Коэффициент компактности здания формула: коэффициент компактности здания | это… Что такое коэффициент компактности здания?

Содержание

Расчет теплоэнергетических параметров здания Геометрические показатели

Общая площадь наружных ограждающих конструкций определяется по внутренним размерам здания.

Общая площадь наружных стен(с учетом оконных и дверных проемов), м², определяется как произведение периметра наружных стен по внутренней поверхности на внутреннюю высоту здания, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа.

где – периметр внутренней поверхности наружных стен этажа, м; –высота отапливаемого объема здания, м.

= 160,624 = 3855 м².

Площадь наружных стен (без проемов), м², определяется как разность общей площади наружных стен и площади окон и наружных дверей:

где –суммарная площадь окон, определяется как сумма площадей окон (площадь окна считать по размерам проема).

Для рассматриваемого здания = 694 м².

Тогда = 3855 – 694 = 3161 м

В том числе для продольных стен 2581 м²;

для торцевых стен – 580 м².

Площадь перекрытий теплого чердакам², и площадь перекрытий теплого подвала, м², равны площади этажаи рассчитываются по формуле

=== 770 м².

Общая площадь наружных ограждающих конструкций складывается из общей площади стен, площадей перекрытий теплого чердакаи теплого подвала, и определяется по формуле

=++.

Так как , формула приобретает следующий вид

=+ 2= 3855 + 770 + 770 = 5395 м²

Площадь отапливаемых помещений, м², и площадь жилых помещений и кухонь, м², определяются в соответствии с проектом:

= 5256 м²;

= 3416 м².

Отапливаемый объем здания, м³,определяется как произведение площади этажа, м

2, на внутреннюю высоту, м, измеряемую от поверхности пола первого этажа до поверхности потолка последнего этажа.

= 770·24 = 18480 м³.

Коэффициент остекленности фасадов здания р определяют по формуле

Нормируемый коэффициент остекленности составляет = 0,18.

Показатель компактности зданияопределяют из условий:

Нормируемый показатель компактности жилых зданий составляет =0,32. Таком образом, < , так как 0,29 < 0,32.

Согласно СНиП II-3 приведенное сопротивление теплопередаче наружных ограждений , м²·С/Вт,должно приниматьсяне ниже требуемых значений , которые устанавливаются по таблице 1б* СНиП II-3 в зависимости от градусо-суток отопительного периода.

При = 5014 °С·сут требуемое сопротивление теплопередаче равно для:

стен = 3,2 м²·С/Вт;

окон и балконных дверей = 0,54 м²·С/Вт;

перекрытий теплого чердака = 4,71 м²·С/Вт;

перекрытий теплого подвала = 4,16 м²·С/Вт.

Приведенный трансмиссионный коэффициент теплопередачиздания, Вт/(м²·С), определяется по формуле

где – коэффициент, учитывающий дополнительные теплопотери, связанные с ориентацией ограждений по сторонам горизонта: для жилых зданий= 1,13;

,,,,– площади соответственно стен, заполнений светопроемов (окон, фонарей), наружных дверей и ворот, покрытий (чердачных перекрытий), цокольных перекрытий, полов по грунту, м

,,,,– приведенные сопротивления теплопередаче соответственно стен, заполнений светопроемов (окон, фонарей), наружных дверей и ворот, покрытий (чердачных перекрытий), м²·С/Вт;

n– коэффициент, принимаемый в зависимости от положения наружной поверхности ограждающей конструкции по отношению к наружному воздуху согласно СНиП II-3.

Вт/(м²·С).

Воздухопроницаемость наружных ограждений , кг/(м²·ч), принимают для стен, покрытий, перекрытий чердаков и подвалов, окон в деревянных переплетах и балконных дверей = 6 кг/(м²·ч)5, таблица 12.

Требуемую кратность воздухообмена жилого

здания, ч^-1, устанавливают из расчета 3 м³/ч удаляемого воздуха на 1 м²жилых помещений и кухонь7по формуле

где –площадь жилых помещений и кухонь, м²;– коэффициент, учитывающий долю внутренних ограждающих конструкций в отапливаемом объеме здания, принимаемый равным 0,85; –отапливаемый объем здания, м³.

