Методика проведения экспериментов
Нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте х определяется произведением vokxCw , где кх – табличное распределение скорости по высоте, зависящее от типа местности: А – открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра; В – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м; С – городские районы с застройкой зданиями высотой более 25 м.
Известны случаи достаточно близких значений частот срыва вихрей и собственных частот дымовых труб. Известен случай /62/, когда стальная труба высотой 90 м и диаметром 4,8 м попала в резонанс с частотой срыва вихрей при скорости ветра 80 км/час (22,2 м/с). В связи с сильными повреждениями трубы пришлось заменить ее верхнюю часть и установить гидравлические амортизаторы в систему растяжек.
Карты районирования территории России по климатическим условиям приведены во вкладыше к СНиП /57/.
Нормативное значение пульсационной составляющей ветровой нагрузки определяется с учетом коэффициента пульсаций давления ветра на уровне для трех типов местнбсти.
Методика проведения экспериментов. Экспериментальные работы проводят в целях регистрация вибраций конструкций сооружений и обработки виброграмм. Регистрация вибраций осуществляется с помощью беспроводного мобильного диагностического комплекса «Струна-Р»9, предназначенного для неразрушающего контроля технического состояния.
Обработка результатов измерений
Комплекс «Струна-Р» разработан и изготовлен в ООО «ЦИЭКС». Метрологическая аттестация комплекса проведена Государственным центром средств измерений. Исследования с помощью комплекса проводят в соответствии с «Методикой оценки устойчивости и сейсмостойкости зданий и сооружений способом динамических испытаний мобильным Диагностическим комплексом», утвержденной ЦНИИСК Минстроя РФ 16 декабря 1996 года, зданий, сооружений и других строительных конструкций, включая определение их реальной сейсмостойкости.
Углубленную диагностику физического состояния футеровки внутри промышленных дымовых труб без остановки технологического процесса проводят с применением сканирующего аппарата «Сканлайнер»10. Обработкой записей вибраций конструкции определяют: частоты собственных колебаний по основным формам; логарифмические декременты собственных колебаний; распределения амплитуд поперечных колебаний по высоте сооружения.
Экспериментальные исследования, включая обработку результатов измерений, состоят из этапов: получение откликов сооружения на динамическую нагрузку в виде акселерограмм; переход из временной области в частотную с помощью аппарата быстрого преобразования Фурье (БПФ); коррекция экспериментальных данных с учетом ветрового спектра; определение преобладающих частот собственных колебаний и жесткостных характеристик сечений; сравнение этих данных с проектными и установление физического износа объекта, а для сейсмических районов – оценка остаточного ресурса сейсмостойкости.
Количество анализируемых форм колебаний
Для протяженных объектов типа дымовых и вентиляционных труб, как правило, используются записи колебаний, вызванных ветровыми нагрузками. Практически в указанных условиях происходит возбуждение всех форм собственных колебаний сооружения.
В экспериментах производится регистрация акселерограмм, т.е. изменений со временем ускорений различных точек объекта, а также (при возможности) синхронно – скоростного напора ветра.
Простейшая схема измерений представляет вертикальный и горизонтальный створы, при этом точки измерения могут быть "прорежены" (через одну точку измерения в каждом створе). Более детальные схемы измерения могут включать, например, один полный вертикальный створ и один или два "прореженных", а также полный или "прореженный" горизонтальный створ. При "прореживании" вертикального створа рекомендуется в нижней части объекта оставлять все точки измерения.
Число точек измерения зависит от количества анализируемых форм колебаний, требуемой детальности построения эпюр и предварительной информации о поврежденности конструкции. При ограниченном количестве акселерометров возможна их поочередная перестановка в различные точки измерения. При этом в различных расстановках акселерометров должна быть, по крайней мере, одна общая точка измерения, используемая для нормирования амплитуд колебаний при построении эпюр по нескольким расстановкам датчиков.
В состав комплекса «Струна-Р» входят: автомобиль ГАЗ-2700500 (фургон); портативная ЭВМ типа " Pentium "; трехкомпонентные высокочувствительные датчики вибрации (до 10 штук); аналогово-цифровой преобразователь на 32 канала; пакет программ для обработки сигналов и расчета динамических характеристик и сейсмостойкости сооружения.
