Detekcja stanu zakotwienia pręta za pomocą fal sprężystych

• Autorzy: Rucka M. , Zima B.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rb.2014.18

Warianty tytułu

EN

Detection of rebar anchorage length using elastic wave propagation

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań eksperymentalnych i obliczeń numerycznych mających na celu określenie możliwości oceny stanu zakotwienia pręta stalowego w materiale kompozytowym typu zaprawa. Badanym obiektem był pręt stalowy osadzony w zaprawie o kształcie prostopadłościanu. Analizie poddano pręt stalowy otoczony zaprawą na trzech różnych długościach oraz pręt stalowy swobodny. W jednym z modeli na pewnym odcinku dokonano uszkodzenia w postaci braku współpracy między zaprawą a stalowym prętem. Do detekcji stanu zakotwienia wykorzystano zjawisko propagacji fal sprężystych. W przeprowadzonych badaniach eksperymentalnych fala została wzbudzona za pomocą wzbudnika piezoelektrycznego przymocowanego do jednego z końców pręta stalowego, natomiast odpowiedź układu została zarejestrowana bezstykowo za pomocą wibrometru laserowego. Jako wzbudzenie zastosowano ultradźwiękową paczkę falową modulowaną oknem Hanninga. Obliczenia numeryczne propagacji fal przeprowadzono metodą elementów skończonych w środowisku Abaqus/Explicit z zastosowaniem elementów bryłowych. W wyniku obliczeń wykazano zmianę charakteru zarejestrowanego sygnału propagującej fali wraz ze zmianą modułu sprężystości zaprawy. Zjawisko wycieku fali do otaczającej bryły zaprawy zwiększało intensywność wraz ze wzrostem wartości modułu sprężystości zaprawy. Identyfikację długości zakotwienia pręta przeprowadzono na podstawie analizy czasów odbić w zarejestrowanych sygnałach fali ultradźwiękowej oraz prędkości jej propagacji.

EN

The article presents results of experimental and numerical studies aimed to evaluate the possibility of condition assessment of a steel rod anchored in mortar. The tests were performed for the steel rod embedded in mortar of different lengths. One of the experimental models has been deliberately damaged by removing the part of mortar from a section of the rod. To detect the condition state of anchorage, the phenomenon of propagation of elastic waves was used. Identification of anchorage length as well as damage detection in mortar was made based on analysis of reflections in the registered wave propagating signals.

Słowa kluczowe

PL

fala sprężysta; propagacja; pręt stalowy; długość zakotwienia; diagnostyka nieniszcząca

EN

elastic wave; propagation; steel rod; anchorage length; non-destructive diagnostics

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture
• Rocznik: 2014
• Tom: z. 61, nr 1
• Strony: 257--267
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il.

Twórcy

autor

Rucka M.

• Politechnika Gdańska

autor

Zima B.

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Gołaski L., Goszczyńska B., Świt G., Trąmpczyński W.: System for the global monitoring and evaluation of damage processes developing within concrete structure under service load. The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, vol. 7(4), 2012, pp. 237-245.
• [2] Hoła J., Schabowicz K.: State-of-the-art non-destructive methods for diagnostic testing of building structures – anticipated development trends. Archives of Civil and Mechanical Engineering, vol. 10(3), 2010, pp. 5-18.
• [3] Degala S., Rizzo P., Ramanathan K., Harries K.A.: Acoustic emission monitoring of CFRP reinforced slabs. Construction and Building Materials, vol. 23, 2009, pp. 2016-2026.
• [4] Jurek M., Nazarko P., Ziemiański L.: Nieniszczące badania konstrukcji: wykrywanie zmian w elementach konstrukcji z wykorzystaniem zjawiska fal sprężystych. Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej, nr 243, 2007, s. 67-87.
• [5] Rucka M.: Diagnostyka konstrukcji ramowych i płytowych za pomocą fal sprężystych. 56 Konferencja Naukowa Komitetu Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN oraz Komitetu Nauki PZITB. Problemy Naukowo-Badawcze Budownictwa, Wydaw. Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2010, s. 851-858.
• [6] Ervin B.L., Kuchma D.A., Bernhard J.T., Reis H.: Monitoring corrosion of rebar embedded in mortar using high-frequency guided ultrasonic waves. Journal of Engineering Mechanics, vol. 135, 2009, pp. 9-18.
• [7] Lu Y., Li J., Ye L., Wang D.: Guided waves for damage detection in rebarreinforced concrete beams. Construction and Building Materials, vol. 47, 2013, pp. 370-378.
• [8] Na W-B., Kundu T., Ehsani M.R.: Lamb waves for detecting delamination between steel bars and concrete. Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, vol. 18, 2003, pp. 58-63.
• [9] Rucka M.: Przyczynek do diagnostyki kotew skalnych za pomocą fal sprężystych. Budownictwo i Architektura, nr 12(1), 2013, s. 227-234.