Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

78
UNIVERSITATEA TEHNICĂ A MOLDOVEI Facultatea Cadastru, Geodezie şi Construcţii Catedra Geodezie, Cadastru şi Geotehnică URMĂRIREA COMPORTĂRII CONSTRUCŢIILOR Curs de prelegeri Chişinău U.T.M. 2008

Transcript of Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

Page 1: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

UNIVERSITATEA TEHNICĂ A MOLDOVEI

Facultatea Cadastru, Geodezie şi Construcţii

Catedra Geodezie, Cadastru şi Geotehnică

URMĂRIREA COMPORTĂRII

CONSTRUCŢIILOR

Curs de prelegeri

Chişinău U.T.M.

2008

Page 2: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

2

CZU 528( 075.8) U 79 Prezentul manual de Urmărire a comportării construcţiilor este destinat studenţilor de la specialitatea Geodezie,Topografie şi Cartografie pentru cunoaşterea şi însuşirea metodelor cu privire la urmărirea comportării construcţiilor, pentru a contribui la analiza, evaluarea şi soluţionarea problemelor de deplasare şi deformaţia construcţiilor şi terenurilor cu care se confruntă actualmente multe localităţi din Republica Moldova. Odată cu acumularea cunoştinţelor, studenţii să fie capabili să se încadreze cu profesionalism în lucrările de muncă din acest domeniu. Autor: conf. univ., dr. Constantin Tarnovschi Redactor responsabil: conf, univ dr. Constantin Tarnovschi Recenzent: lect. superior, ing. Valeriu Cucoş

Descrierea CIP a Camerei Naţionale a Cărţii Urmărirea comportării construcţiilor : Curs de prelegeri/ Univ. Tehn. a Moldovei. Fac. Cadastru, Geodezie şi Construcţii.Catedra Geodezie, Cadastru şi Geotehnică; elab. : Constantin Tarnovschi ; red. resp. : Constantin Tarnovschi.- Ch. : UTM,2008.- 77 p. ISBN 978-9975-45-078-2 75 ex.

Redactor: Irina Enache –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Bun de tipar 09.04.08. Formatul hârtiei 60x84 1/16.

Hârtie ofset. Tipar RISO Tirajul 75 ex. Coli de tipar 4,75 Comanda nr.36

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

©. U.T.M.,2008

Page 3: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

3

Cuprins Prefaţă pag.

Tema 1. Noţiuni şi definiţii de bază ale obiectului

Planul temei: 1.1.Date generale……………………………………………… 7 1.2.Clasificarea deplasărilor şi deformaţiilor construcţiilor. ......8 1.3. Deplasările şi deformaţiile liniare. ......................................9 1.4. Deplasările şi deformaţiile unghiulare. .............................11 1.5. Deformaţiile specifice. .....................................................11 Tema 2. Observaţii asupra tasărilor construcţiilor...............12 Planul temei: 2.1. Generalităţi..........................................................................12 2.2 Observaţii asupra tasărilor prin metoda nivelmentului geometric………………………………………………………12 2.2.1. Reperele de bază………………………………………...13 2.2.2. Mărcile de tasare...............................................................14 2.3.Observaţiile ciclice asupra tasărilor şi deformaţiilor...........15 Tema 3. Măsurarea săgeţilor...................................................17 Planul temei: 3.1. Generalităţi.............................................................................17 3.2. Măsurarea încovoierilor (săgeţilor) a unor elemente de construcţie situate sus (tavane, grinzi etc).....................................18 3.3. Măsurarea încovoierilor elementelor de construcţie verticale şi înclinate..........................................................................................21 Tema 4. Observaţii asupra deplasărilor orizontale efectuate cu ajutorul metodelor geodezice.........................23 Planul temei: 4.1. Generalităţi (reperul de bază şi de observaţii)................23 4.2. Metoda măsurărilor în aliniament..........................25 4.3. Determinarea abaterilor cu ajutorul riglelor de măsurat……………………………………………………...27 4.4. Determinarea abaterilor prin măsurarea