Приведенный(условный)инфильтрационный коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м²·С), определяют по формуле

Вт/(м²·С).

Общий коэффициент теплопередачи здания, Вт/(м²·С), определяют по формуле

= 0,544 + 0,556 = 1,1 Вт/(м²·С).

Измерение акустических характеристик компактных бетонных строительных конструкций методом ударного эха

ВВЕДЕНИЕ

Одной из основных задач испытаний бетонных строительных конструкций (БС) является толщинометрия БС, а также измерение скорости распространения акустических волн. вибрации в бетоне; это используется для оценки прочности бетона. Однако аномально высокое затухание ультразвука в бетоне не позволяет контролировать БС толщиной более 1,5 м ультразвуковыми (УЗ) методами неразрушающего контроля [1]. Поэтому для испытаний плоскопараллельных БС толщиной 1,5 м и более используют акустические методы, основанные на анализе собственных частот, — резонансный (метод вынужденных колебаний) или ударно-эхо-метод (метод свободных колебаний). В обоих случаях в бетонном изделии устанавливаются резонансные колебания, частота которых определяется толщиной изделия, ${{f}_{0}}~\sim {\text{1/}}H$ .

В связи с тем, что при контроле изделий большой толщины резонансная частота низкая, затухание акустического сигнала будет небольшим. По этой причине с помощью методов собственных частот можно контролировать ДО мощностью, достигающей нескольких метров.

В настоящее время для испытаний бетонных БС наиболее широко применяется ударно-эхо-метод [2–5], при котором с помощью специального устройства (импактора) производят кратковременное, но достаточное механическое воздействие на поверхность объекта контроля. в силе. Это воздействие инициирует в объекте контроля (ТО) свободные акустические затухающие колебания, которые регистрируются приемным преобразователем (ПТ), расположенным на небольшом расстоянии от ударника. Принятый акустический сигнал преобразуется в электрический сигнал в РТ, затем оцифровывается и поступает на устройство обработки, на выходе которого представляется во временной и частотной областях. Параметры ТО определяются амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ), где ярко выраженный максимум наблюдается на резонансной частоте ${{f}_{0}}$.

В свою очередь толщина изделия $H\sim {\text{1/}}{{f}_{0}}$ оценивается по максимуму.

Как известно, резонансные методы обеспечивают высокую точность измерений, и при малом затухании относительная погрешность измерения частоты не превышает 0,5 % [1]. Однако при использовании метода ударного эха возникает дополнительная погрешность, заключающаяся в том, что скорость акустической волны в реальных бетонных БС типа «плита» составляет примерно 96 % скорости продольной волны ${{C}_{P}}\ ), то есть реальная скорость звука в плите равна \({{C}_{{PP}}} = 0,96{{C}_{P}}$ [6]. Эта ошибка связана с геометрической дисперсией скорости звука [7]. Чтобы устранить эту ошибку, эмпирический коэффициент $\beta = 0,96$ был введен в ТО типа «плита» [6, 7]. Поэтому при контроле пластин методом ударного эха необходимо использовать значение скорости ${{C}_{{PP}}}$, которое в случае пластины определяется волной Лэмба [6],

$${{C}_{{PP}}} = 2{{f}_{0}}H = \beta {{C}_{P}},$$

(1 )

где ${{f}_{0}}$ – максимальная амплитудная частота в спектре, $H$ – толщина контролируемого изделия, $\beta $ – коэффициент, корректирующий влияние геометрическая дисперсия скорости звука, а ${{С}_{Р}}$ – скорость распространения продольных акустических колебаний в бетоне, рассчитанная для бесконечного полупространства.

В свою очередь, как известно, скорость продольной звуковой волны ${{C}_{P}}$ в изделиях с неограниченными размерами, таких как бесконечное полупространство, зависит только от свойств материал [1],

$${{C}_{P}} = \sqrt {\frac{{E(1 – \nu )}}{{\rho (1 + \nu )(1 – 2 \nu )}}} ,$$

(2)

где $E$ — модуль Юнга, $\nu $ — коэффициент Пуассона и $\rho $ — плотность.

