[rybin74]

Собственно вопрос в теме заголовка, уже несколько лет не утихают споры по поводу этого метода определения остаточной жесткости сооружения и я слышал мнения как сторонников так и противников этого веяния. Принцип метода прост: устанавливаются на конструкцию высокоточные вибродатчики, через которые определяют частоты и периоды собственных колебаний конструкции и её частей. Если части конструкции имеют различные частоты собственных колебаний, значит имеется нарушение жесткости узлов сопряжения, если нет то теоретически подсчитываем частоту собственных колебаний для данной конструкции и сравниваем с фактической, если частота серьёзно отличается, значит есть повод для бесспокойства. Вот хочется обсудить с участниками форума плюсы и минусы этой методики, её подводные камни и вообще её жизнеспособность, хотя это похоже доказало само время.
ПС: вот еще статейка для ястности.

[jb77]

Я тоже про это слышал. Но возможно ли теоретически подсчитать частоту собственных колебаний существующей конструкции или сооружения, тем более с высокой точностью? Лично я сомневаюсь. Конечно, если речь идет о железобетонных конструкциях. Известно, что на изменение этого параметра влияют и условия закрепления, как вы сами отметили, и характеристики бетона (модуль деформации, возраст с момента загружения и возраст бетона), условия сцепления арматуры с бетоном и многое другое. Т.е. в процессе эксплуатации конструкций происходит изменение характеристик материала, соотвественно изменение жесткости в координатах пространства и времени. Насколько мне известно, чтобы точно уловить эти изменения, требуется проводить параллельные эксперименты на образцах, изготавливаемых вместе с исследуемой конструкцией. Как это применить к инженерным расчетам сооружений, единого мнения нет даже среди ученых.

[rybin74]

Вот про эти споры среди ученых я и говорю, но уже сейчас этот метод довольно широко используется в определенных сферах, читал даже что в Ю.Осетии эти комплексы использовали, дак вот сами разработчики данного агрегата преподносят это как самый передовой метод, забывая естесственно упомянуть про несогласных, получается пока обладатели данной методики имеют преимущество в глазах потенциальных заказчиков, перед блюстителями традиционных методов в обследовании. В общем-то хочется услышать мнение специалистов по динамическим расчетам конструкций по поводу применимости данного метода для широкого круга конструкций, и вообще как согласуется теория колебаний с этой методикой, какие могут быть подводные камни!

[jb77]

Понимаете в чем дело, чтобы дать заключение о техническом состоянии какой то конструкции на основе исследования ее динамических характеристик, об остаточном ресурсе этой конструкции, надо знать ее первоначальные характеристики до начала повреждений. Именно об этом я пытался сказать выше. Т.е. требуется ее эталон, чего практически осуществить в реальных масштабах нельзя. Мне приходилось сталкиваться с вопросами остаточного ресурса железобетонных конструкций, об этом знаю не понаслышке. А что касается исследования влияния повреждений конструкций (они бывают силовые и средовые) на изменение динамических характеристик, то данный вопрос в науке вообще не исследован.
Приблизится к теоретическому определению динамических характеристик существующей конструкции, на мой взгляд, можно только в первом приближении, взяв из нее керны и определив характеристики бетона, степень повреждения его и т.п. С другой стороны откуда брать эти керны? Например, из середины пролета (в сжатой или растянутой зоне), у опоры или в др. местах, если рассматривать балочную конструкцию. Одним словом вопросов много.
Я почитал приложенную вами статью. Там описывается какую хорошую установку удалось создать авторам, чтобы исследовать динамические характеристики конструкций, но ничего не говорится о том, с чем они собираются сопоставлять полученные экспериментально данные. Тогда вопрос, где же истина и каков же все таки реальный ресурс конструкции.
Подобное (описанному в статье) я встречал в литературе, но это касалось отдельных конструкций, которые не смонтированы, а находятся на строительном полигоне (плиты, балки и т.п.). По резонанасной частоте колебаний определялось качество той или иной конструкции, но при этом имелась возможность сравнения с эталоном. А как быть с конструкциями, которые под нагрузкой? Здесь множество неопределенностей.

[kruz]

Действительно, я уже где-то с 94-96 гг сталкиваюсь с этим методом (в питере его в основном подвигают военные) и споры идут и идут. А они возникают от того, что это применимо только в узких рамках, а мы распространяем на целые здания. Поэтому и идут отрицательные эмоции. Пришли какие-то люди померили что-то, написали что все хреново, а дом как стоял 40 так и после замеров простоял лет10 . дак и выдержал без всяких усилений осадки в 30 мм (когда рядом строили). И таких примеров по Питеру много. Поэтому и отношение к этим методам как к шаманству.

