WykryWaNie Wad W koNstrukcjach żelbetoWych - Polska Izba ...
WykryWaNie Wad W koNstrukcjach żelbetoWych - Polska Izba ...
WykryWaNie Wad W koNstrukcjach żelbetoWych - Polska Izba ...
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
technologie<br />
Rys. 9 | Schemat badanej konstrukcji<br />
Z tego powodu trudne jest zlokalizowanie wad mniejszych niż<br />
30 mm i położonych płycej niż 15 mm od powierzchni elementu.<br />
W metodzie młoteczkowej, nieco inaczej niż w przypadku metody<br />
ultradźwiękowej, analizie poddaje się głównie widmo częstotliwościowe<br />
fal odbitych na granicy ośrodków.<br />
Kiedy impedancja akustyczna ośrodka, w którym rozchodzi się<br />
fala pierwotna Z 1<br />
, jest dużo większa od impedancji drugiego<br />
ośrodka Z 2<br />
(beton–powietrze), wtedy fala zgęszczeniowa (naprężenia<br />
ściskające) ulega całkowitemu odbiciu na granicy ośrodków<br />
i zmienia fazę, stając się falą rozgęszczeniową (naprężenia<br />
rozciągające). Okres drgań w tym przypadku jest czasem potrzebnym<br />
na przebycie przez falę z prędkością C L<br />
drogi równej<br />
podwójnej grubości h 1<br />
ośrodka o impedancji Z 1<br />
(rys. 5). Częstotliwość<br />
drgań f można wyznaczyć ze wzoru<br />
CL<br />
f <br />
2h<br />
Gdy impedancja ośrodka, w którym rozchodzi się fala padająca,<br />
jest dużo mniejsza niż granica drugiego ośrodka (beton–stal),<br />
wtedy nie dochodzi do zmiany fazy fali na granicy tych ośrodków<br />
i okres drgań jest czasem potrzebnym na przejście przez falę<br />
z prędkością C L<br />
drogi równej poczwórnej grubości warstwy h 1<br />
(rys. 6). Częstotliwość drgań jest zatem równa<br />
1<br />
CL<br />
f <br />
4h<br />
Badania laboratoryjne oraz analizy z wykorzystaniem MES wykazały,<br />
że obliczoną ze wzorów (2) lub (3) częstotliwość należy<br />
skorygować ze względu na powstawanie fal okresowych związanych<br />
z pierwszą postacią drgań własnych badanych elementów.<br />
Wprowadzono współczynnik korygujący ß, którego wartość zależy<br />
od kształtu przekroju poprzecznego elementu; dla płyt ß = 0,96.<br />
Częstotliwość ƒ w przypadku elementu o wymiarze charakterystycznym<br />
równym A ostatecznie wyznacza się ze wzorów<br />
βCL<br />
f lub<br />
2A<br />
f<br />
1<br />
βCL<br />
<br />
4A<br />
(2)<br />
(3)<br />
(4)<br />
Rys. 10 | Widmo częstotliwościowe<br />
W metodzie młoteczkowej fale odbite na granicy ośrodków powracają<br />
wielokrotnie do powierzchni, na której zostały wzbudzone. Drgania<br />
powierzchni betonu rejestrowane są przez czujnik piezoelektryczny,<br />
który zamienia przemieszczenie powierzchni na prąd elektryczny<br />
o napięciu proporcjonalnym do amplitudy drgań. Sygnał analogowy<br />
zostaje przetworzony na cyfrowy. Uzyskana zależność zmiany amplitudy<br />
drgań w czasie za pomocą szybkiej transformaty Fouriera zostaje<br />
zamieniona na spektrum częstotliwościowe zawierające pewne<br />
lokalne maksima przy określonych wartościach częstotliwości, które<br />
stanowią podstawę do analizy wyników badania (rys. 7).<br />
Bardzo ważne jest poprawne określenie prędkości propagacji fal<br />
podłużnych C L<br />
. Istnieją trzy możliwości, to znaczy na podstawie<br />
bezpośredniego pomiaru prędkości czoła fali poprzez pomiar różnicy<br />
czasu, w jakim fala dociera do dwóch czujników umieszczonych<br />
w określonym rozstawie (rys. 8), na podstawie pomiaru częstotliwości<br />
odpowiedzi uzyskanego w miejscu konstrukcji wolnym<br />
od wewnętrznych defektów oraz o znanej grubości i wyznaczeniu<br />
prędkości fal ze wzoru (4) lub na drodze pomiaru bezpośredniego<br />
prędkości fali powierzchniowej Rayleigha C R<br />
w sposób pokazany<br />
na rys. 8 i wyznaczeniu prędkości C L<br />
na podstawie znanej zależności<br />
wiążącej przez liczbę Poissona obydwie te wartości.<br />
Na rys. 9 pokazano schemat badania konstrukcji stropu typu 2K,<br />
w którym na styku prefabrykowanych płyt dochodziło do powstawania<br />
poziomego zarysowania między płytą i nadbetonem. Podczas<br />
badania stropu poza rejonem zarysowania zarejestrowano<br />
maksimum amplitudy widma przy częstotliwości 10,3 kHz, co przy<br />
wcześniej wyznaczonej prędkości fali podłużnej równej 4000 m/s<br />
pozwoliło na określenie całkowitej grubości stropu równej około<br />
180 mm. Kiedy badania prowadzono w obszarze styku płyt stropowych,<br />
uzyskano spektrum częstotliwościowe pokazane na rys.<br />
10, na którym widoczne jest maksimum przy częstotliwości 32,7<br />
kHz. Korzystając ze wzoru (4), można wykazać, że fala uległa odbiciu<br />
od powietrza zawartego w rysie poziomej znajdującej w odległości<br />
około 59 mm od dolnej powierzchni stropu (por. rys. 9).<br />
Metoda młoteczkowa jest młodsza i mniej popularna od impulsowej<br />
metody ultradźwiękowej, dlatego liczba producentów aparatury<br />
badawczej jest ograniczona w zasadzie do kilku zagranicznych<br />
firm oferujących odpowiednie urządzenia. Opis urządzeń oraz ich<br />
możliwości wraz z przykładami badań zamieszczono w pracy [4].<br />
kwiecień 10 [72]<br />
51
Change language