Однако поправочный коэффициент $\beta = 0,96$ считается известным и неизменным только для так называемых протяженных изделий типа «плита», где измеренная толщина $H$ много меньше, чем другие размеры [7, 8]. Сам термин «протяженное изделие» впервые был введен в [8] для того, чтобы подчеркнуть отличие от «компактных изделий», где измеренная толщина $H$ сравнима с другими размерами. Компактные БС не испытываются традиционным методом ударного эха в реальных условиях строительства. Это связано со следующими причинами. Во-первых, невозможно однозначно определить требуемую резонансную частоту ${{f}_{0}}$ на спектре компактного изделия на фоне близко расположенных многочисленных частотных пиков, определяемых другими размерами [8].

Во-вторых, из-за сильного влияния геометрической дисперсии скорости звука в компактных ТО необходимо вычислять ее собственный коэффициент $\beta$ для каждого нового изделия [9].]. В результате метод импактного эха в настоящее время активно развивается, однако развитие в основном связано с созданием новых алгоритмов обработки полученной информации с целью устранения стационарного эффекта преобразования Фурье, с использованием оконных функций или других видов преобразований [10, 11], а также нивелирование субъективной факторной оценки результата тестирования с использованием автоматизированных систем и машинного обучения [12, 13]. Перечисленные выше проблемы испытаний малогабаритных изделий не нашли своего полного решения [9]., 14]. Именно по этой причине в данной работе поставлена задача разработать исследовательскую базу импакт-эхо метода испытаний малогабаритных изделий.

ОСОБЕННОСТИ И ПРОБЛЕМЫ ИСПЫТАНИЙ КОМПАКТНЫХ ЗДАНИЙ КОНСТРУКЦИИ МЕТОДОМ УДАРНОГО ЭХО

Преимуществом метода ударного эха является не только возможность контроля крупногабаритных БС толщиной более 1,5 м, но и простота применения, высокая производительность и относительная дешевизна метода. тестирующие устройства. Именно поэтому ударно-эхо-метод получил широкое распространение в развитых странах для испытаний бетонных БС.

Резонансная частота ${{f}_{0}}$, измеренная методом ударного эха, позволяет определить скорость акустических колебаний в реальных бетонных БС по формуле (1) при условии, что толщина известно конкретное произведение $H$. Если заранее известна скорость распространения продольной звуковой волны в бетоне ${{С}_{Р}}$, то с помощью эхо-метода легко определить толщину изделия $Н$,

$$H = \frac{{{{C}_{{PP}}}}}{{2{{f}_{0}}}} = \frac{{\beta {{C}_{ P}}}}{{2{{f}_{0}}}}.$$

(3)

При этом, как уже отмечалось, коэффициент $\beta$ постоянен только для протяженных изделий, а для компактных изделий он меняется в зависимости от ТО [9]. Резонансная частота ${{f}_{0}}$ также однозначно измеряется только для протяженных объектов. В то же время частота ${{f}_{0}}$ и поправочный коэффициент $\beta$ достаточно просто определяются моделированием в компактных ТО с известными размерами. Так, в [7] методом конечных элементов были рассчитаны резонансные частоты и значения поправочных коэффициентов для «полукомпактного» ТО, толщина и ширина которого сравнимы между собой, а длина значительно больше этих двух размеры. В [9], с помощью среды моделирования рассчитаны коэффициенты $\beta$ для более сложных по конфигурации ТО, где все три измерения сопоставимы между собой. Очевидно, что значения ${{f}_{0}}$ и $\beta $, полученные моделированием, не всегда совпадают с их значениями для реального конкретного изделия, так как моделирование не учитывает учитывать степень неоднородности структуры бетона, наличие и размер заполнителей (гравийных зерен), неровность краев изделия сложной конфигурации и другие особенности БС. Поэтому возникает необходимость создания экспериментальных методов определения резонансной частоты ${{f}_{0}}$ и скорости звука в компактных БС.