Page 4: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

4

unghiurilor paralactice. .............................................................28 4.5. Metoda triangulaţiei.........................................................29 4.6. Metoda mixtă....................................................................31 Tema 5. Măsurarea rosturilor de dilataţie şi a fisurilor Planul temei:..................................................................34 5.1.Generalităţi..........................................................................34 5.2. Metoda observaţiilor prin măsurarea fisurilor....................34 5.3. Metoda corzii plutitoare.....................................................36 Tema 6.Măsurarea tasărilor şi deformaţiilor construcţiilor prin metode fotogrametrice terestre şi a stereofotogrametriei Planul temei:

6.1.Scurtă caracterizare a metodelor fotogrametrice şi stereofotogrametrice....................................................................39 6.1.1.Metoda fotogrametrică........................................................40 6.1.2. Baza metodei stereofotogrametrice....................................41 6.1.3. Unele particularităţi ale metodelor fotogrametrice şi stereofotogrametrice.....................................................................45 6.2.Observaţii asupra deplasărilor orizontale efectuate prin metoda fotogrametrică...............................................................................46 Tema 7.Masurarea deplasărilor şi deformaţiilor unghiulare Planul temei: 7.1. Generalităţi..............................................................................51 7.2. Determinarea înclinaţiei construcţiilor faţă de verticală.........52 7.2.1. Metoda proiectării verticale.............................................54 7.2.2.Metoda intersecţiilor unghiulare........................................55 7.3.Determinarea înclinării construcţiilor prin procedeul măsurării unghiurilor orizontale.....................................................56

Page 5: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

5

Tema 8. Determinarea înclinării construcţiilor înalte prin nivelment geometric (sau după mărimea tasării fundaţiilor)…………………………………………………..59 Tema 9.Măsurarea înclinărilor şi deplasărilor orizontale ale construcţiilor cu ajutorul firelor şi vizelor verticale. Planul temei: 9.1. Măsurători în puţuri pendulare ........................................61 9.2. Părţile componente ale unei instalaţii pendulare................62 9.3. Măsurători cu vise verticale...............................................75

Page 6: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

6

Prefaţă Prezentul curs de „Urmărire a comportării construcţiilor”

urmăreşte scopul de a-i ajuta pe studenţii de la specialităţile inginereşti, să-şi formeze o gîndire inginerească complexă, coerentă şi critică în ceia ce priveşte certitudinea unei exploatări fără pericol, care poate fi obţinută printr-un control experimental asupra modului de comportare sub sarcina construcţiei respective şi printr-o sistematică urmărită în timp a deplasărilor şi deformaţiilor construcţiilor sau ale elementelor componente ale acestora.

În conformitate cu programul de învăţămînt lucrarea cuprinde

9 teme, care reflectă fundamentele teoretice şi practice ale activităţii inginereşti privind urmărirea comportării construcţiilor.

Fiecarea temă a cursului debutează cu enunţarea planului, scopului şi a unui set de obiective de studiu care reliefă concepţiile fundamentale şi se încheie cu bibliografie, astfel încît să ajute studentul la însuşirea materialului respectiv şi la pregătirea pentru susţinerea colocviului.

Acest curs le va oferi studenţilor cunoaşterea metodelor eficiente de urmărire în timp a comportării construcţiilor şi luarea de decizii privind exploatarea raţională a construcţiei.

Page 7: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

7

Tema 1.

Noţiuni şi definiţii de bază ale obiectului

Planul temei:

1.1. Date generale 1.2. Clasificarea deplasărilor şi deformaţiilor construcţiilor 1.3. Deplasările şi deformaţiile liniare 1.4. Deplasările şi deformaţiile unghiulare 1.5. Deformaţiile specifice Scopul temei: studierea proceselor de constituire a ştiinţei, urmărirea comportării construcţiilor.

1.1. Date generale

Sub acţiunea forţelor de greutate a clădirii, din cauza schimbării umidităţii şi temperaturii solului terenului de fundaţie, cît şi din alte cauze are loc deplasarea particulelor solului. Ca rezultat terenul de fundaţie al construcţiilor se tasează (compactarea solului fără schimbarea structurii), se umflă, se aşează (coborîrea straturilor de sol în locurile goale ale rocilor) şi se deplasează în direcţia orizontală (alunecarea). Corespunzător au loc deplasări ale fundaţiilor şi părţilor terestre ale clădirilor.

