PL230522B1

PL230522B1 - Sposob monitorowania obciazenia zmiennego konstrukcji dachu

Info

Publication number: PL230522B1
Application number: PL419218A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Pióro; Zbigniew Pioro; Edward Antoszkiewicz; Marcin Osiniak; Stanisław Wierzbicki; Stanislaw Wierzbicki
Original assignee: Wisene Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2016-10-21
Publication date: 2018-11-30
Also published as: PL419218A1; EP3312555B1; EP3312555A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób monitorowania obciążenia zmiennego konstrukcji dachu, przykładowo obciążenia wywołanego zalegającą pokrywą śniegową. Sposób może być wykorzystany w systemach do monitorowania stopnia wykorzystania nośności (stopnia zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania) konstrukcji dachów obiektów budowlanych, zwłaszcza obiektów wielkopowierzchniowych.

Monitorowanie konstrukcji obiektów budowlanych, w szczególności elementów konstrukcji dachów, służy poprawie bezpieczeństwa ich użytkowania. Podstawowa grupa metod, wykorzystywanych w tym celu, obejmuje metody monitorowania zmian położenia elementów konstrukcyjnych obiektów budowlanych wykorzystujące urządzenia optyczne.

W polskim opisie zgłoszeniowym P.381578 przedstawiono sposób polegający na kierowaniu promienia świetlnego poniżej belek konstrukcji dachowej. Ugięcie się co najmniej jednej belki ze specjalną przesłoną ponad dopuszczalną założoną wartość powoduje, że przerywa się przebieg wiązki światła i włącza się alarm dźwiękowy i wizualny.

W opisie patentowym PL183116 ujawniono sposób pomiaru skręcania i ugięcia belki w układach statycznych i dynamicznych, polegający na tym, że mocuje się co najmniej jedno lusterko na elemencie badanym, na które kieruje się strumień światła laserowego, który po odbiciu odczytuje się na ekranie.

Zgłaszający niniejsze rozwiązanie opracował technologię ujawnioną w polskim zgłoszeniu patentowym P.393402 dotyczącą sposobu monitorowania składowej pionowej przemieszczenia i składowej pionowej ugięcia elementów konstrukcji obiektów budowlanych wykorzystującą pomiary wykonywane dalmierzami laserowymi. Pomiary odległości są wykonywane w odniesieniu do elementów stałych, takich jak posadzka.

W opisie patentowym FI118701B ujawniono sposób monitorowania obciążenia konstrukcji dachu z zastosowaniem inklinometrów, tj. przyrządów mierzących kąt odchylenia prostej (określonej przez położenie osi czułości inklinometru) od płaszczyzny prostopadłej do siły grawitacji, przy czym są one umieszczane na elementach konstrukcyjnych budynków w swobodny sposób, np. po jednej stronie konstrukcji dachu czy budynku. Ograniczeniem takiego systemu jest możliwość wystąpienia dużych błędów pomiaru w przypadku niesymetrycznego obciążenia konstrukcji dachu.

Znane sposoby monitorowania ugięcia elementów konstrukcji za pomocą dalmierzy laserowych mogą napotykać na trudności, kiedy temperatura otoczenia jest zbyt niska lub zbyt wysoka, kiedy podłoże jest nierówne i zabrudzone lub kiedy monitorowane obiekty cechuje wysokie zapylenie, co ma miejsce np. w przemyśle drzewnym.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu monitorowania obciążenia konstrukcji dachu budynku, którego zadaniem jest wiarygodne określanie stopnia zagrożenia bezpieczeństwa jej użytkowania wywołanego przejściowymi czynnikami zewnętrznymi, np. atmosferycznymi. Przy tym, sposób powinien być niewrażliwy na niesymetrię obciążenia konstrukcji dachu oraz trudne warunki środowiskowe, takie jak bardzo niskie temperatury (<0°C), szronienie, bardzo wysokie temperatury (>50°C), dużą wilgotność, duże zapylenie, zanieczyszczenie podłoża (np. w nieobudowanych wiatach - śnieg, błoto), itp.

