SYSTEM FOR MONITORING OF TECHNICAL CONDITION OF SHAPED PROFILES OF METAL STRUCTURES OF BUILDINGSСИСТЕМА МОНІТОРИНГУ ТЕХНІЧНОГО СТАНУ ФАСОННИХ ПРОФІЛІВ МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ БУДІВЕЛЬ
Сторінки: 337-343 . Номер: №6,т.1 2023 (329) 
Автори:
ФІЛІППОВА МАРИНА
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0003-4910-3249
e-mail: m.filippova@kpi.ua
ДЕМЧЕНКО МАРІЯ
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0003-0436-1092.
e-mail: dmariiaa@gmai.com
БОГДАН ГАЛИНА
Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»
ORCID ID: 0000-0003-4910-3249
e-mail: bogdangalya@gmail.com
FILIPPOVA MARYNA, DEMCHENKO MARIIA, BOHDAN HALINA
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”
DOI: https://www.doi.org/10.31891/2307-5732-2023-329-6-337-343
Анотація мовою оригіналу
В роботі розглянуто актуальність реалізації системи моніторингу технічного стану металевих конструкцій будівель, що пов’язано в першу чергу зі збільшенням використання металевих профілів в якості основних конструктивних елементів. Конфігурація будівель, яка на пряму залежить від архітектурного формоутворення самої будівлі, ускладнюється та потребує обов’язкового моніторингу її елементів. Моніторинг проводиться на відповідність параметрів будівля заданим в межах допустимих значень напружень, які виникають під дією навантажень. Розглянуто основні методи, які використовуються для визначення напружено-деформованого стану металевих конструкцій, виходячи з конструктивних особливостей фасонних профілів, що виступають в якості основних конструктивних елементів – балок в металевих конструкціях будівель. Оцінено доцільність застосування для визначення дійсного напружено-деформованого стану фасонних профілів акустичного методу, який оснований на використанні ефекту акустопружності, а саме зв’язку пружних властивостей матеріалів зі зміною характеру поширення ультразвукових хвиль. Показано доцільність використання прозвучування за схемою дзеркально-тіньового методу, який дозволяє збільшити довжину проходження ультразвукової хвилі в полиці вздовж лінійно розподілених напружень. Показано можливість визначення дійсних значень механічних напружень в фасонних профілях металевих конструкцій шляхом вимірювання часових інтервалів проходження ультразвукової хвилі та температури в зоні вимірювання. Запропоновано функціональну схему системи моніторингу технічного стану будівель, в яку закладений акустичного методу встановлення напружено-деформованого стану металевих конструкцій. Розглянуто основні складові елементи системи моніторингу та можливості її апаратної реалізації, шляхом без дротової передачі даних, який призначений для встановлення в будівлях, які знаходяться в експлуатації та ще проектуються.
Ключові слова: напружено деформований стан; акустичний контроль; металеві конструкції; мережі LoRaWAN.
Розширена анотація англійською мовою
The article considers the relevance of implementing a system for monitoring the technical condition of metal structures of buildings, which is primarily related to the increase in the use of metal profiles as the main structural elements. The configuration of buildings, which directly depends on the architectural form of the building itself, becomes complicated and requires mandatory monitoring of its elements. Monitoring is carried out for compliance of the building parameters with the specified limits within the permissible values of stresses that arise under the action of loads. The main methods used to determine the stress-strain state of metal structures, based on the structural features of shaped profiles, which act as the main structural elements – beams in metal structures of buildings, are considered. The applicability of the acoustic method, which is based on the use of the acoustoelastic effect, namely the connection of the elastic properties of materials with a change in the character of the propagation of ultrasonic waves, to determine the actual stress-strain state of shaped profiles has been evaluated. The expediency of using sounding according to the scheme of the mirror-shadow method, which allows to increase the length of passage of the ultrasonic wave in the shelf along the linearly distributed stresses, is shown. The possibility of determining the actual values of mechanical stresses in the shaped profiles of metal structures by measuring the time intervals of the passage of the ultrasonic wave and the temperature in the measurement area is shown. The functional scheme of the system for monitoring the technical condition of buildings is presented, which incorporates the acoustic method of establishing the stress-strain state of metal structures. The main components of the monitoring system and the possibilities of its hardware implementation, by means of wireless data transmission, which is intended for installation in buildings that are in operation and still being designed, are considered.
Keywords: stressed deformed state; acoustic control; metal structures; LoRaWAN networks.
