идентификации модального параметра, используемый для смещения структурных свободных вибрационных откликов, сигнала скорости или ускорения во временной области. Основной принцип метода ITD: отклик свободного распада от системы с несколькими степенями свободы с линейной системой с вязким демпфированием, его можно рассматривать как основу теории модальных комбинаций в структуре каждого порядка.В соответствии с сигналом отклика структуры со свободным затуханием, для построения расширенной матрицы берутся три различных отсчета задержки, которые основаны на данных, полученных из отклика без структуры при определенной принятой частоте, комплексная экспоненциальная зависимость между значением отклика и характеристическим значением составляет используется для построения математической модели характеристической матрицы, а затем для решения проблемы собственных значений, после получения характеристического значения и характеристического вектора модели данных модальный параметр системы может быть получен на основе взаимосвязи между собственными значениями.

Уравнение вибрации конструкции с несколькими степенями:

, где M, C, K — матрица масс, матрица демпфирования и матрица жесткости соответственно; δ — матрица смещения.

Результаты уравнения. (8) можно выразить как:

(9)

δtN × 1 = φN × 2Nest2N × 1,

, где δt — вектор реакции на свободные колебания; φ — матрица собственных векторов, а именно матрица модальной формы est = es1t es2t… es2Nt, sr — собственное значение порядка r; N — количество степеней свободы, а именно номер модального порядка.

Следующее может быть получено из уравнений. (8) и (9):

На небольшую линейную систему демпфирования влияет характерный корень уравнения. (10), как показано ниже:

(11)

sr = -ξrωr + jωr1-ξr2, sr * = — ξrωr-jωr1-ξr2,

, где ωr — собственная круговая частота соответствующего модального порядка r; ξr — соответствующий коэффициент затухания.

Отклик на свободную вибрацию точки измерения i в момент tk может быть представлен как форма сбора модального отклика отдельного порядка:

(12)

δitk = ∑r = 1Nϕiresrtk + ϕir * esr * tk = ∑r = 1Mϕiresrtk,

где ϕir — первая i-я компонента модального вектора ϕr порядка r; M в два раза больше модального порядка системы, а именно M = 2n.

Когда фактическая точка измерения намного меньше, чем 2-кратная степень свободы системы, построение виртуальной точки из фактической точки измерения с помощью метода задержки, целое время интервала времени выборки принимается как временная задержка, когда задержка равна интервал выборки:

(13)

δi + n = xitk + Δt, δi + 2n = xitk + 2Δt.

Матрица отклика ΔM × L строится на основе значения отклика свободной вибрации, произведенной M точками в L разное время фактической точки измерения и виртуальной точки, соотношение матрицы отклика устанавливается следующим образом:

(14)

ΔM × L = ΦM × MΛM × L.

Матрица отклика, построенная на основе значения отклика свободной вибрации после задержки Δt из M точек измерения и виртуальных точек в L различных моментов, может быть выражена как:

(15)

Δ ~ M × L = Φ ~ M × MΛM × L,

где Φ ~ M × M = ΦM × MαM × M.

Ур. (14), (15) ведут к:

Отменить Λ, функцию можно привести к:

где A — одностороннее решение уравнения наименьших квадратов уравнения AΔ = Δ ~.

Два выражения псевдообратного метода матрицы A, как показано ниже:

(18б)

A = Δ ~ Δ ~ TΔΔ ~ T-1.

Собственное значение r-го порядка матрицы A, соответствующие собственные векторы являются r-м столбцом матрицы. Полученное значение Vr удовлетворяется для:

(19)

Vr = esrΔt = e-ξrωr + jωr1-ξr2Δt.

Таким образом, модальная частота ωr и коэффициент демпфирования ξr полученной системы, то есть:

4. Экспериментальный анализ физической модели и численной модели

Для полной проверки рациональности и возможности определения собственной частоты гидротехнической бетонной конструкции на основе CPSM, используются численная модель и физическая модель испытания бетонной гравитационной плотины, а также сравниваются результаты испытаний модели бетонной гравитационной плотины на основе CPSM с результатами испытаний. результаты испытаний традиционной технологии (акселерометр PCB) и результаты численного моделирования методом конечных элементов.

4.1. Физическая модель эксперимента по идентификации собственных частот

4.1.1. Схема эксперимента

Чтобы свести к минимуму помехи для сигнала CPSM, то же соотношение воды и цемента (вода: мелкий песок: цемент = 1: 2,9: 2,09), что и в пьезокерамическом модуле, используется для улучшения качества сигнала CPSM. Модель бетонной гравитационной плотины. залил, как показано на рис. 5. Для сравнения и анализа результатов используются 6 датчиков ускорения печатной платы и четыре пьезокерамических интеллектуальных модуля, упомянутых в разделе 2.2 установлены на модели, как показано на рис. 5.

Для поддержания твердого цемента между бетонной гравитационной плотиной и вибростолом нижняя часть бетонной гравитационной дамбы соединяется на вибростоле с эпоксидной смолой, так что модель бетонной гравитационной плотины может быть стимулирована выходным сигналом от вибростола, Выходной сигнал случайного шума из таблицы относительно богат в диапазоне от 100 до 2000 Гц, легко вызвать собственную частоту структуры в диапазоне различных порядков. Модель испытательного устройства представлена на рис. 6.

В этой статье различные эквивалентные ускорения используются для управления величиной энергии входного сигнала, шесть эквивалентных ускорений, таких как 0,5 g, 1,0 g, 1,5 g и 2,0 g, 2,5 g и 3,0 g, принимаются для управления величиной энергии ввод. Теоретически, чем больше эквивалентное ускорение на выходе стола, тем выше порядок собственной частоты колебаний модели.

Рис.5.
Модель плотины с датчиками

Рис. 6.
Модель испытательного устройства

4.1.2. Анализ результатов эксперимента для собственной частоты физической модели

В ходе эксперимента принято возбуждение белого шума, частота возбуждения составляет от 100 Гц до 2000 Гц, для мониторинга и сбора данных используется система сбора данных dSPACE, частота дискретизации составляет 4000 Гц. Направление возбуждения белого шума вертикально по отношению к оси плотины, которая на рис. 6 обозначена горизонталью.

При эквивалентном виброускорении 2,0 g сигнал вибрации от CPSM и PCB используется в качестве образца для анализа. Из-за того, что частота возбуждения белого шума находится в диапазоне от 100 Гц до 2000 Гц, для сравнительного анализа выбрана модальная частота модели более 200 Гц, учитывая большое влияние на низкую частоту.

Необходимо выбрать контрольную точку для определения модальных параметров на основе метода NExT, как показано на рис.5, известный из компоновки пьезоэлектрического интеллектуального модуля CPSM модели бетонной гравитационной плотины, PZT-2-2, расположенный близко к вибростолу, эффект вибрации невелик, его можно использовать в качестве эталона, например, поперечный Функция корреляции PZT-1-1, PZT-1-2, PZT-2-1 относительно PZT-2-2 через метод NExT доступна, как показано на рис. 7.

Рис. 7.
Кривые кросс-корреляционной функции (метод CPSM)

Значения функции взаимной корреляции, вычисленные в качестве входных данных для идентификации модальных параметров ITD во временной области, кривые функции импульсной характеристики показаны на рис.8 показывает соответственно.

Посредством метода NExT и ITD сигналы CPSM пассивного мониторинга бетонных конструкций соответствуют результатам, как показано на рис. 7 и 8. Из рисунка 8 известно, что данные, собранные с помощью пассивной технологии CPSM, могут быть очень регулярными.

Таким же образом выберите точку 2 # в качестве эталона для анализа сигнала ускорения, полученного с помощью акселерометра PCB, результаты показаны на рис. 9.

Модальный параметр бетонной гравитационной плотины извлекается с помощью метода ITD и модели NExT во временной области, учитывая неизбежное явление утечки во время процесса производства CPSM, удалена частота переменного тока 50 Гц, содержащаяся в частотных составляющих. При полной конструкции и эквивалентном ускорении 2,0 g модальные параметры, полученные с помощью CPSM и датчика ускорения печатной платы, соответственно, показаны в таблице 1.

Рис. 8.
Кривые функции импульсной характеристики (метод CPSM)

Рис. 9.
Кривые функции взаимной корреляции и функции импульсной характеристики между точками 1 # и 2 (PCB)

4.2. Численный модельный эксперимент по идентификации собственных частот

Во-первых, испытание бетона на прочность на сжатие используется для определения модуля упругости бетона, на основе этого конечный элемент ANSYS используется для анализа модального режима бетонной гравитационной плотины для получения частоты разного порядка частоты бетонной гравитационной плотины.

4.2.1. Анализ собственной частоты

Демпфирование мало влияет на собственные частоты и формы колебаний, его обычно игнорируют при расчете собственных частот и форм колебаний, уравнение движения для свободных колебаний без демпфирования может быть получено следующим образом:

Это однородное линейное дифференциальное уравнение с постоянным коэффициентом, форма решения приведена ниже:

Заменить уравнение. (22) в уравнение. (21) приводят к однородному уравнению:

Во время свободных колебаний амплитуда каждой точки структуры ϕ равна нулю неполным, поэтому определитель матрицы в скобках слева в уравнении. (23), должно быть равно нулю:

Матрица жесткости конструкции K и матрица масс M являются матрицей порядка n, уравнение. (24) представляет собой алгебраическое уравнение порядка n относительно ω2, оно называется характеристическим уравнением свободной вибрации конструкции, ω2 — характеристическим значением.Это уравнение может решить n собственных значений, подставив его в уравнение. (23) его можно вычислить с n значениями ϕ, ϕ известна как собственный вектор. ω представляет собой круговую частоту автоколебаний частоты свободных колебаний без демпфирования, ωi — i-я собственная частота конструкции, ϕi — i-я мода колебаний конструкции.