Deplasările construcţiilor pot fi în plan şi pe altitudine. Deplasările construcţiilor pe altitudine se numesc tasări, iar în plan — deplasări. Dacă deplasările diferitor puncte ale construcţiilor sunt egale după mărime şi direcţie, ele se numesc uniforme, în caz contrar—neuniforme. Deplasările neuniforme ale punctelor duc la schimbarea formei şi dimensiunilor construcţiei, deci la deformarea lor. Experienţa de construcţie a arătat, că toate clădirile şi construcţiile sunt supuse deplasărilor şi deformărilor. Construcţii absolut nedeplasabile şi nedeformabile nu există.

Provoacă deformaţii şi sarcinile variabile, ce acţionează asupra, construcţiilor. De exemplu, sarcinile provocate de vînt, de

Page 8: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

8

radiaţia solară, de vibraţia utilajului în timpul funcţionării lui, solicitările seismice ş. a. m. d.

După caracterul lor deformaţiile construcţiilor se împart în elastice şi reziduale. Dacă după încetarea acţiunii sarcinii construcţia preia forma iniţială, atunci deformaţiile sunt elastice. Deformaţiile elastice apar pînă cînd sarcina nu depăşeşte o valoare-limită determinată. Dacă acţiunea sarcinilor depăşeşte această limită, dimensiunile şi forma construcţiei nu se restabilesc. În aşa caz este dezechilibrată durabilitatea construcţiei, în elementele construcţiei apar crăpături şi rupturi, în unele cazuri e posibilă şi accidentarea sau distrugerea construcţiilor.

În scopul preîntîmpinării la timp a accidentelor şi studierii mai detailate a cauzelor calităţii nesatisfăcătoare a construcţiilor, se efectuează observaţii sistematice asupra deformaţiilor şi deplasărilor construcţiilor. Pentru atingerea acestui scop în structurile construcţiilor se amplasează aparate şi instalaţii speciale pentru înregistrarea tensiunilor şi deplasărilor reciproce ale punctelor construcţiilor. La efectuarea acestor observaţii mai utile sunt metodele geodezice, care permit caracterizarea în general a deplasării punctelor construcţiilor şi structurilor în spaţiu 1.2. Clasificarea deplasărilor şi deformăţiilor construcţiilor

Deplasarea reprezintă schimbarea poziţiei unui punct al construcţiei supusă solicitărilor.

Deformaţia reprezintă schimbarea distanţei relative dintre punctele construcţiei supusă solicitărilor.

Măsurarea deplasărilor şi deformaţiilor construcţiilor poate avea un caracter relativ sau un caracter absolut.

Caracterul relativ al măsurătorilor corespunde situaţiei cînd se măsoară apropierea sau depărtarea a două sau mai multe puncte ale construcţiei supusă observaţiei.

Caracterul absolut al măsurătorilor corespunde situaţiei cînd deplasările punctelor construcţiei se măsoară în raport cu o serie de repere fixe, amplasate în afara zonei de influenţă a deformaţiilor

Page 9: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

9

construcţiei şi terenului de fundare, formînd aşa numitul sistem general de referinţă.

O construcţie supusă unui regim de solicitare determinat de condiţiile sale funcţionale, poate suferi deplasări şi deformaţii liniare, unghiulare şi specifice.

1.3. Deplasările şi deformaţiile liniare Tasările - deplasările pe verticală în jos ale fundaţiilor şi al

terenului de fundaţie al construcţiei. Tasările pot fi - uniforme cînd toate punctele fundaţiei

construcţiei se deplasează în aceiaşi perioadă de timp cu aceiaşi valoare; neuniforme - cînd punctele fundaţiei construcţiei se deplasează cu valori diferite.

Această categorie de deformaţii nu sunt însoţite de o modificare radicală a structurii terenului.

Lăsările de teren - aceste deformaţii au caracter de prăbuşire şi sunt provocate de modificarea radicală a structurii terenului.

Cazurile cele mai frecvente sunt: - compactarea terenurilor macroporice în cazul umezirii acestora prin mari cantităţi de precipitaţii atmosferice; - compactarea terenurilor nisipoase afînate în urma unui cutremur; - dezgheţarea terenurilor îngheţate pe care s-a construit etc.

