ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ И МАТЕРИАЛЫ

  • Конструкция, которая может адаптироваться к изменяющимся условиям окружающей среды, называется SMART.
  • Этого можно достичь, используя умные материалы, такие как сплавы с памятью формы (SMA), пьезоэлектрические кристаллы, магнитореологические жидкости и т.д.
  • Умные конструкции могут заботиться о своем здоровье и противостоять природным катаклизмам.

ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЗДОРОВЬЕ КОНСТРУКЦИЙ:

  • Дифференциальная осадка
  • Землетрясения и вибрации
  • Нарушение структуры
  • Коррозия арматуры
  • Температурные напряжения
  • ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ОСЕДАНИЕ
    Сооружения, построенные на глинистых грунтах, подвержены дифференциальной осадке в основном по двум причинам:

  • Консолидация в глине происходит очень медленно
  • Глина имеет высокую степень набухания и усадки.
  • Для решения этой проблемы используются следующие традиционные методы:

  • свайный фундамент с заниженной арматурой
  • Обеспечение водонепроницаемого фартука
  • Замена слоя глины на ЦНС.
  • Разумный способ предотвращения оседания

  • Объем глины остается неизменным, если поддерживается оптимальное содержание влаги.
  • Этого можно достичь, используя принцип электроосмоса, как показано ниже.
  • ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЯ И ВИБРАЦИИ

  • Сейсмические волны или другие ударные волны могут быть разрушительными для конструкции, если она находится на резонансной частоте.
  • Они характеризуются внезапностью возникновения и силой удара.
  • Традиционные методы проектирования сейсмостойких конструкций до сих пор не доказали своей эффективности.
  • Интеллектуальный способ противостояния землетрясениям

  • Магнитно-реологическая жидкость — это «умный» материал, который превращается из жидкости в твердое тело под воздействием магнитного поля.
  • Когда эта жидкость заполняет цилиндр и подвергается воздействию переменного магнитного поля, она может действовать как демпфер для ударных волн.
  • Для обнаружения сейсмических волн используется ультразвуковое устройство. Они преобразуются в переменный ток и передаются на демпферы.
  • Превращение твердого тела в жидкость происходит на частоте, соответствующей частоте сейсмической волны.
  • Сейсмическая волна разрушительно интерферирует, и здание предохраняется от удара.
  • Подсчитано, что демпфер весом 200 кг может противостоять силе в 20000 Н силы.
  • На здании устанавливается множество таких демпферов, как показано на рисунке.
  • СТРУКТУРНЫЙ ДИСТРЕСС
    Структурные нарушения возникают в основном из-за:

  • неправильного анализа и проектирования
  • непредвиденные условия нагрузки
  • Серьезные нарушения могут даже привести к разрушению конструкции. Традиционный способ преодоления этой проблемы — обеспечение коэффициента безопасности.
    Динамическое решение проблемы структурного разрушения

  • Под конструкцию помещается пьезоэлектрический лист из полимера поливинилиденфторида (PVDF).
  • Когда нагрузка вызывает прогиб балки, в ПВДФ возникают электрические заряды.
  • Эти заряды усиливаются и преобразуются в тепловую энергию.
  • Эта тепловая энергия подается на SMA по бокам конструкции.
  • Прогиб вниз, вызванный нагрузкой, противодействует боковому усилию, оказываемому SMA.
  • Эта схема может быть использована для мониторинга степени прогиба материала и, таким образом, определения точки разрушения до фактического разрушения.
  • МОНИТОРИНГ СОСТОЯНИЯ МОСТОВ

    КОРРОЗИЯ АРМАТУРЫ
    Арматурные стержни подвергаются электрохимической реакции в основном из-за
    — Использование соленой воды при приготовлении раствора.
    — Из-за просачивания воды в конструкцию.
    В обоих случаях происходит локальное гальваническое покрытие, вызывающее напряжение в бетоне.
    Традиционное решение этой проблемы является неэкономичным.
    Умный способ проверки коррозии

  • Вокруг арматурного стержня устанавливается тонкая металлическая фольга из материала, не поддающегося коррозии.
  • На металлический лист подается положительный потенциал, а на стержень — отрицательный.
  • Когда арматура увеличивается в диаметре, она вступает в контакт с фольгой.
  • Теперь гальванизация происходит в обратном направлении.
  • ПРЕИМУЩЕСТВА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СТРУКТУР
    Интеллектуальная конструкция имеет следующие преимущества:

  • Эта конструкция сокращает значительные материальные затраты, связанные с использованием свай с заниженной резьбой, и снижает коэффициент безопасности.
  • В Индии 25% территории подвержены землетрясениям. Эта интеллектуальная технология поможет сэкономить большое количество людей и материалов.
  • Мониторинг состояния конструкций поможет прогнозировать разрушение и даст время на восстановление.
  • На 35% территории Деканского плето почва черная, использование этой технологии может обеспечить безопасное и экономичное строительство.
  • При постоянном обслуживании срок службы конструкции увеличивается, а потребность в ремонте уменьшается.
  • Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой