Введение к работе
Актуальность темы. При исследования напрязённо-дейорлирован-ного состояния (НДС) различных строительных конструкций и контроле их качества особое место занимают экспериментальные методы строительной механика, з основе которых легат закономерности деформирования элементов конструкций, устанавливаемые как теоретическим, так и экспериментальным путём. Экспериментальные методы исследований дают возможность наиболее просто устанавливать взаимосвязи мевду физико-механическими параметрами конкретных элементов конструкции. Однако наличие строгих аналитических зависимостей между исследуемыми параметрами конструкций при определённых ограничениях и допущениях существенно обогащают методы экспериментальной механики.
Несмотря на кажущуюся завершённость многих экспериментальных методов, обнарунешіе ранее неизвестных закономерностей и взаимосвязей медду физико-механическими характеристиками элементов конструкций часто открывает новые возможности по совершенствованию экспериментальных методов строительной механики и их широкому приложению к исследованию конструкции.
Одним из важнейаих направлений экспериментальной мехашоси является разработка методов контроля качества железобетонных конструкции при их изготовлении и в процессе эксплуатации. В.настоящее время для этих целей ГОСТ 8829-85 регламентирует'проведение статических разрушающих испытаний. Основным недостатком этого метода являются отсутствие гарантии надёжной работоспособное-
ти неиспытанных конструкций, неэкономичность метода, требущего разрушения больного количества изделий. Более перспективными в этом направлении являйтея керазрушавдие методы контролл, в частности, вибрационные метода. Однако их широкое внедрение в практику контроля параметров качества железобетонных конструкций сдерживается из-за отсутствия методологического обеспечения, основанного на фундаментальных закономерностях строительной механики. Поэтому поиск новых закономерностей и взаимосвязей между различными параметрами элементов конструкций и, в частности, динамическими характеристиками, уточнение их связи с параметрами качества является актуальной задачей, имеющей вакное народохозяйствекнее значение.
Цель исследования состоит в совершенствовании методики вибрационного контроля параметров НДС, определяпцих качество строительных конструкций в виде Салок и плиг и, а частности, железобетонных предварительно напряжённых балочных плит.
Для достижения поставленной цели необходимо:
проведение исследований функциональной связи меяду статическим прогибом и основной частотой колебаний указанных элементов конструкций, теоретического обоснования выбора основной частоты колебаний в качестве критерия при оценке параметров НДС;
разработка способов вибрационного контроля жёсткости, тре-щиностойкости к несущей способности предварительно напряжённых железобетонных балочных плит;
- - проведение экспериментальных исследований партии железобетонных плит пустотного настила динамическим (неразрушающим) и статическим (разрушающим) методами и сопоставление результатов;
- разработка методики модифицированного вибрационного мето
да оценки параметров качества предварительно напряяённых железо
бетонных балочных плит;
разработка способов уточнения результатов экспериментального определения основной частоты изгибных колебаний балок при их испытании на стенда;
разработка способов оценки максимального прогиба и массы тонких влит (пластинок) слонной формы я; с комбинированными граничными условиями;
Метод исследования. Использованы классические методы строительной механики (в частности, энергетический) и экспериментальные методы (статический разрушающий и вибрационный неразрушающий) исследования балочных'илиі.
Достоверность научных положений диссертации подтверждается применением фундаментальных'принципов строительной механики я сопоставлением результатов с другими, полученными известными в научной и справочной литература теоретическими и экспериментальными методами.
Научная новизна. Установлена ранее неизвестная закономерность в строительной механике стержней и пластинок, связывающая деформации их статического изгиба с основной частото:! колебаний. Проведено теоретическое обоснование зыбора наиболее информативного динамического параметра для контроля качества предварительно напряжённых железобетонных панелей пустотного настила. Установлена взаимосвязь медду основной частотой колебаний и параметрами качества "(жёсткость, несущая способность, трещяностойкость, величина преднапряяенид арматура).
Проведены экспериментальные исследования большой партии натурных конструкций вибрационным керазрушашим и разрушающим ме-» тодамя с анализом взаимосвязи основных динамических характеристик с параметрами качества этих конструкций.
Разработан модифицированный способ получения интегральных экспресс-оценок параметров качества предварительно к^рязённых
яелезобегокных плиг пустотного настала.
Новизна разработанных автором технических решений подтверждается выдачей ему четырёх авторских свидетельств Госкомизобре-тений СССР.
_ 'Практическая ценность работы состоит в том, что на основе ус тановланных закономерностей строительной механики разработан ыода филированный вибрационный метод получения интегральных зкспресс-оцевок качества сборных железобетонных предварительно напряжённых панелей пустотного настила, который позволяет организовать на предприятиях строительной индустрии проведение поточного контроля качества всех выпускаемых панелей. Методика модифицированного метода допускает разработку и применение приборных средств автоматизированного контроля на основе микропроцессоров.
На защиту выносится.: ранее неизвестная закономерность о взаимосвязи максимального статического прогиба балок и пластинок с различными граничными условиями с их основной частотой свободных колебаний; теоретическое обоснование выбора наиболее информативного динамического параметра для интегральной оценки НДС строительных конструкций и определения некоторых физических параметров материала изделий и действующей нагрузки; модафяшро-. ванный метод интегральной экспресс-оценки параметров качества сборных железобетонных предварительно напряжённых панелей пустотного настила и методику его реализация; новые экспериментальные методы строительной механики по оценке нёсткости и массы плит сложной формы и комбинированными граничными условиями.
Апробация работы и публикации. Основные результаты докладывались и обсуздались на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Ставропольского политехнического института (Ставрополь, IS89, 1990, 1992 гг.), на региональной научно-технической конференции: "Проблемы технологии вы-
полнения строительных работ при реконструкции действующих предприятий, зданий и сооружений" (Пенза, 1990 г.). Работа внедрена на Комбинате производственных предприятий акционерного общества "Ставропольетрой".
По теме диссертация опубликовано 7 печатных работ, получено 4 авторских свидетельства на изобретения.',
Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения,
пяти глаа, заключения, списка использованной литературы и пряло-
'гений.'Работа излояена на I6S страницах, вклэтаег 27 иллюстраций,'
9 таблиц и 17 страниц приложений. Библиография* аклэтает III наи
менований. |