Bombările sau ridicările care reprezintă deplasări pe verticală

în sus ale fundaţiilor construcţiilor sau ale fundului gropii săpate pentru fundaţia unei construcţii, ca urmare a modificării echilibrului presiunilor în structura terenului de fundare;

Săgeţile unor elemente de construcţii ca: grinzi, stîlpi,plăci, supuse unor încărcări verticale sau orizontale care provoacă încovoierea acestora, axa mediană a pieselor respective îndepărtîndu-se în zona centrală faţă de poziţia iniţială cu o valoare maximă denumită săgeată;

Înclinările se datoresc tasărilor inegale fără violarea integrităţii construcţiilor şi a elementelor geometrice componente ale acestora.

Page 10: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

10

În practică se cunoaşte o înclinare a construcţiei şi o înclinare a fundaţiei.

Înclinarea construcţiei se caracterizează prin deviaţia axului ei de la linia verticală şi se exprimă prin valoarea liniară, unghiulară sau relativă.

Înclinarea fundaţiei reprezintă deviaţia suprafeţei plane a tălpii acesteia de la orizont şi se exprimă printr-o mărime liniară sau relativă.

Denivelările construcţiilor măsurate prin diferenţele maxime ale tasărilor neuniforme a cîte două reazime vecine raportate la distanţa dintre ele.

Crăpăturile şi fisurile care reprezintă rupturi în plane sau în părţi separate ale construcţiei, ca urmare a tasărilor neuniforme şi apariţiei tensiunilor suplimentare;

Deplasările pe orizontală ale unor elemente ale construcţiei sau în ansamblul ei, datorită cel mai adesea unor forţe orizontale (împingerea pămîntului, împingerea apei) sau modificării echilibrului terenului de fundare a construcţiei.

Uneori se măsoară deplasările pe orizontală a unor zone de teren în cadrul urmăririi stabilităţii unor lucrări de terasamente.

Deformaţia cea mai frecventă a construcţiilor este tasarea. Tasarea uniformă nu influenţează asupra stabilităţii şi

rigidităţii construcţiilor, dar atunci cînd aceste valori sunt importante adică depăşesc tasarea finală totală, calculată la proiectarea sau tasarea la un anumit timp, pot să provoace complicaţii la exploatarea construcţiei şi să contribuie la apariţia altor deformaţii.

Page 11: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

11

De exemplu în cazul cînd podeaua părţii subterane a construcţiei coboară sub nivelul apelor subterane, iar lucrările de hidroizolare nu au fost prevăzute iniţial la execuţia obiectului, sau au fost deteriorate sub efectul tasării, se produce inundarea părţii de la subsol a construcţiei.

Tasările neuniforme sunt mai periculoase decît cele uniforme şi au repercursiuni importante asupra integrităţii şi stabilităţii construcţiei.

1.4. Deplasările şi deformatiile unghiulare

Sunt rotirile elementelor de fundaţie ale construcţiilor (radiere, blocuri de fundaţie etc), datorită acţiunii solicitărilor şi modificării echilibrului terenului de fundare. Aceste rotiri pot avea loc în plan orizontal (răsuciri ale construcţiei) sau în plan vertical (înclinări ale construcţiei).

Determinarea mărimii acestor rotiri se face cu instrumente, aparate şi dispozitive avînd o precizie corespunzătoare amplitudinii probabile ale acestora şi pot da două categorii de date; - Mărimi liniare al căror raport permite determinarea tangentei unghiului de rotire; - Mărimi unghiulare care exprimă unghiul de rotire al elementului de construcţie observat.

1.5. Deformaţiile specifice Deformaţiile specifice sunt alungirile sau scurtările unui element

de construcţie (piesă de beton armat, armături dintr-o piesă de beton armat, bară metalică etc) sub efectul tensionării sau comprimării elementului respectiv; folosind relaţia dintre efortul unitar care acţionează asupra piesei şi deformaţia specifică rezultată, exprimată în cazul stării de eforturi maximale prin legea lui Heeke în domeniul elastic de lucru al materialului, se poate aprecia starea de eforturi existentă în elementul de construcţie.

Page 12: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

12

Tema 2. Observaţii asupra tasărilor construcţiilor

Planul temei: 2.1. Generalităţi 2.2 Observaţii asupra tasărilor prin metoda nivelmentului geometric 2.2.1. Reperele de bază 2.2.2. Mărcile de tasare 2.3. Observaţiile (ciclile) asupra tasărilor şi deformaţiilor Scopul temei: cunoştinţe generale privind urmărirea tasărilor construcţiilor.

2.1. Generalităţi

Pentru efectuarea observaţiilor în structurile construcţiei se instalează repere pentru tasări, determinînd periodic (ciclic) cotele lor. La determinarea cotelor adeseori se efectuează nivelmentul geometric, cu vize mici, de înaltă precizie. La efectuarea observaţiilor asupra tasărilor punctelor construcţiilor amplasate pe locurile greu accesibile şi cu diferenţe de nivel mari, se foloseşte metoda trigonometrică, distanţele şi unghiurile de înclinaţie fiind măsurate prin metodele de precizie înaltă. Pentru determinarea cotelor în poziţii strîmtorate din interiorul clădirilor se foloseşte nivelmentul hidrostatic. La amplasarea compactă a unui număr mare de puncte pentru observaţie (cu diferite nivele) pe pereţii cu vizibilitatea bună se aplică metoda fotogrametrică.

2.2. Observaţii asupra tasărilor prin metoda nivelmentului geometric

Page 13: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

13

2.2.1. Reperele de bază

Ca bază altimetrică pentru determinarea cotelor servesc reperele de bază, instalate în afara zonei tasărilor. Pentru construcţiile industriale şi locative reperele de bază se instalează la distanţa nu mai mică decît 80 m de la clădire, iar pentru construcţiile hidrotehnice gigante — la distanţa de pînă la 1 km. Pentru verificarea stabilităţii reperele se amplasează în grupuri a cîte trei la o distantă mică unul de altul. Mâsurînd dintr-o poziţie a nivelei diferenţa de nivel dintre ele şi comparînd rezultatele măsurărilor diferitelor cicluri, se determină reperul cel mai stabil. Acest reper este luat drept iniţial la efectuarea observaţiilor asupra tasărilor.

Fig. 2.1. Semnalele de fixare a punctelor pentru efectuarea observaţiilor asupra tasărilor a) repere de adîncime; b) repere (marcă) de tasare; c) reper de tasare de

formă închisă

1

Page 14: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

14

La efectuarea observaţiilor asupra tasărilor mai des sunt

folosite reperele de adîncime, amplasate în rocile fundamentale (fig. 2.1.a).

2.2.2. Mărcile de tasare

Mărcile (reperele) de tasare se instalează, de regulă, în construcţiile fundaţiilor portante, care iesă la suprafaţa terestră. Cel mai răspîndit semnal este arătat pe fig. 2.1.b. Pentru observaţiile asupra monumentelor istorice şi arhitecturale, schimbînd înfăţişarea construcţiei, se folosesc semnalele de tip închis (fig.2.1.c). Aceste mărci se instalează în acelaşi plan cu peretele (2), iar în timpul observaţiilor ele se deschid (1).

Fig.2.2. Observaţii asupra tasărilor: a ) schema de observaţii; b) graficul tasărilor

Page 15: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

15

Locurile de instalare a semnalelor se determină în dependenţă de cerinţele faţă de observaţii. Pentru clădirile industriale şi civile tipice ele se amplasează pe perimetrul, cu intervalul de 10 m, construcţiilor portante din interiorul clădirilor şi din ambele părţi ale rosturilor de tasare ale clădirii. Modelul de amplasare a mărcilor de tasare este arătat pe fig. 2.2, a.

2.3. Observaţiile ciclice asupra tasărilor şi deformărilor Observaţiile asupra tasărilor se efectuează în cicluri, începînd

cu ciclul zero. La efectuarea observaţiilor asupra tasării clădirilor unde se construiesc ciclurile, se suprapun, cu etapele de terminare a construcţiilor, de pildă a etajului. Astfel, ciclurile sunt legate de etapele de aplicare ale sarcinilor pe terenurile de fundaţie. După terminarea construcţiei termenele observaţiilor se stabilesc în dependenţă de mărimea şi viteza tasărilor, de regulă de 2—3 ori pe an, pînă la stabilirea definitivă a tasărilor.