[vkolt]

Совершенно согласен с jb77. Слишком много неизвестных в таких задачах получается. Работой по измерению собственных частот конструкций занимался. Потом считали собственные частоты в Ансисе. Плюс минус 1-2 Гц. частоты сходятся для простых конструкций (что на мой взгляд даёт только приблизительный результат). А если рассматривать всё здание? У него же куча форм колебаний и собственных частот. Факторов очень много. Ведь даже грунт имеет собственные частоты и рассматривать можно только систему здание грунт. А это уже геология. И возникает вопрос зачем нужно такое обследование?
Но кое-где и этот метод может пригодиться. В частности через измерение собственных частот мы определяли длинну и сплошность свай подпорной стенки.

[rybin74]

Именно, систему грунт-здание они и рассматривают, приборчик Лакколит, называется, именно собственные частоты грунта там тоже определяются, а для зданий почему-то определяют только первые три формы колебаний, а по остальным не проверяют.
ПС: а 1-2 Гц, для каких конструкций?

[vkolt]

1-2 Гц. мы получали для плиты перекрытия. Т.е. собственная частота по результатам измерений была 21 Гц. расчет давал 22. В целом всё относительно не плохо. Но вопрос в том что это плита была в здании и абсолютно целая. А как поведёт себя конструкция с дефектом? Попытки смоделировать различные дефекты говорили о том что при не больших дефектах отклонения собственных частот как раз и укладывались в 1-2 Гц. Как оценить остаточный ресурс при этом, вообще ума не приложу. Но может они чего уже и придумали...
А вот длинну свай оченить получилось довольно точно. Правда и там у нас неожиданно на ряде свай пошёл серьёзный высокочастотный резонанс. благо не изчез основной, что говорила о том что длинна свай нормальная, а причина в другом. Разобрались. Когда вскрыли котлован всё подтвердилось.

[rybin74]

вот это уже интересно, тоже был опыт использования подобного прибора, Струна-3, надо сказать приборчик не из дешевых 4 млн. комплект с датчиками, блоком коммутации и ноутбуком со спецсофтом, но дело не в этом, использовали его при обследовании трех тупепроводов, читай мостов из сборных железобетонных балок с предварительно напряженной арматурой из каната, короче прицепили датчики, сняли частоты, потом небольшое дин. воздействие смоделировали, сняли показания, потом всё это сохранили, потом отправили в москву разработчикам методики графики, они их расшифровали и выдали ответ, вот мне бы хотелось самому разобраться как там что расшифровывали, чтобы впредь обойтись без разработчиков. Мне бы методику описать поподробней. думал кто на форуме сталкивался с ней, формулы, графики зависимостей и т.д.

[СергейД]

думаю, нужно организовать немного по другому.
1. замерить отклики при ветре. определить реальные частоты как пики спектрального разложения
2. составить расчетную модель МКЭ
3. скорректировать модель до воспроизведения низших реальных форм и частот.
это применяемый напрмиер, в турбиностроении, подход. МЕтодика именуется "идентификацией".
4. контролировать периодически реальные частоты.

к сожалению, "стандартный" мониторинг перемщений (ускорений) не отслеживает ситуацию, когда в дефектной уже конструкции при малом ветре будут непропорционально большие, но все же допустимые ускорения.
(согласитесь, контролировать отклик, не зная нагрузки= нонсенс...)

далее, мое предложение (занимаюсь вычислительной ветровой аэродинамикой и знаю, что все следующее сделать вполне реально).
5. замерить одновременно ветер (скорость как функцию времени) и перемещения несколких точек сооружения
6. провести аэродинамический расчет на указанный ветер. приложить нагрузки к модели п.2
проверить (или добиться) воспроизведения реальных перемещений п.5
7. провести серию расчетов для получения передаточных функций, связывающих реальный ветер и расчетные перемещения и ускорения для "идеальной" модели.
8. при заметном несовпадении перемещений по расчету и по замеру можно подозревать появление дефектов.
где-то так.

[rybin74]

Уважаемый СергейД, предложенная вами методика, как мне кажется, применима только к вновь построенным сооружениям при проведении их мониторинга, потому как частоты собственных колебаний дефектной и исправной конструкции будут различными, а оценить влияние дефектов на них пока не реально, нужно замерять частоты до появления дефектов и после их появления, но это не возможно, кроме очень редких случаем мониторинга. Задача же состоит в экспериментальном определении частот собственных колебаний, через амплитуды думаю можно посчитать и ускорения отлельных узлов, но это не является конечной целью, потому как сравнивать с расчетными частотами или ускорениями бессмыссленно по причинам описанным jb77 в посте №2, вы предлагаете подогнать расчетную модель под экспериментальные характеристики??? если да, то смысл дальнейших измерений сохраняется только при проведении мониторинга, к тому же какие значения частот считать критическими при этом? Те которые получены из расчета??? это маловероятно.
ПС: все-таки кажется что методику можно доработать, жизнеспособность можно доказать только одним детским примером: фарфоровая чашка звенит по разному если она целая или имеет трещину, думаю для железобетона это тоже применимо.