Таблица 1.
Первые восемь порядков модальной частоты (Гц)

Модальный номер заказа	1	2	3	4	Замечания
ПЗТ-1-1	446. 18	477,62	857,27	1117,54	Относительная ошибка 1 представляет собой относительную ошибку между CPSM и PCB. Относительная ошибка 2 представляет собой ошибку между CPSM и ANSYS. Относительная ошибка 3 представляет собой ошибку между PCB и ANSYS.
ПЗТ-1-2	454,17	513,81	860,25	1133,32
ПЗТ-2-1	418. 93	493,00	858,74	1084,51
Печатная плата	450,85	565.40	823,29	1056,19
ANSYS	410,20	499.80	1004.40	1077,00
Относительная погрешность 1-1 (%)	1,04	15,53	4,13	5. 81
Относительная погрешность 1-2 (%)	0,74	9,12	4,49	7,30
Относительная погрешность 1-3 (%)	7.08	12,81	4,31	2,68
Относительная погрешность 2-1 (%)	9,91	13. 13	18,03	1,93
Относительная погрешность 2-2 (%)	10,72	2,80	14.35	5,23
Относительная погрешность 2-3 (%)	2,13	1,36	14,50	0.70
Относительная погрешность 3 (%)	9,91	13,13	18,03	1,93
Модальный номер заказа	5	6	7	8
ПЗТ-1-1	1336. 34	1566,66	1663,77	1836,04
ПЗТ-1-2	1336,82	1567.58	1662,33	1836,82
ПЗТ-2-1	1337,74	1565,62	1662.50	1838,71
Печатная плата	1418,42	1546,36	1605. 90	1818.75
ANSYS	1199,80	1369,00	1522,70	1783,90
Относительная погрешность 1-1 (%)	5.79	1,31	3,60	0,95
Относительная погрешность 1-2 (%)	5,75	1. 37	3,51	0,99
Относительная погрешность 1-3 (%)	5,69	1,25	3.52	1,10
Относительная погрешность 2-1 (%)	18,22	12,96	5,46	1.95
Относительная погрешность 2-2 (%)	11,42	14,51	9,17	2,97
Относительная погрешность 2-3 (%)	11. 50	14,36	9,18	3,07
Относительная погрешность 3 (%)	18,22	12.96	5,46	1,95

4.2.2. Расчет собственной частоты

Следующий метод обычно используется для определения конкретного числового режима в практической работе.

1) Нормализованный режим: если n-й элемент равен 1, т.е. ϕin = 1, то ϕi = ϕi1, ϕi2,…, 1T;

2) Режим регуляризации: предположим, что получен режим ϕ-i = ϕ-i1, ϕ-i2,…, ϕ-inT и ϕij = ϕ-ij / c, c = ϕ-iTMϕ-i1 / 2, тогда регуляризация режим колебаний можно представить как ϕi = ϕi1, ϕi2,…, ϕin.

В математике уравнение. (23) называется проблемой обобщенного собственного значения, обычно записывается как:

Ур. (25) можно изменить на:

(26)

λi = ϕiTKϕiϕiTMϕi = ωi2.

Методы решения обобщенного уравнения на собственные значения обычно можно разделить на две категории: один — классический метод, такой как метод отношения Жака, найти матрицу преобразования, чтобы все элементы порока исчезли, характеристика метода — все частоты и вибрации. режим одновременно, получить комплексное решение за один раз и иметь доступную стандартную процедуру, но такой метод не очень хорош при очень большом заказе; второй метод — итерационный метод, метод итерации подпространства и т. д.Метод подпространственных итераций является наиболее распространенным и эффективным методом решения проблемы собственных значений большой матрицы, он рассматривается как среднее значение, широко используемое в конечно-элементном анализе структурной динамики, функция итерационного процесса, как показано ниже, до тех пор, пока не будут получены два результата итераций до и после достаточно близки:

(27)

Ψi = Dϕi-1, Ki = ΨiTKΨi, Mi = ΨiTMΨi, Ki-ω2MiZi = 0, i = 1,2,….