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНА РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ В КОМПАКТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

Искомая резонансная частота ${{f}_{0}}\sim {\text{1/}}H$ легко определяется методом ударного эха в протяженном изделии, тогда как в спектре компактного изделия невозможно обнаружить желаемый резонанс толщины из-за наличия большого количества частотных пиков из-за сравнимых по размерам габаритов [8]. При этом амплитуды многочисленных резонансных пиков часто сравнимы с искомой амплитудой первой моды продольной волны. Этот эффект иллюстрируется спектральными характеристиками, полученными в результате моделирования компактных плит квадратного сечения на рис. 1.

Рис. 1.

Спектральные характеристики компактных плит толщиной 30 см: (а) размеры плиты $150 \× 150 \× 30$ см ($m = 5$), толщина, резонансная частота ${ {f}_{0}} \примерно 6425$ Гц; б) размеры плиты $120\х 120\х30$ см ($m = 4$), толщина, резонансная частота ${{f}_{0}} \около 6500$ Гц; и (c) размеры плиты $90 \× 90 \× 30$ см ($m = 3$), толщина резонансной частоты ${{f}_{0}} \приблизительно 6650$ Гц.

Полноразмерное изображение

Для оценки степени различия между компактными ТО разной размерности введено понятие «фактор компактности», обозначаемое как $m$. Он определяется отношением габаритных размеров $a = b = D$ к толщине изделия $H$. Для симметричных ТО квадратного сечения, рассмотренных на рис. 1, коэффициенты $m = D{\text{/}}H$ равны 5, 4 и 3 соответственно.

На рис. 1а показан спектр плиты с размерами $150 x 150 x 30$ см, которую еще можно считать растянутой ($m = 5$). Поэтому можно однозначно определить искомую резонансную частоту ${{f}_{0}}\sim {\text{1/}}H$ по АЧХ этой пластины. С уменьшением $m$ спектральная характеристика усложняется и уже при $m = 4$ (рис. 1б) достаточно сложно однозначно определить частоту первой моды продольной волны, которую следует использовать для определить толщину компактного изделия. При $m \leqslant 3$, как видно из рис. 1в, однозначная интерпретация спектра вообще становится невозможной, а вероятность ошибки в нахождении резонансной частоты первой моды продольной волны возрастает и снижает достоверность результатов измерений. Таким образом, результаты моделирования подтверждают невозможность надежного определения требуемой частоты резонанса толщины и, тем самым, определения поправочного коэффициента $\beta$ в компактных БС с $m < 5$.

Для решения задачи однозначного определения искомой резонансной частоты ${{f}_{0}}$ в реальных конкретных компактных БС нами был предложен многоканальный мультипликативный метод (Патент РФ № 2354932), предполагающий тестирование на производиться в нескольких точках на поверхности БС с записью результатов в память измерительного прибора и последующим перемножением парциальной частотной характеристики. Поскольку пик первой моды продольной волны присутствует во всех парциальных спектрах компактных изделий и положение этого пика не меняется, а амплитуды других пиков меняются в зависимости от положения РТ на поверхности БС, умножение спектральных характеристик приводит к выделению пика нужного резонанса и к подавлению других частотных пиков.

На рис. 2 показан пример реализации мультипликативного метода определения резонансной частоты в малогабаритном ТО размерами $40 \× 40 \× 30$ см. На рис. 2а–в представлены спектральные характеристики ТО, полученные при моделировании для трех положений РТ, расположенных на поверхности модельного блока вблизи осей симметрии, а также главной диагонали. Как видно из рисунков, однозначная интерпретация спектра в случае единичного измерения невозможна, однако после перемножения этих парциальных характеристик на итоговом спектре (рис. 2г) появляется резонансный пик, соответствующий требуемой толщине компактный продукт четко записан.

Рис. 2.

Результаты моделирования мультипликативного метода испытаний компактного бетонного блока размерами $40 \× 40 \× 30$ см при различных положениях РТ (а–в), а также результат их умножения (d).

Изображение в натуральную величину

Если для регистрации экспериментальной частотной характеристики используется метод контроля ударного эха, то такой многоканальный метод называется мультипликативным методом ударного эха. Если применяется резонансный метод, то такой метод называется, соответственно, резонансно-мультипликативным.