[kruz]

Сообщение от rybin74 ПС: все-таки кажется что методику можно доработать, жизнеспособность можно доказать только одним детским примером: фарфоровая чашка звенит по разному если она целая или имеет трещину, думаю для железобетона это тоже применимо.

А еще про чашку и здание. Как прошла трещина также влияет на звон. А еще полная чашка или пустая...
Это я к тому, что оказалось при измерениях вибрации стен и перекрытий влияние оказывает и какя отделка стен и какое покрытие пола. Поэтому отклик конструкции будет отличаться в зависимости от отделки. А тут и собака порылась для применения этого метода в гражданском стрительстве... то ли вы это изменение в колебаниях трактуете как дефект, то ли вы начинаете вскрытать и смотреть, а что там за слои (а в каждой комнате своя отделка). А если вы начинаете вскрывать, то тогда вопрос, а зачем мы используем этот метод позиционируя его как неразрушающий?

[rybin74]

на самом деле здание как комплекс никто "смотреть" не будет, поскольку как правильно замечено выше, у него много составных частей и собственных форм, и соотвественно частот, если и проводить исследование, то какой-нибудь самой нагруженной или опасной его части или конструкции, а остальное охватить дедовскими методами. А для пром здания такие части очевидны, там минимум отделки, если вообще она есть, и возможностей изучать его намного больше. Так что объектов для изучения хватает, нам бы с методикой разобраться детально, ато пока только вопросы без ответов.

[jb77]

Мне кажется, что если такая методика кем то и разработана, конечно отрицательные стороны ее нам ясны, то вряд ли тот человек подробно выложит ее на форуме, они же этим зарабатывают деньги, а вы собираетесь у них хлеб отнять.
Я тут что то подобное припоминаю. В ЦНИИСе занимались подобной работой: Вибродиагностика пролетных строений малых и средних автодорожных мостов. Описывалась методика в журналах "Транспортное строительство", по моему, за 2001, 2002 годы. Посмотрите, может заинтересует, или к ним обратитесь.

[rybin74]

Сообщение от jb77 В ЦНИИСе занимались подобной работой: Вибродиагностика пролетных строений малых и средних автодорожных мостов. Описывалась методика в журналах "Транспортное строительство", по моему, за 2001, 2002 годы. Посмотрите, может заинтересует, или к ним обратитесь.

Спасибо вам за подсказку просматривая ссылки по этой теме нашел целый документ, думаю там всё расписано вполне понятно, остается только применять на практике.

[vkolt]

Хорошая книга (методичка или как это назвать). Но всё таки считаю что метод хорош именно для мониторинга. Ибо корректно смоделировать всё дефекты уже сушествующего повреждённого моста задача архисложная. Но в тоже время должен признать, что к обследованию мостов эта методика подходит гораздо больше чем к зданиям и имеет право на жизнь.
P.S. Занимался вибродиагностикой на шумах (до есть без специальных возбудителей). И могу сказать что собственные частоты первой, второй форм колебаний видны довольно чётко. Жаль диссертацию так и не дописал на эту тему.

Кстати есть ещё одна проблема. Одной из первых моих работ была оценка влияния вибрации от забиваемых неподолёку (метров 150) свай на здание. Дело было в том, что жильцы стали жаловаться, мол вибрация вы наши здания так все порушите... Померили и возник вопрос с чем результаты сравнивать! Нормативной базы по допустимой вибрации на конструкции нет! Какой уровень перемешений (ускорений) вреден , какой нет? Нашли Санпин по вибрации. Оказалось что наши ускорения укладываются даже в этот санпин. Даже проезжающий радом гружёный камаз давал "большую" вибрацию. А самый пик ускорений был когда рядом с датчиком девушка на каблуках прошла Но там частоты другие да и распространяются недалеко. Вообщем сваи таки забили все дома стоят преспокойно, а все проблемы с жильцами я связываю с шумом от копра. Уж больно он громко забивает, психология, да и стёкла наверно от этого подрагивали.

[Sid Barret]

спасибо за информацию.

[rybin74]

Согласен что для мостов это наиболее применимо, однако вы видимо не совсем внимательно читали методику, совсем не обязательно моделить все дефекты, главное грамотно подогнать расчетную частоту под экспериментальную, только тут вот проблемка, под какую форму колебаний подгонять....логично предположить что под первую, а если при этом расхождение будет с частотой по второй форме, по третьей....????...далее в методике рекомендуется использовать ANSYS, NASTRAN, COSMOS и др. "дорогие" комплексы, интересно лира подойдет???
вообще-то я слабо себе представляю более трех форм колебаний для балочного моста.....стоит ли "искать" остальные формы.....???

[vyacheslav]

Останкинская башня с момента своей постройки в 1967г наблюдалась лабораторией динамики ЦНИИСК на предмет изменения собственных частот в случае возникновения трещин в стволе.

[Антон 1970]

Полный бред