Przedmiotem wynalazku jest sposób monitorowania obciążenia zmiennego konstrukcji dachu, szczególnie obciążenia śniegiem, obejmujący pomiary ugięć wybranych elementów i/lub ustrojów konstrukcyjnych za pomocą inklinometrów, charakteryzujący się tym, że dla co najmniej jednego wybranego elementu lub ustroju konstrukcyjnego, korzystnie reprezentatywnego dla poziomu wykorzystania nośności konstrukcji dachu pod obciążeniem zmiennym, w dwóch jego punktach, pierwszym i drugim, dokonuje się pomiarów kątów ai i a2 obrotu jego przekrojów poprzecznych, wywołanego przez obciążenie zmienne, za pomocą dwóch inklinometrów, pierwszego i drugiego, które mocuje się na rzeczonym elemencie/ustroju we wspomnianych dwóch punktach, symetrycznie względem jego poprzecznej osi symetrii, a następnie oblicza się sumę a_madd wartości absolutnych kątów a2 i ai zgodnie ze wzorem amadd = |a2| + |ai|, odzwierciedlającą średnią wartość obciążenia zmiennego rzeczonego elementu lub ustroju, i wskazującą poziom wykorzystania jego nośności.

Korzystnie pomiary inklinometrami wykonuje się okresowo i/lub synchronicznie.

Wyniki pomiarów wykonanych sposobem według wynalazku stanowią wartości bazowe do dalszych obliczeń, w których przetwarza się zarejestrowane wartości w celu określania stopnia zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania konstrukcji. Poniżej przedstawiono przykładowe sposoby wykorzystania danych uzyskanych sposobem według wynalazku.

Wykorzystanie nośności każdego z wybranych elementów i ustrojów konstrukcyjnych może być opisane współczynnikiem wykorzystania nośności wwn tego elementu lub ustroju, który przyjmuje się

PL 230 522 B1 jako równy względnemu obciążeniu średniemu wos tego elementu/ustroju, wyznaczanemu przez podzielenie obliczonej dla tego elementu/ustroju wartości amadd przez jej wartość dopuszczalną (amadd)dop, przy czym wwn = wos = 0 oznacza brak obciążenia zmiennego, natomiast wwn = wos =- 1 oznacza osiągnięcie dopuszczalnego obciążenia zmiennego rzeczonego elementu/ustroju.

Monitorowanie obciążenia konstrukcji dachu określające stopień zagrożenia bezpieczeństwa jej użytkowania, wykorzystujące wyniki pomiarów wykonanych sposobem według wynalazku, można realizować tak, że jako aktualne prawdopodobieństwo przeciążenia konstrukcji ppk dachu, będące wielkością analogową ciągłą z zakresu <0;1>, przyjmuje się najwyższy z wyliczonych współczynników wykorzystania nośności wwn wszystkich wybranych elementów i ustrojów konstrukcyjnych, po czym emituje się sygnał o tak określonym aktualnym prawdopodobieństwie przeciążenia konstrukcji ppk dachu.

Monitorowanie obciążenia konstrukcji dachu określające stopień zagrożenia bezpieczeństwa jej użytkowania, wykorzystujące wyniki pomiarów wykonanych sposobem według wynalazku, można również realizować tak, że jako aktualne prawdopodobieństwo przeciążenia konstrukcji ppk dachu przyjmuje się najwyższy z wyliczonych współczynników wykorzystania nośności wwn wszystkich wybranych elementów i ustrojów konstrukcyjnych, a następnie wyznaczoną w taki sposób wartość ppk porównuje się z założonymi dla niego n wartościami progowymi o następującej relacji pomiędzy wartościami: pierwsza wartość progowa < druga wartość progowa < trzecia wartość progowa < ... < n-ta wartość progowa, określając stopień zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania szbu konstrukcji, będący wielkością dyskretną przyjmującą wartości ze zbioru liczb naturalnych o zakresie równym liczbie n przyjętych wartości progowych, np. {0,...,4}, jako równy numerowi najwyższej wartości progowej z tych, których wartości są mniejsze od ppk (pierwszy stopień zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania, gdy tylko pierwsza wartość progowa jest mniejsza od ppk, drugi, gdy pierwsza i druga wartość progowa są mniejsze od ppk, trzeci, gdy pierwsza, druga i trzecia wartość progowa są mniejsze od ppk, ...; n-ty, gdy pierwsza, druga, trzecia, ... i n-ta wartość progowa są mniejsze od ppk), po czym emituje się sygnał o tak określonym aktualnym stopniu zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania szbu konstrukcji dachu.

Monitorowanie obciążenia konstrukcji dachu określające stopień zagrożenia bezpieczeństwa jej użytkowania, wykorzystujące wyniki pomiarów wykonanych sposobem według wynalazku, można ponadto realizować tak, że wyznaczony współczynnik wykorzystania nośności wwn każdego z wybranych elementów i ustrojów konstrukcyjnych porównuje się z założonymi dla tego elementu lub ustroju n wartościami progowymi współczynnika wykorzystania nośności o następującej relacji pomiędzy wartościami: pierwsza wartość progowa < druga wartość progowa < trzecia wartość progowa < ... < n-ta wartość progowa, przy czym korzystne jest, gdy przekroczenie wartości progowej o tym samym numerze w przypadku każdego z wybranych elementów i ustrojów konstrukcyjnych oznacza osiągnięcie takiego samego współczynnika wykorzystania jego nośności, określając stopień wykorzystania nośności swn danego elementu/ustroju, będący wielkością dyskretną przyjmującą wartości ze zbioru liczb naturalnych o zakresie równym liczbie n przyjętych wartości progowych, np. {0,...,4}, jako równy numerowi najwyższej wartości progowej z tych, których wartości są mniejsze od wwn (pierwszy stopień wykorzystania nośności, gdy tylko pierwsza wartość progowa jest mniejsza od wwn; drugi, gdy pierwsza i druga wartość progowa są mniejsze od wwn; trzeci, gdy pierwsza, druga i trzecia wartość progowa są mniejsze od wwn; ..., n-ty, gdy pierwsza, druga, trzecia, ... i n-ta wartość progowa są mniejsze od wwn), a następnie najwyższy z określonych stopni wykorzystania nośności swn wszystkich wybranych elementów i ustrojów konstrukcyjnych przyjmuje się jako aktualny stopień zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania szbu konstrukcji dachu, po czym emituje się sygnał o tak określonym aktualnym stopniu zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania szbu konstrukcji dachu.

Monitorowanie obciążenia konstrukcji dachu określające stopień zagrożenia bezpieczeństwa jej użytkowania, wykorzystujące wyniki pomiarów wykonanych sposobem według wynalazku, można także realizować w taki sposób, że wyznaczoną dla każdego z wybranych elementów i ustrojów konstrukcyjnych wartość amadd porównuje się z założonymi dla tego elementu lub ustroju n wartościami progowymi o następującej relacji pomiędzy nimi: pierwsza wartość progowa < druga wartość progowa < trzecia wartość progowa < ... < n-ta wartość progowa, przy czym korzystne jest, gdy przekroczenie wartości progowej o tym samym numerze w przypadku każdego z wybranych elementów/ustrojów konstrukcyjnych oznacza osiągnięcie takiego samego współczynnika wykorzystania nośności, określając stopień wykorzystania nośności swn rzeczonego elementu/ustroju jako równy numerowi najwyższej wartości progowej z tych, których wartości są mniejsze od amadd (pierwszy stopień wykorzystania nośności, gdy tylko pierwsza wartość progowa jest mniejsza od amadd; drugi, gdy pierwsza i druga wartość progowa są mniejsze od amadd; trzeci, gdy pierwsza, druga i trzecia wartość progowa są mniejsze od amadd; ...; n-ty,

PL 230 522 Β1 gdy pierwsza, druga, trzecia, ... i n-ta wartość progowa są mniejsze od a_madd), a następnie najwyższy z tak określonych stopni wykorzystania nośności swn wszystkich wybranych elementów i ustrojów konstrukcyjnych przyjmuje się jako aktualny stopień zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania szbu konstrukcji dachu, po czym emituje się sygnał o tak określonym aktualnym stopniu zagrożenia bezpieczeństwa użytkowania szbu konstrukcji dachu.