Диаграмма, иллюстрирующая резонансно-мультипликативный метод испытаний изделий из компактного бетона с использованием четырех РТ, представлена на рис. 3. На ней также приведены спектры, полученные экспериментально при различных положениях РТ на входе умножителя, и АЧХ произведение после умножения парциальных спектров, по которым однозначно определяется искомая резонансная частота ${{f}_{0}}\sim {\text{1/}}H$.

Рис. 3.

Схема резонансно-мультипликативного метода контроля компактного объекта.

Увеличить

Особенностью и достоинством предложенного мультипликативного метода определения резонансной частоты является возможность его применения к плоскопараллельным компактным бетонным изделиям произвольной конфигурации.

МЕТОД КОРРЕЛЯЦИИ СКОРОСТИ ЗВУКА ИЗМЕРЕНИЕ В КОМПАКТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

Нахождение искомой резонансной частоты ${{f}_{0}}$ в спектре компактного изделия методом мультипликативного ударного эха частично решает задачу контроля компактных БС, так как теперь она становится можно определить скорость акустических колебаний ${{C}_{{PP}}} = 2{{f}_{0}}H$ в компактных изделиях большой толщины $H$. Это, в свою очередь, позволяет решить задачу определения прочности бетона по скорости звука (ГОСТ 17624-2012) как в процессе изготовления крупногабаритных БС из плотного бетона, так и в процессе эксплуатации строительных конструкций. конструкций с целью прогнозирования безаварийного срока службы зданий.

Однако в ряде случаев при испытании реальных компактных ЖБИ сложной конструкции и нестандартной конфигурации точность определения резонансной частоты ${{f}_{0}}$ мультипликативным методом может быть невысокой достаточно. Поэтому нами разработан другой метод экспериментального определения скорости ${{С}_{{ПП}}}$ в компактных бетонных БС сложной формы, все размеры которых известны (патент РФ № 2397487). Суть этого метода поясняется на примере испытания несимметричного бетонного блока размерами $80\х50\х30$ см. Во-первых, экспериментальная спектральная характеристика компактного бетонного блока (рис. 4а, сплошная линия) снимается одним из методов собственных частот, согласно которому достаточно сложно установить нужный резонанс на частоте ${{f}_{ 0}} \около 7500$ кГц. Затем с помощью моделирования рассчитывается АЧХ того же изделия (рис. 4а, штриховая линия) при произвольно выбранном значении расчетной скорости звука ${{C}_{{{\text{des}}}} } = 3000$ м/с, при которой расчетная АЧХ не совпадает с экспериментальной. Если значение скорости продольных колебаний ${{C}_{{{\text{des}}}}}$, взятое для расчета, соответствовало реальной скорости ${{C}_{{PP}} }$ звука в компактном изделии, то расчетная и экспериментальная АЧХ совпадали, что позволяло определить точное значение скорости распространения акустической волны ${{C}_{{PP}}}$ в компактное бетонное изделие. Поэтому на следующем этапе вычисляется набор расчетных частотных характеристик при различных значениях расчетной скорости путем масштабирования исходной расчетной характеристики по оси частот в ожидаемом диапазоне скоростей (в данном примере от 2000 до 5000 м/с). с шагом 10 м/с. Так, например, чтобы получить характеристики, соответствующие скоростям 3000, 3010, 3020 и 3030 м/с, необходимо умножить ось частот исходной характеристики на коэффициент 1, 1,0033, 1,0066 и 1,0100. , соответственно. Затем среди всех расчетных АЧХ находится расчетная характеристика, наиболее близкая к экспериментальной (рис. 4б, штриховая линия). Он используется для определения скорости звука в бетоне ${{C}_{{PP}}} \примерно 3765$ м/с.

Рис. 4.

Спектральные характеристики бетонного блока $80 \× 50 \× 30$ см: эксперимент (а, б, сплошная линия), расчет на скорость 3000 м/с ((а), пунктирная линия), расчет с наибольшей корреляцией (б, пунктирная линия). Зависимость взаимной корреляции от расчетной скорости акустических колебаний в бетонном блоке (в).