4.2.3. Структурная идентификация собственных частот методом модального анализа

Модальный анализ — это приближенный метод исследования динамических характеристик конструкций.Режим вибрации — это неотъемлемые характеристики упругой конструкции. Посредством модального анализа в определенном диапазоне восприимчивости можно опираться на базовые характеристики модального каждого порядка, получать фактическую вибрационную реакцию конструкции в соответствующем спектре и различные эффекты от внешних или внутренних. Затем могут быть получены модальные параметры, такие как собственная частота, модальная масса, модальная жесткость, модальное демпфирование и модальный режим колебаний конструкции. В этой статье только метод создания модели конечных элементов для определения собственной частоты конструкции используется для оценки осуществимости модального анализа конструкции с помощью CPSM.

Рис. 10.
Сетка МКЭ модели плотины

Таблица 2.
Собственная частота, полученная ANSYS (Гц)

Заказать	Частота	Заказать	Частота
1	410.20	5	1199,80
2	499.80	6	1369,40
3	1004. 40	7	1522,70
4	1077,00	8	1783,90

FEM-сетка модели бетонной гравитационной плотины с помощью ANSYS построена, как показано на рис.10. Элементы Solid226 и Solid65 выбираются отдельно в качестве пьезоэлектрических и бетонных элементов. Анализ контакта твердое тело-мягкое тело выбран в ANSYS для анализа контактов для различных значений модуля упругости между бетоном и пьезоэлектриком. Элемент TARGET170 выбран в качестве «Target face» направления поляризации пьезоэлектрической пластины. Бетонная контактная поверхность с пьезоэлектрической пластиной выбирается в качестве «контактной поверхности» и применяется элемент CONTA174. Построена контактная пара лицом к лицу.Между пьезоэлектрическим элементом и бетоном установлен коэффициент трения 0,7. Пьезоэлектрик и бетон считаются линейно-упругими материалами. По результатам испытаний на прочность при сжатии стандартного куба, модуль упругости бетона составляет 14,27 ГПа. Плотность бетона 2100 кг м ^-3.

Из-за диапазона случайного возбуждения вибрации от 100 Гц до 2000 Гц, выделение собственной частоты каждого порядка в пределах объема является значительным, с помощью анализа ANSYS, первая модальная частота восьми порядков, полученная для модели бетонной гравитационной плотины, как показано на Таблицы 1, 2.Расчетная оценка модальных собственных частот с помощью конечноэлементной модели, таблица 2, косвенно отражает степень неопределенности экспериментального процесса.

Посредством анализа методом конечных элементов и Таблицы 2, модальная собственная частота первого порядка модели бетонной гравитационной плотины может достигать 410 Гц.

4.3. Анализ контраста экспериментальных результатов численных и физических моделей

1) По сравнению с модальной частотой первого порядка 8, полученной между CPSM и акселерометром на печатной плате, разница между модальными собственными частотами каждого порядка мала, за исключением модальных колебаний второго порядка, относительная погрешность в основном ниже 5%.

2) При сравнении экспериментального значения модальной идентификации от CPSM с результатами численного анализа ANSYS, собственная частота вибрации 3-го, 5-го и 6-го порядков является относительной погрешностью (> 10%), разница собственных частот больше, чем в другом порядке. модалы и датчик ускорения PCB тоже имеет похожую ситуацию.

В целом, модальная частота структуры, полученная с помощью CPSM и тестового доступа к печатной плате, имеет большое сходство, но оба имеют большую разницу с модальными частотами из численного моделирования ANSYS, ошибки могут быть вызваны численным моделированием ANSYS, а коэффициент Пуассона также не прошел тестовые измерения, просто получите значение, основанное на опыте предыдущих исследований. Как показано выше, возможен сигнал вибрации конструкции от бетонного пьезокерамического интеллектуального модуля CPSM, а затем использование полученного сигнала для определения модального параметра конструкции.

5. Выводы

Надежный доступ к собственной частоте конструкции и другим модальным параметрам, это предпосылка мониторинга и диагностики состояния конструкции, с помощью испытания модели гравитационной плотины, в данной статье изучается идентификация собственной частоты гидротехнической бетонной конструкции с помощью CPSM, путем сравнения и анализ результатов аналогового теста и традиционных методов, проверка выполнимости и эффективности описанных выше методов.

1) Изучен производственный процесс CPSM, обсуждаются защитные меры пьезокерамической заплаты, ключевые методы включают аутсорсинг состава материалов и литья, а также проектируют систему мониторинга состояния конструкции с CPSM.

2) В этой статье проанализирован принцип идентификации собственной частоты структуры путем объединения метода NExT с методом ITD, интерпретирован процесс распознавания, а именно метод NExT используется для вычисления взаимной корреляции между двумя точками для сбора сигнала с помощью использования CPSM или PCB и функция взаимной корреляции рассматривается как входные данные, а затем распознается собственная частота колебаний различных порядков с помощью метода ITD.