Metode experimentale în ingineria structurală

Necesitatea incercarilor nedistructive

Incercarile nedistructive pe elementele de constructii apar atunci cand exista dubii in legatura cu rezistenta la compresiune a betonului,de punerea in opera,de respectarea claselor de rezistenta sau deteriorai ale betonului din diferita cause

Metoda de detectare a avariilor structurale prin metode dinamice

Masurarea vibratiilor este necesara la structuri mari deoarece nu necesita prezenta specialistului la constructie

Una dintre consecintele unei avarii structurale,spre exemplu fisura il reprezinta variatia rigiditatii locale a elementului

Comparand variatiile, determinate experimental, a modurilor de vibratie, cu modelele de vibratie prezise teoretic, se poate presupune amplasarea sau dimensiunea avariei. Aceasta metoda necesita cunoas terea teoretica a modurilor de vibratie a structurii la diferitele deteriorari, variabile ca amplasare si dimensiune. Rezultatul depinde de gradul in care modelul matematic descrie comportarea dinamica a structurii avariate si neavariate.

Exista trei metode principale de solutionare:

Metoda bazata pe raportul dintre variatiile mici ale frecventelor naturale masurate si variatiile determinate teoretic. Este utila la determinarea amplasarii deteriorarilor, dar nu da precizari asupra marimii lor;

Metoda elementelor finite, care porneste de la frecventele proprii determinate experimental. Matricea rigiditatii este data ca o functie a dimensiunii si amplasarii defectului. Scaderea cea mai accentuata a rigiditatii, comparata cu rigiditatea structurii intacte, da cea mai probabila amplasare a defectului;

Metoda retelelor ,,neuronale" - artificiale, in care parametrii unui model structural aprioric (masa, rigiditate, amortizare) sunt ajustati pentru a minimiza diferenta dintre valorile date de predictia analitica si valorile masu rate experimental. Metoda retetelor neuronale artificiale cea mai utilizata pentru determinarea avariilor este MLP (multilayered perception). Este un sistem de modelare matematica in trepte, pentru simularea comportarii reale, din punct de vedere dinamic a structurii, inclusiv pre zenta avariilor, ca marime si amplasare, prin confruntarea treptata cu compor-tarea constatata experimental.

Metode nedistructive

Utilizarea metodelor nedistructive face posibila atat detectarea si localizarea defectelor, cat si eva luarea starii materialelor de constructii.

Problemele care apar la diagnosticarea constructiilor au facut necesara dezvoltarea unor metode eficiente, usor de aplicat si care sa fie capabile sa ofere date cat mai complete asupra modificarilor aparute in structura materialelor, fara a influenta starea elementelor de constructie sau a materialelor.

Tehnicile de investigare nedistructive au ca scop evaluarea caracteristicilor materialelor, astfel incat sa se poata detecta tipurile de deteriorari structurale si amplasarea lor.

In afara metodelor nedistructive cunoscute (in special ultrasonice), se lucreaza la aplicarea unor metode nedistructive noi, bazate pe tehnici moderne cu dezvoltare mare in alte domenii, dar care au gasit aplicatii interesante si in domeniul masurarilor in constructii. Este vorba de metode bazate pe propagarea semnalelor in materialele de constructii.

Metoda ultrasonica de impuls

Este cea mai utilizata, beneficiind de dezvoltarea si perfectionarea aparaturii de masura si de un volum mare de date experimentale, ceea ce permite o buna cunoastere a modului de aplicare, a avantajelor si limitelor ei.

Determinarea zonelor degradate se bazeaza pe modul de propagare diferit al ultrasunetelor in mediu solid si in aer. Se masoara timpul de propagare intre traductorul emitator si cel receptor, prin transmisie directa sau pe diagonala, prin comparatie intre zonele presupuse fisurate si zonele nefisurate. Timpul de propagare creste in zonele degradate, datorita modului de propagare din cauza ultrasunetelor, care ocolesc fisurile si microfisurile.

Avantajele metodei sunt:

- permite stabilirea existentei zonelor cu degradari (respectiv fisuri) si localizarea lor;

- D. Georgescu, ,,Aspecte privind durabilitatea constructiilor din beton armat"

- A. Popescu, ,,Biodeteriorarea constructiilor"

- P. Popescu, ,,Metodologii si tehnici experimentale in studiul starii de eforturi si deformatii ale elementelor si structurilor din beton armat"

- S. Tologea, ,,Probleme privind patologia si terapeutica constructiilor"

- P. Popescu, ,,Degradarea constructiilor"

- www.revistaconstructiilor.eu

- C26-85-NORMATIV PRIVIND INCERCAREA NEDISTRUCTIVA A ELEMENTLOR DE CONSTRUCTII