Изображение в натуральную величину

Для более точного определения степени совпадения экспериментальных и расчетных характеристик используется специальная программа для расчета коэффициента взаимной корреляции $r$ экспериментальной АЧХ и всех расчетных построены для различных значений скорости ${{C}_{{{\text{des}}}}}$. Далее определяется максимум расчетной корреляционной характеристики $r({{C}_{{{\text{des}}}}}})$, по которому находится искомая скорость продольной звуковой волны (рис. 4с). В этом компактном бетонном блоке ${{C}_{{{\text{des}}\,{\text{max}}}}} = 3765$ м/с.

Таким образом, предложенный корреляционный метод позволяет измерять скорость распространения продольной акустической волны в компактных изделиях произвольной формы. Причем измерение скорости производится во всем объеме БС, а не в какой-то конкретной области, тем более на поверхности. При этом принципиальных ограничений на максимальную толщину изделия в корреляционном методе нет. К недостаткам этого метода можно отнести то, что для измерения скорости необходимо знать все размеры испытуемого изделия и вычислять АЧХ для каждого нового компактного объекта с помощью имитационного моделирования.

КОРРЕЛЯЦИОННО-МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫЙ УДАРНО-ЭХО МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТЬ ЗВУКА В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

К сожалению, в некоторых изделиях из компактного бетона не всегда удается однозначно определить максимум на корреляционной характеристике $r({{C}_{{{\text{des}}} }})$ в связи с тем, что при моделировании не учитываются особенности структуры бетона и возможные неровности поверхности испытываемого БС. Поэтому для повышения точности измерения скорости звука в бетоне нами был предложен корреляционно-мультипликативный метод измерения скорости, использующий метод ударного эха для определения экспериментальных АЧХ, полученных в различных точках на поверхности изделия. , с рассчитанной для каждого положения датчика частной корреляционной характеристикой $r({{C}_{{{\text{des}}}}})$ и последующим умножением множества частных корреляционных зависимостей 14].

На рис. 5 показан пример испытания компактного несимметричного бетонного блока размером $40 x 30 x 15$ см, изготовленного из бетона с относительно крупным заполнителем (средний диаметр частиц гравия около 20 мм). Из-за наличия крупного наполнителя однозначно определить скорость звука в бетоне по корреляционной характеристике $r({{C}_{{{\text{des}}}}}})$ достаточно сложно . Поэтому при мониторинге этого блока использовался корреляционно-мультипликативный импакт-эхо метод измерения скорости. Для этого использовалась аппаратура Olson Instruments (рис. 5а), реализующая метод импакт-эха, и регистрировались спектральные характеристики в четырех точках на поверхности блока (рис. 5б). Для тех же точек АЧХ продукта строилась путем моделирования и кросс-корреляционных функций $r({{C}_{{{\text{des}}}}})$ между экспериментальной и расчетной рассчитаны спектральные характеристики. На рис. 6а представлены четыре зависимости $r({{C}_{{{\text{des}}}}})$ для четырех точек на поверхности испытуемого бетонного блока. Из графиков видно, что положение максимумов различается для всех корреляционных зависимостей, что позволяет определить лишь приблизительное значение скорости в продукте. Для повышения точности измерений была проведена мультипликативная обработка частных корреляционных зависимостей. Результирующая характеристика (рис. 6б) имеет один ярко выраженный максимум, однозначно определяющий значение скорости звуковой волны ${{С}_{{ПП}}}$ в бетоне ${{С}_{{ПП} }} = 3500$ м/с.

Рис. 5.

Испытание бетонного блока аппаратурой, реализующей ударно-эхо метод (а). Схема расположения ударника и РТ на поверхности блока (б).

Изображение в натуральную величину

Рис. 6.

Зависимости коэффициента взаимной корреляции расчетной и экспериментальной АЧХ от скорости акустических колебаний для четырех положений датчиков на поверхности испытуемого блока (а) и результат их умножения (б).

