concconcЖелезобетонные конструкцииReinforced concrete structures2949-16222949-1614Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет10.22227/2949-1622.2024.1.45-56concconc-42Research ArticleТЕОРИЯ БЕТОНА И ЖЕЛЕЗОБЕТОНАTHEORY OF CONCRETE AND REINFORCED CONCRETEРазработка датчика напряжений твердых телDevelopment of a Stress Sensor for SolidsТрекинН. Н.TrekinN. N.

Трекин Николай Николаевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры железобетонные и каменные конструкции

129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26

Nikolai Nikolaevich Trekin, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Reinforced Concrete and Masonry Structures

26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337

otks@yandex.ruКодышЭ. Н.KodyshE. N.

Эмиль Наумович Кодыш, доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник

127238, г. Москва, Дмитровское шоссе, д.46, корп. 2

Emil Naumovich Kodysh, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Chief Scientific Officer

Dmitrovskoe shosse, 46, building 2, Moscow 12723

otks@yandex.ruШмаковС. Д.ShmakovS. D.

Сергей Дмитриевич Шмаков, аспирант, младший научный сотрудник отдела конструктивных систем №1

127238, г. Москва, Дмитровское шоссе, д.46, корп. 2

Sergey Dmitrievich Shmakov, PhD student, Junior Researcher, Department of Structural Systems No. 1

Dmitrovskoe shosse, 46, building 2, Moscow 12723

sergey3456789@gmail.comЧагановА. Б.ChaganovA. B.

Алексей Борисович Чаганов, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой строительного производства

610000, Кировская область, г. Киров, ул. Московская, д.36

Aleksey Borisovich Chaganov, Candidate of Technical Sciences, Head of the Department of Construction Production

36, Moskovskaya street, Kirov city, Kirov region 610000

chabpilot@yandex.ruЧерепановА. В.CherepanovA. V.

Андрей Викторович Черепанов, аспирант, ведущий инженер-конструктор отдела конструктивных систем №2

127238, г. Москва, Дмитровское шоссе, д.46, корп. 2

Andrey Viktorovich Cherepanov, PhD student, Lead Design Engineer of Structural Systems Department No. 2

Dmitrovskoe shosse, 46, building 2, Moscow 12723

a.cherepanov@cniipz.comНациональный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)РоссияMoscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)Russian FederationАО «Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений – ЦНИИПромзданий» (АО «ЦНИИПромзданий»)РоссияCentral Scientific Research and Project Experimental Institute of Industrial Buildings and ConstructionsRussian FederationФГБОУ ВО «Вятский Государственный Университет» (ВятГУ)РоссияVyatka State UniversityRussian Federation202408022024514556Copyright © Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н., Шмаков С.Д., Чаганов А.Б., Черепанов А.В., 20242024Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н., Шмаков С.Д., Чаганов А.Б., Черепанов А.В.Trekin N.N., Kodysh E.N., Shmakov S.D., Chaganov A.B., Cherepanov A.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.g-b-k.ru/jour/article/view/42

В публикации представлены результаты опытного конструирования корпуса закладного датчика напряжений, позволяющего определять напряжения в сечении масштабных лабораторных монолитных конструкций, выполненных на основе минеральных и полимерных вяжущих (бетон, гипс и т.п.). Задачами конструирования являлась разработка конструктивного решения корпуса датчика напряжения на основе тензорезисторов, имеющего малые размеры, низкую стоимость изготовления, а также высокую разрешающую способность и стабильность показаний на всем участке чувствительности (напряжение до 400 кгс/см2).

Датчик напряжения позволяет с высокой точностью определять напряжение в лабораторных конструкциях, не оказывая значительного влияния на напряженно-деформированное состояние сечения на разных этапах работы конструктивного элемента.

The paper presents the results of experimental design of a cortex of the embedded stress sensor, which allows to determine stresses in the cross-section of large-scale laboratory monolithic structures made on the basis of mineral and polymer binders (concrete, gypsum, etc.). The objectives of the design were to develop a constructive solution of the stress sensor housing based on strain gauges, which has small dimensions, low manufacturing cost, as well as high resolution and stability of readings over the entire sensitivity area (stress up to 400 kgf/cm2).

The stress sensor allows to determine the stress in laboratory structures with high accuracy, without significantly affecting the stress-strain state of the section at different stages of operation of the structural element.