W celu dokonania pomiaru zmiany stopnia wykorzystania nośności konstrukcji wywołanej obciążeniem zmiennym można mierzyć ugięcie jej elementów pod tym obciążeniem. Wraz ze zmianami ugięcia elementu konstrukcji występują obroty jego przekrojów poprzecznych. Kąt takiego obrotu przekroju poprzecznego elementu konstrukcyjnego, zmierzony w odpowiednio dobranym miejscu, jest proporcjonalny do zmiany ugięcia tego elementu. Dla określenia stopnia wykorzystania nośności konstrukcji można więc mierzyć, w odpowiednio wybranym miejscu, kąt obrotu przekroju poprzecznego tego elementu wywołany jego ugięciem. Omawiany kąt obrotu można mierzyć inklinometrem przymocowanym do elementu konstrukcji, przy czym mocowanie powinno być sztywne, pozwalające na precyzyjne rejestrowanie zmiany stanu tego elementu konstrukcji.

Ogólna, znana zasada pomiaru ugięcia elementu konstrukcji, poprzez pomiar kąta obrotu jego przekroju poprzecznego, została zilustrowana w uproszczeniu na Fig. 1, na przykładzie belki 1 podpartej swobodnie w punktach A i B. Nieobciążona belka 1 pokazana w części górnej rysunku (część „a” rysunku) jest prosta, a jej oś podłużna 2 leży w płaszczyźnie poziomej - jest prostopadła do siły grawitacji F_g. Inklinometr 3 jest zamocowany do belki w punkcie C w taki sposób, że jego oś czułości 4 jest w tym przypadku równoległa do osi belki 2 (prostopadła do siły grawitacji). Inklinometr, mierzący zawsze kąt pomiędzy własną osią czułości a płaszczyzną prostopadłą do siły grawitacji, będzie w tym stanie wskazywał zero. Stan belki obciążonej równomiernie wzdłuż całej długości siłą o gęstości q(x) przedstawiony jest w części dolnej rysunku (w części „b” rysunku). Pod wpływem tego obciążenia belka ugina się, a pokazana na rysunku strzałka ugięcia jest równa w_max. Skutkiem ugięcia pojawia się niezerowy kąt a pomiędzy położeniem początkowym osi belki a osią czułości inklinometru. Tę wartość wskaże w tym przypadku inklinometr. Wartość tego kąta jest wprost proporcjonalna do strzałki ugięcia w_max, więc może być miarą ugięcia, a zatem może być miarą stopnia wykorzystania nośności belki. Dla belki swobodnie podpartej związek pomiędzy strzałką ugięcia i/iwa maksymalną wartością kąta obrotu a_max (występującą w punktach podparcia belki) ma postać:

^amax ~ i3,2 , (1) gdzie L jest odległością pomiędzy punktami A i B podparcia belki.

Określanie stopnia wykorzystania nośności elementu konstrukcyjnego poprzez pomiar kąta obrotu jednego przekroju poprzecznego może być obarczone nieakceptowanie dużym błędem w przypadku często występującego braku symetrii obciążenia. Rozwiązaniem tego problemu jest zastosowanie pomiaru różnicowego, czyli dokonywanie pomiaru kąta obrotu przekroju poprzecznego w dwóch różnych punktach, położonych symetrycznie względem poprzecznej osi symetrii elementu lub ustroju konstrukcyjnego (naprzeciwległe, po dwóch stronach osi symetrii).

Elementy konstrukcyjne wybrane dla dokonywania pomiaru powinny być reprezentatywne dla zachowania się konstrukcji budowlanej, co oznacza, że spełniają one istotną rolę w danej konstrukcji, np. są to główne elementy nośne, a nie elementy spełniające drugorzędne funkcje. Korzystne jest aby wybór takich istotnych elementów konstrukcyjnych na potrzeby wynalazku był konsultowany z projektantem rozpatrywanej konstrukcji lub inną osobą posiadającą odpowiednie kwalifikacje.

Sposób według wynalazku objaśniono przykładowo na rysunkach, przy czym na Fig. 1 przedstawiono poglądowo znany sposób mierzenia ugięcia elementów konstrukcyjnych poprzez pomiar kąta obrotu przekroju poprzecznego za pomocą inklinometru zamocowanego na tym elemencie, na Fig. 2 pokazano sposób według wynalazku, tj. schemat obciążenia ramowego ustroju konstrukcyjnego oraz schemat pomiarowy kątów obrotu, przy czym lncl_1 oraz lncl_2 to inklinometry mierzące odpowiednio kąty obrotu ai i «2 przekrojów poprzecznych ramy w miejscach ich zamocowania, symetrycznych względem osi symetrii ramy, a na Fig. 3 pokazano obrót całej ramy i wynikające z niego składowe mierzonych kątów obrotu przekrojów poprzecznych ustroju.

Na Fig. 2 i 3 pokazano schematycznie przykładowy ustrój konstrukcyjny w formie ramy, która może być głównym układem nośnym hal o symetrycznym dachu dwuspadowym. Układ ustawionych obok siebie kilku takich ustrojów tworzy główną konstrukcję nośną budynku. Układy nośne hal mogą też mieć inne kształty, np. kratownicy opartej na słupach, łuku lub części łuku osadzonego na pionowych

PL 230 522 B1 filarach lub opartego bezpośrednio na fundamentach. Dla osoby o odpowiednich kwalifikacjach będzie oczywiste, że możliwe jest praktyczne występowanie różnych typów konstrukcji układów nośnych, które mogą być monitorowane sposobem według wynalazku.

Inklinometry, za pomocą których dokonuje się pomiarów w sposobie według wynalazku, umieszcza się po dwa na wybranych elementach lub ustrojach, tj. na co najmniej jednym elemencie/ustroju lub na dwóch elementach/ustrojach lub większej liczbie elementów/ustrojów, albo na wszystkich elementach/ustrojach - zależnie od potrzeb wynikających ze stopnia złożoności rozpatrywanej konstrukcji. W sposobie według wynalazku układ inklinometrów na każdym elemencie/ustroju jest symetryczny względem poprzecznej osi symetrii tego elementu/ustroju. Pomiary inklinometrami na elemencie/ustroju powinny być dokonywane jako pomiary synchroniczne, czyli dokonane w tym samym czasie w obu punktach pomiarowych. Wyniki pomiarów są przetwarzane w celu uzyskania dalszych wartości pozwalających ocenić obciążenie zmienne konstrukcji dachu.

Na Fig. 2 pokazano przykładowe symetryczne zamocowanie na ustroju konstrukcyjnym dwóch inklinometrów: pierwszego lncl_1 i drugiego lncl_2 w jednakowej odległości d od poprzecznej osi symetrii 6 tego ustroju. W górnej części rysunku pokazano strzałkami obciążenie zmienne dachu, np. śniegiem, występujące na odcinku L1. Strzałkami 7 i 8 zwróconymi w dół pokazano obracanie się przekrojów poprzecznych ustroju pod wpływem obciążenia zmiennego w rejonie umocowania inklinometrów lncl_1 i lncl_2. Obroty we wskazanych dwóch miejscach (pierwszym i drugim) mają przeciwne kierunki, czyli jak pokazano na Fig. 2 - kąt pierwszy ai jest mniejszy od zera (obrót zgodny z kierunkiem obrotu wskazówek zegara), a kąt drugi a2 jest większy od zera (obrót przeciwny do kierunku obrotu wskazówek zegara). Punkty umocowania inklinometrów lncl_1 i lncl_2 zależą od rodzaju konstrukcji, rodzaju elementu/ustroju i jego rozmiaru, co oznaczono na Fig. 2 literą L (rozstaw słupów). Korzystne jest, aby inklinometry były mocowane w punktach, w których wartości bezwzględne kątów a1 i a obrotu przekrojów poprzecznych, wywołanego przez obciążenie zmienne, są możliwie duże, przykładowo bliskie maksymalnym. Takie pożądane położenie inklinometrów może być wywnioskowane z danych projektowych dla danej konstrukcji.

W Tabeli 1 zestawione są wyniki obliczeń dla przedstawionego na Fig. 2 ramowego układu konstrukcyjnego o przykładowo zdefiniowanych parametrach, dla obciążenia zmieniającego się od rozłożonego równomiernie na całej szerokości dachu (L1 = L, przypadek 1 w Tabeli 1) do zlokalizowanego na jednej połowie (L1 = L/2, przypadek 10 w Tabeli 1).