Увеличить

В дополнение к этому был проведен сравнительный эксперимент по измерению скорости звука в бетонном блоке размером $40\х40\х30$ см при его формировании по предложенной корреляционно-мультипликативной метод и стандартизированный (ГОСТ 17624-2012) ультразвуковой теневой метод. В этом случае с помощью корреляционно-мультипликативного метода вычисляется скорость ${{C}_{{PP}}} = \beta {{C}_{P}}$, а с помощью теневого измерения проводится в нашем случае на частоте 100 кГц определяется скорость ${{C}_{P}}$ продольной звуковой волны. Таким образом, для сравнения значений скорости, полученных разными методами, необходимо скорость ${{C}_{{PP}}}$ разделить на поправочный коэффициент $\beta $, соответствующий \ (40\х40\х30\) см блок, компенсирующий эффект геометрической дисперсии. Для данного блока $\beta \примерно 1,41$, а скорость ${{C}_{{PP}}}$ определяется волной Лэмба [9{*})\) (строка 2 графика, показанного на рис. 8). На графике также представлена зависимость, полученная в результате измерений методом сквозного зондирования или ультразвуковым теневым методом (линия 1 графика, представленного на рис. 8). Результаты измерений разными методами совпадают; это подтверждает правильность предложенного корреляционно-мультипликативного ударно-эхометода измерения скорости, позволяющего повысить точность определения прочности бетона в крупногабаритных малогабаритных строительных конструкциях.

Рис. 7.

Мультипликативно-корреляционные характеристики, полученные в разные дни в процессе формовки бетонных блоков в ходе сравнительного эксперимента.

Увеличить

Рис. 8.

Сравнение результатов определения скорости продольной звуковой волны корреляционно-мультипликативным методом ударного эха и методом сквозного зондирования.

Увеличить

ВЫВОДЫ

Ультразвуковые методы контроля не позволяют проводить измерения бетонных БС толщиной более 1,5 м из-за высокого затухания ультразвука. Для контроля таких объектов необходимо использовать акустические методы, основанные на анализе собственных частот тестируемого изделия — резонансный метод и метод ударного эха, рассматриваемые в данной статье. Основная ошибка метода ударного эха связана с геометрической дисперсией скорости звука, которая компенсируется поправочным коэффициентом $\beta$. В то же время его величина известна и постоянна только для протяженных изделий типа «плита», где измеряемая толщина значительно меньше остальных размеров. ТО с габаритами, сравнимыми между собой, называемые малогабаритными изделиями, методом ударного эха в реальных условиях строительства не испытывают. Это связано с неоднозначностью АЧХ, когда нужный резонанс толщины не может быть выделен на фоне множественных частотных пиков, а также с сильным влиянием геометрической дисперсии, из-за которой необходимо вычислять собственный коэффициент $ \beta$ для каждого нового компактного продукта.

В статье предложено несколько способов решения выявленных проблем тестирования компактных изделий. Таким образом, описанный мультипликативный метод импакт-эха позволяет экспериментально определять резонансную частоту толщины в компактных бетонных изделиях произвольной формы в производственных условиях. Разработанный корреляционный метод измерения скорости акустических колебаний позволяет решить задачу определения прочности бетона по измеренной скорости как в процессе изготовления крупногабаритных малогабаритных БС, так и в процессе эксплуатации зданий и сооружений в целях прогнозировать безаварийный срок службы. Кроме того, при необходимости можно использовать предложенный в статье корреляционно-мультипликативный метод ударного эха для измерения скорости звука.