Pentru determinarea cotelor mărcilor de tasare se trasează

drumuirea de nivelment geometric de înaltă precizie cu vize scurte. Locul de instalare a nivelei se fixează cu bare, bătute în sol, sau cu dibluri, bătute în asfalt. Nivela în timpul tuturor măsurărilor se instalează în aceste puncte. O parte din mărcile de tasare sunt incluse în drumuire în calitate de puncte intermediare. Reperele 1, 4, 6, 9, 12 şi 14, arătate pe fig. 2.2., sunt punctele de legătură ale drumuirii, iar restul — puncte intermediare. După rezultatele determinării diferenţelor de nivel al drumuirii se calculează cotele mărcilor de tasare pentru ciclul de măsurare dat şi se înregistrează în carnetul de calculare a tasărilor. Tasarea j a mărcii i în ciclu se calculează după formula

∆ іj = Η о j - Η іј

unde Hoj — cota mărcii în ciclul de măsurări zero; Η і ј — cota mărcii ј în ciclul de observaţii i.

Exemplul de carnet pentru calcularea tasărilor este arătat în tab. 2.1.

Page 16: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

16

T a b e l u l 2.1 Carnetul calculării tasărilor Numărul mărcii de

Ciclul 0 Ciclul 1 Ciclul 2fundaţia primul etaj etajul doi

8—12 7—10 Iunie 24—28 august cota, m cota, m cota, m tasarea

1 2 3 ....

20

158,752 ,8496 ,3428 …. ,4839

158,750 ,8453 ,3376

,4807

—2,2 —4,3 -5 ,2 ….. —3,2

158,747 841 ,334 ....... ,474

-5 .5 —8,3 —8,2 ….. —9.1

Tasarea medie, mm —4,8 —8,9

Pentru imaginarea vizuală a procesului de tasare a clădirii se construieşte graficul, pe care se arată mărimile tasărilor reperelor în timp (fig. 2.2., b).

Precizia determinării tasărilor depinde de caracteristica lor (viteza şi neuniformitatea apariţiei lor), de schema constructivă a clădirii şi rigiditatea structurilor ei. La calculul preciziei necesare se bazează pe valorile admisibile ale deformaţiilor construcţiilor. Pentru majoritatea construcţiilor şi clădirilor tasarea se determină cu eroarea de 1—2 mm. În acest caz diferenţa de nivel e măsurată conform programului nivelmentului de ordinul II.

Page 17: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

17

Tema 3.

Măsurarea săgeţilor Planul temei:

3.1. Generalităţi 3.2. Măsurarea încovoierelor (săgeţilor) a unor elemente de construcţie situate sus (tavane, grinzi etc). 3.3.Măsurarea încovoierilor (săgeţilor) stîlpilor ( procedeul vizării laterale cu teodolitul) Scopul temei: analiza şi studiul metodelor de măsurare a săgeţilor.

3.1. Generalităţi

Săgeţile în dependenţă de poziţia elementului de construcţie şi direcţia forţelor care acţionează asupra lor pot fi verticale sau orizontale. De exemplu:

Săgeată conductorului: este distanţa pe verticală „f” de la linia ce uneşte punctele de susţinere ale conductorului pe doi stîlpi vecini ai unei LTEE aeriene pînă la punctul cel mai de jos al conductorului (fig.3.1.a).

Dacă punctele de susţinere se află la diferite înălţimi, atunci se determină (fig.3.1. b) două săgeţi ale conductorului f1 şi f2.

a b Fig.3.1. Săgeata conductorului: a) – cu puncte de suspensie la aceiaşi înălţime; b) – cu puncte de suspensie la înălţimi diferite.

Page 18: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

18

Pentru liniile aeriene de 35 -110 kv săgeata conductorului este

de 3-4 m, iar pentru cele de 500-750 kv – 7 –8 m. Ce înseamnă încovoiere. Încovoiere înseamnă tip de

deformaţie care se caracterizează prin curbarea axei sau suprafeţei mijlocii a obiectului ce se deformează (grinzi, plăci, învelişuri etc.) sub acţiunea forţelor exterioare sau a temperaturii.