Wielkością referencyjną określającą dokładnie obciążenie przedstawionej ramy, jest maksymalna wartość momentu zginającego M_max (kolumna h w Tabeli 1) występującego w narożach ramy.

Analiza wyników obliczeń przedstawionych w Tabeli 1 pokazuje, że wartości kątów obrotu a1 (kolumna c w Tabeli 1) czy a2 (kolumna d w Tabeli 1) zachowują się zupełnie inaczej dla niesymetrycznego obciążenia (przypadki 1-11 w Tabeli 1) niż moment zginający M (kolumna i w Tabeli 1). Traktowanie ich zatem rozdzielnie jako miary obciążenia mogłoby skutkować, dla nierównomiernego obciążenia, bardzo dużymi błędami (kolumna j w Tabeli 1 dla kąta a1), zarówno zaniżając wskazywaną wartość obciążenia (kąt a1) jak i zawyżając (kąt a). Taki sposób pomiaru obciążenia stosowany jest do monitorowania konstrukcji budowlanej według stanu techniki, tj. opisu FI118701B.

Zupełnie odmiennie ma się rzecz w przypadku wykorzystania sumy wartości absolutnych kątów obrotu dwóch przekrojów poprzecznych jako wskaźnika obciążenia ramy. Stosunek wartości sumy wartości absolutnych zmierzonych kątów obrotu a1 i a przekrojów poprzecznych do maksymalnej wartości momentu zginającego jest stały, z błędem wynoszącym, dla przedstawionej ramy, mniej niż 2%, dla zmian równomierności obciążenia w zakresie szerszym niż spotykany w praktyce - od obciążenia równomiernie rozłożonego na całej szerokości dachu do zlokalizowanego tylko na jednej połowie (kolumna k w Tabeli 1). Błąd ten zwiększa się nieznacznie w miarę przybliżania położenia inklinometrów do osi symetrii ramy, przykładowo wynosząc maksymalnie 9% po zmniejszeniu odległości d do 7,75 m z 11,25 m dla danych przedstawionych w Tabeli 1.

PL 230 522 B1

Tabela 1: Zestawienie kątów obrotu, momentów zginających oraz błędów pomiaru obciążenia w ramie pokazanej na Fig. 2 (dla L = 29,5m oraz d = 11,25m) dla różnych schematów obciążenia - od równomiernie rozłożonego na całej szerokości dachu do zlokalizowanego tylko na jednej (prawej) połowie.

ΐ CM —

O θ’

ud o~

CO

-

b

CM~

O

o o

CM CD

d

0‘0

I -S

L i-o —

o o

<o o

M; UD

co aa

O co

m r< <0

O cm” 01

Ul CM

CM 00

Μ^- CO *r

T b co

c: O 0) Φ

ΐ

—

o o o

CD σ> o”

01 m 01 ©

£ o

M· co 00 o

<n b o

o b O

b Ul to d

CM O to o

CM O in ©*

01 b o

o N 5 N s <b E <u ε o e c Q> N ,«r

i 'p s i

-C

o X Ξ η CM CO

CO b-

CM co

o co

CM O M-

CD CO

oO co co

U) co

o o CM

CM ΜCM

Τ’ CD CO

I b es

σ>

o o o

u> 01 o> o

b- o

CM Ol O

to CO o

00 •o b o”

s b o

b Ul <0 ©

« © <£> O

Ul 8 O

O o

C O O «1 N 5 o

b +_ « E II i es

H—

o u 1 ϋ II ud U1 o

CM lO m o’

b(O ud o'

□> o m o’

□3 10 O

σ> o

CM Oł CO θ'

Φ co co o

10 CO CO CD

σ> b CM <D

UD V’ o

-C o § <b ξ i <ł & & ° ⁵ r CL JL,

O Ves b B

0)

o o

tf> co Φ o

o 01 o

co co r* o

r— CM CD O

b 5 o

in <o <) o*

Ul CM CO o

co CM o

01 © ©

u> ud o

™ i c ń? J I i 1

<M i----1 0 ΐ—

TJ

N bCM o'

a> b CM o

in oo CM <S

CM en CM o

b03 CM o

in 03 CM o’

5) CM o

10 co CM Ó

CD b* CM CD

co 10 CM o

<0 CM o

i U ε b i

b ε

o

o 0 II bbCM o 1

cn b CM O

<m UD CM O

b* CM CD »

CM bo

CM CD i

o o 1

σι b o o

σ> ID o. o 1

CO CM O cf 1

UD <D 1

•1 ί o 1' i C g E * 2 § J § § ś ί J u H s u 1 N .Φ B £ ,5- § 0 0 II II 0 g. £ i i

-J H fQ

_Q

O (D T“

ID 01 o

b~ 00 O

O CO o

TT bo‘

b co o

co co o

o to. o

b- 10 o

o ID O

UD cd + 10 CM o'

CL —1

(U

-

CM

co

T

m

CD

b

<D

£51

O

*

PL 230 522 B1

Zatem, w tego typu układach konstrukcyjnych, wartość sumy wartości absolutnych kątów obrotu przekrojów poprzecznych w dwóch punktach układu konstrukcyjnego, symetrycznie usytuowanych względem poprzecznej osi symetrii ustroju konstrukcyjnego, wystarczająco dokładnie dla praktyki odwzorowuje poziom obciążenia / wytężenia konstrukcji w realnym z praktycznego punktu widzenia zakresie zmian obciążeń, a więc z powodzeniem może być wykorzystywana jako miara obciążenia w systemach monitorowania obciążenia konstrukcji dachu. Podobne wartości błędów otrzymuje się również jako wynik obliczeń dla innych typów układów poprzecznych, np. belek czy kratownic.

W praktyce może wystąpić obrót monitorowanego elementu lub ustroju konstrukcyjnego jako całości, np. wskutek niesymetrycznego osiadania konstrukcji, zakłócający pomiar inklinometrami kątów obrotu przekrojów poprzecznych pochodzących od obciążenia zmiennego. W takich przypadkach inklinometry będą mierzyły sumę kątów obrotu pochodzących od obciążenia zmiennego a, odpowiednio ai oraz a2, oraz obrotu całego ustroju lub elementu konstrukcyjnego β, odpowiednio βι oraz βι. Obliczona suma wartości absolutnych kątów zmierzonych przez inklinometry w takich przypadkach nie będzie odzwierciedlała średniej wartości obciążenia zmiennego rzeczonego elementu lub ustroju. Stosując orientację osi czułości 4 inklinometrów, np. taką jak pokazana na Fig. 2, oraz obliczając sumę wartości absolutnych jako moduł różnicy kątów obrotu zmierzonych przez inklinometry eliminuje się wpływ obrotu ustroju konstrukcyjnego jako całości (Fig. 3).

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób monitorowania obciążenia zmiennego konstrukcji dachu, szczególnie obciążenia śniegiem, obejmujący pomiary ugięć wybranych elementów i/lub ustrojów konstrukcyjnych za pomocą inklinometrów, znamienny tym, że

- dla co najmniej jednego wybranego elementu lub ustroju konstrukcyjnego, korzystnie reprezentatywnego dla poziomu wykorzystania nośności konstrukcji dachu pod obciążeniem zmiennym, w dwóch jego punktach, pierwszym i drugim, dokonuje się pomiarów kątów a1 i a2 obrotu jego przekrojów poprzecznych, wywołanego przez obciążenie zmienne, za pomocą dwóch inklinometrów, pierwszego (lncl_1) i drugiego (lncl_2), które mocuje się na rzeczonym elemencie/ustroju (5) we wspomnianych dwóch punktach, symetrycznie względem jego poprzecznej osi symetrii (6), a następnie

- oblicza się sumę amadd wartości absolutnych kątów a2 i ai zgodnie ze wzorem amadd = |a2| + |a11, odzwierciedlającą średnią wartość obciążenia zmiennego rzeczonego elementu/ustroju.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiary inklinometrami wykonuje się okresowo.
3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pomiary inklinometrami wykonuje się synchronicznie.