датчик напряженияэкспериментособое предельное состояниежелезобетонные конструкцииstress sensorexperimentspecial limit statereinforced concrete structuresАвторы выражают признательность коллективу ПАО "Кировский завод "Маяк", а также лично Шигапову Александру Харисовичу за оказанную помощь в изготовлении опытных образцов.ReferencesTrekin N. N., Kodysh E. N., Shmakov S. D., Terekhov I.A., Kudyakov K. L. Determination of the Criteria of Deformation in a Special Limiting State // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. – 2021. – Vol. 17, No. 1. – P. 108-116. – DOI 10.22337/2587-9618-2021-17-1-108-116.Trekin N. N., Kodysh E. N., Shmakov S. D., Terekhov I.A., Kudyakov K. L. Determination of the Criteria of Deformation in a Special Limiting State. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2021. Vol. 17, No. 1. P. 108-116. DOI 10.22337/2587-9618-2021-17-1-108-116.Трекин Н.Н., Кодыш Э.Н. Особое предельное состояние железобетонных конструкций и его нормирование // Промышленное и гражданское строительство. 2020. № 5. С. 4 – 9.Trekin N.N., Kodysh E.N. The special limiting state of reinforced concrete structures and its rationing. Industrial and Civil Engineering. 2020. No. 5. pp. 4 – 9. (In Russian)Taheri M., Sani H.P. Investigation of nonlinear behavior of reinforced concrete moment frames retrofitted with steel haunch bracing under progressive collapse // Journal of Structural and Construction Engineering. 2021. №8. pp. 296-313.Taheri M., Sani H.P. Investigation of nonlinear behavior of reinforced concrete moment frames retrofitted with steel haunch bracing under progressive collapse. Journal of Structural and Construction Engineering. 2021. No. 8. pp. 296-313.Колчунов В.И., Бушова О.Б., Кореньков П.А. Деформирование и разрушение железобетонных рам с ригелями, армированными наклонными стержнями, при особых воздействиях // Строительство и реконструкция. 2022. №1. С. 18-28. – DOI 10.33979/2073-7416-2022-99-1-18-28Kolchunov V.I., Bushova O.B., Korenkov P.A. Deformation and destruction of reinforced concrete frames with crossbars reinforced with inclined rods under special influences. Building and reconstruction. 2022. No. 1. pp. 18-28. - DOI 10.33979/2073-7416-2022-99-1-18-28 (In Russian)Колчунов В.И., Бушова О.Б. Деформирование железобетонных каркасов многоэтажных зданий в запредельных состояниях при особых воздействиях // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2022. №4. С.297-306.Kolchunov V.I., Bushova O.B. Deformation of reinforced concrete frames of multi-storey buildings in extreme conditions under special influences. Structural Mechanics of Engineering Constructions and Buildings. 2022. No. 4. pp.297-306. (In Russian)Lew H.S., Main J.A., Bao Y., Sadek F., Chiarito V.P., Robert S.D., Torres J.O. Performance of precast concrete moment frames subjected to column removal: Part 1, experimental study // PCI Journal. 2017. Volume: 62. №5. pp. 35-52.Lew H.S., Main J.A., Bao Y., Sadek F., Chiarito V.P., Robert S.D., Torres J.O. Performance of precast concrete moment frames subjected to column removal: Part 1, experimental study. PCI Journal. 2017. Volume: 62. No. 5. pp. 35-52.Thonstad Travis, Weigand Jonathan, Bao Yihai, Main Joseph A. New Connections for Enhancing Robustness of Precast Concrete Frame Structures // Convention and National Bridge Conference. Denver. 2018. [Электронный ресурс] URL: https://www.researchgate.net/publication/335368557_New_Connections_for_Enhancing_Robustness_of_Precast_Concrete_Frame_Structures (дата обращения: 23.08.2023)Thonstad Travis, Weigand Jonathan, Bao Yihai, Main Joseph A. New Connections for Enhancing Robustness of Precast Concrete Frame Structures. Convention and National Bridge Conference. Denver. 2018. URL: https://www.researchgate.net/publication/335368557_New_Connections_for_Enhancing_Robustness_of_Precast_Concrete_Frame_Structures ( accessed on 23.08.2023)Alkadi S.A., Fedorova N.V., Osovskyh O.E. Analysis of reinforced concrete space frame deformation with composite sections elements // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 456. [Электронный ресурс] URL: https://www.researchgate.net/publication/330026713_Analysis_of_reinforced_concrete_space_frame_deformation_with_composite_sections_elements (дата обращения: 23.08.2023) – DOI 10.1088/1757-899X/456/1/012033Alkadi S.A., Fedorova N.V., Osovskyh O.E. Analysis of reinforced concrete space frame deformation with composite sections elements. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 2018. Vol. 456. DOI 10.1088/1757-899X/456/1/012033Russell J. Progressive Collapse of Reinforced Concrete Flat Slab Structures // Nottingham. 2015. 219 p.Russell J. Progressive Collapse of Reinforced Concrete Flat Slab Structures. Nottingham. 2015. 219 p.Qian Kai, Wang Dong-Fang, Huang Ting, Weng Yun-Hao Initial damage and residual behavior of RC beam-slab structures following sudden column removal - numerical study // Research Journal of The Institution of Structural Engineers. 2022. Vol. 36. pp. 650–664. – DOI 10.1016/j.istruc.2021.12.036Qian Kai, Wang Dong-Fang, Huang Ting, Weng Yun-Hao Initial damage and residual behavior of RC beam-slab structures following sudden column removal - numerical study. Research Journal of The Institution of Structural Engineers. 2022. Vol. 36. pp. 650–664. DOI 10.1016/j.istruc.2021.12.036Плотников А.И. Динамика упругопластических железобетонных балок при действии интенсивных кратковременных нагрузок аварийного характера. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. – М., 1994г. 375 с.Plotnikov A.I. Dynamics of elastic-plastic reinforced concrete beams under the action of intense short-term emergency loads. Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences. Moscow, 1994. 375 p. (In Russian)Гуща Ю.П. Исследование изгибаемых железобетонных элементов при работе стержневой арматуры в упругопластической стадии. Дисс. Канд. техн. наук. М.: НИИЖБ. 1967 г.Gushcha Yu.P. Investigation of bent reinforced concrete elements during the operation of rod reinforcement in the elastic-plastic stage. Dissertation for the degree of Candidate of Technical Sciences. Moscow: NIIZHB. 1967. (In Russian)Арсланбеков М.М. Исследование прочности, трещиностойкости и жесткости железобетонных изгибаемых элементов со смешанным армированием. - Диссертация канд. техн. наук. – Москва, 2005г. 166с.Arslanbekov M.M. The study of strength, crack resistance and rigidity of reinforced concrete bendable elements with mixed reinforcement. - Dissertation of the Candidate of Technical Sciences. Moscow, 2005. 166 p.К.В.Михайлов, С.А. Дмитриев Теория железобетона // М.: Стройиздат. 1971. – 185 с.Mikhailov K.V., Dmitriev S.A. Theory of reinforced concrete. Moscow: Stroyizdat. 1971. 185 p. (In Russian)Клокова Н.П. Тензорезисторы: Теория, методики расчета, разработки. – М.: Машиностроение. 1990. - 224с.Klokova N.P. Tensoresistors: Theory, calculation methods, developments. Moscow: Mechanical Engineering. 1990. – 224p. (In Russian)Матков Н.Г. Сопротивление сталеполимербетонных конструкций и их стыков. – М.: Воентехлит. 1999. – 164 с.Matkov N.G. Resistance of steel-polymer concrete structures and their joints. Moscow: Voentehlit. 1999. 164 p. (In Russian)Накладной струнный тензометр EWV SCIBIM [Электронный ресурс]. URL: https://zetlab.com/shop/datchiki/tensodatchiki/strunnyie-tenzometryi-i-datchiki-deformatsii/ewv-scigauge/ (дата обращения: 15.08.2023)Attached string strain gauge EWV SCIBIM URL: https://zetlab.com/shop/datchiki/tensodatchiki/strunnyie-tenzometryi-i-datchiki-deformatsii/ewv-scigauge/ (accessed on 15.08.2023).Датчик механической деформации ZET 901 [Электронный ресурс]. URL: https://zetlab.com/shop/datchiki/tensodatchiki/strunnyie-tenzometryi-i-datchiki-deformatsii/zet-901/ (дата обращения: 15.08.2023)Sensor of mechanical deformation ZET 901 URL: https://zetlab.com/shop/datchiki/tensodatchiki/strunnyie-tenzometryi-i-datchiki-deformatsii/zet-901/ (accessed on 15.08.2023).Научно-производственное предприятие Химэкс [Электронный ресурс] URL: https://www.chimexltd.com/catalog/epoksidnye-smoly-aktivnye-razbaviteli/ (дата обращения: 15.08.2023)Himex scientific and production enterprise URL: https://www.chimexltd.com/catalog/epoksidnye-smoly-aktivnye-razbaviteli/ (date of the application: 15.08.2023).Воронков А.Г., Ярцев В.П. Эпоксидные полимеррастворы для ремонта и защиты строительных изделий и конструкций. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2006. – 92 с.Voronkov A.G., Yartsev V.P. Epoxy polymer solutions for repair and protection of building products and structures. Tambov: Publishing House of TSTU, 2006. 92 p. (In Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.