ССЫЛКИ

Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник (Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник), Под ред. Клюева В.В., М.: Машиностроение, 2003.
Google Scholar
Гита и Правин Кумар, Оценка толщины и обнаружение трещин в бетоне с использованием метода ударного эха, Int. Рез. Дж. Инж. техн., 2018, т. 1, с. 5, стр. 2345–2348.
Google Scholar
Монтьель-Зафра, В., Канадас-Кесада, Ф., Кампос-Сунол, М.Дж., Вера-Кандеас, П. и Руиз-Рейес, Н., Мониторинг внутреннего качества декоративного камня с использованием ударного эха тестирование, Заявл. Акустика, 2019, т. 1, с. 155, стр. 180–189.
Артикул Google Scholar
Дорафшан, С. и Азари, Х., Модели глубокого обучения для оценки настила моста с использованием ударного эха, Констр. Строить. мат., 2020, вып. 263.
Coleman, Z., Schindler, A., and Jetzel, C. , Обнаружение дефектов ударного эха в железобетонных настилах мостов без накладок, J. Perform. Констр. Facil., 2021, vol. 35.
Карино, Нью-Джерси, Импакт-эхо: основы, Междунар. Симп. НК Гражданский. инж., 2015, стр. 1–18.
Сансалон М. и Стритт В.Б., Impact-Echo: неразрушающий контроль бетона и кирпичной кладки, Jersey Shore: Bullbrier Press, 1997.
Качанов В.К., Соколов И.В., Авраменко С.Л. Проблемы акустических испытаний крупногабаритных железобетонных строительных конструкций. Дж. Недестр. Тест., 2008, т. 1, с. 44, нет. 12, стр. 812–819.
Артикул Google Scholar
Качанов В.К., Соколов И.В., Федоренко С.А. Методика определения поправочного коэффициента на геометрическую дисперсию скорости звука в компактных железобетонных изделиях, Рус. Дж. Недестр. Тест., 2020, том. 56, с. 299.
Артикул КАС Google Scholar
Сюй Дж., Рен К. и Шен З., Метод анализа ударного эха на основе разложения по вариационным модам, J. Vibroeng., 2018, vol. 20, стр. 2593–2603.
Артикул Google Scholar
Ni, T. и Li, J., CEEMD на основе HHT для улучшения теста ударного эха, Дж. Тест. анализ, 2019, т. 1, с. 47.
Чоу, Х., Обнаружение аномалий бетонных объектов с помощью неразрушающего автоматического вибрационного эхо-устройства, Appl. наук, 2019, т. 1, с. 9.
Сенгупта А., Гулер С. и Шокоухи П. Интерпретация данных ударного эхосигнала для прогнозирования оценки состояния бетонных настилов мостов: подход машинного обучения, J. Bridge Eng., 2021 , том. 26.
Качанов В. К., Соколов И.В., Концов Р.В., Лебедев С.В., Федоренко С.А. Измерение скорости ультразвуковых волн в бетоне методом ударного эха, Insight Nondestr. Тест. конд. Мониторинг, 2019, том. 61, нет. 1, стр. 15–19.
Артикул Google Scholar

Ссылки на скачивание

Открытый доступ SCIRP

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

Биомедицинские и медико-биологические науки.
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение.
Информатика. и общ.
Науки о Земле и окружающей среде.
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике

Биомедицина и науки о жизни
Бизнес и экономика
Химия и материаловедение
Информатика и связь
Науки о Земле и окружающей среде
Машиностроение
Медицина и здравоохранение
Физика и математика
Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

Представление статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас

Представление статьи
Информация для авторов
Ресурсы для экспертной оценки
Открытые специальные выпуски
Заявление об открытом доступе
Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766

	Публикация бумаги WeChat

Недавно опубликованные статьи

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

клиент@scirp.

Саргорстрой

Коэффициент компактности здания формула: коэффициент компактности здания | это… Что такое коэффициент компактности здания?

Расчет теплоэнергетических параметров здания Геометрические показатели

Измерение акустических характеристик компактных бетонных строительных конструкций методом ударного эха

ВВЕДЕНИЕ

ОСОБЕННОСТИ И ПРОБЛЕМЫ ИСПЫТАНИЙ КОМПАКТНЫХ ЗДАНИЙ КОНСТРУКЦИИ МЕТОДОМ УДАРНОГО ЭХО

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТОЛЩИНА РЕЗОНАНСНОЙ ЧАСТОТЫ В КОМПАКТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

МЕТОД КОРРЕЛЯЦИИ СКОРОСТИ ЗВУКА ИЗМЕРЕНИЕ В КОМПАКТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

КОРРЕЛЯЦИОННО-МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫЙ УДАРНО-ЭХО МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТЬ ЗВУКА В СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ ИЗ ЖЕЛЕЗОБЕТОНА

ВЫВОДЫ

ССЫЛКИ

Открытый доступ SCIRP

Журналы по тематике

Публикуйте у нас

Добавить комментарий Отменить ответ