Referitor la o bară dreaptă se disting încovoieri: simplă sau plană la care forţele exterioare se află în unul din planele principale ale barei (adică, planele care trec prin axa barei şi prin axa principală de inerţie a secţiunii transversale);

Compusă, provocată de forţe situate în plane diferite; Oblică, caz particular al încovoierii compuse. În funcţie de factorii de forţă, care acţionează în secţiunea

transversală a elementului încovoiat, încovoierea se numeşte: pură (cînd există numai momente de încovoiere) şi transversală (cînd există şi forţe transversale).

a b c d

Fig 3.2. Încovoierea unei bare: a)- simplă (pură); b) – transversală; c) – longitudinală; d) – longitudinală-transversală. 3.2. Măsurarea încovoierilor (săgeţilor) unor elemente de construcţie situate sus La măsurarea încovoierilor unor elemente de construcţie

situate sus, sau la măsurarea deplasărilor unor puncte deasupra cărora se află obstacole, se folosesc mire scurte de cîteva zeci de centimetri, executate dintr-un metal uşor şi divizate la fel ca mirele cu banda de invar.

În funcţie de nevoi, aceste mire se aşează pe repere, verticali-

Page 19: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

19

zîndu-se cu o nivelă sferică sau se suspendă pe benzi, sau de bare, sub detaliile examinate ale construcţiei.

Capătul de jos al benzii, pe care se suspendă mira are o greutate care se cufundă într-un vas cu apă (fig 3.3. a,b). La examinarea construcţiilor de oţel, benzile sau barele de suspendare a mirelor se sudează de elementul de construcţie urmărit. În timpul măsurărilor se va nota temperatura aerului pentru a calcula modificările în lungimea benzilor sau barelor de suspendare, pentru a le lua în considerare la încovoierile ce se determină.

Figura 3.4. reprezintă un mod simplu de fixare a benzii pe suprafaţa de jos a tavanului examinat, precum şi încărcarea ei cu ajutorul unui cilindru metalic. Mira uşoară se fixează de bandă prin intermediul unor tije cu piuliţe şi pe ea se efectuează citirile cu ajutorul nivelei de precizie aşezate fie pe pilaştrii speciali, înalţi, fie pe trepied, dacă este posibil (fig. 3.4.) şi în legătură cu un reper de nivelment.

Mărimile calculate ale deplasărilor se prezintă de obicei simultan sub foramă de tabele şi de grafice în care se înscriu şi date caracteristice referitoare la starea obiectului examinat, temperatura aerului şi apei, starea timpului etc.

Page 20: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

20

1. bara de oţel fixată în

tavan 2. tija 3. bucşa dispozitivului de

prindere 4. articulaţia 5. dispozitiv de prindere

pentru bandă 6. bandă 7. dispozitiv pentru

fixarea greutăţii 8. greutatea.

Fig.3.3.

Fig. 3.4.

Pentru exemplificare se va prezenta în fig. 3.5. graficul

deformărilor unui arc de oţel supus încercărilor pe un cîmp experimental.

Page 21: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

21

Fig. 3.5.

Observaţiile au fost executate cu un nivel de precizie aşezat pe un pilastru înalt cu pod, folosind miretele speciale suspendate pe benzi, care aveau cîteva repere de control.

Pentru măsurarea săgeţilor grinzilor podurilor se amplasează mărci pe partea superioară a suprastructurii. Executînd nivelment geometric, în timpul încercărilor de probă, se pot măsura cu multă precizie săgeţile reale ale construcţiei. Acest nivelment se execută faţă de reperele fixe cu instrumente de precizie.

3.3. Măsurarea încovoierilor (săgeţilor) stîlpilor ( procedeul vizării laterale cu teodolitul) Acest procedeu se foloseşte la determinarea încovoierii

coloanelor, stîlpilor etc., din hala industrială. Pe sectorul de verificat, la o distanţă oarecare „l” (fig. 3.6.),

de axa şirului de stîlpi A – A1 (circă 1 m) se trasează o axă paralelă A1 – A11

1, marcîndu-se capetele ei.

Fig.3.6. Procedeul vizării laterale cu teodolitul

Page 22: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

22

Deasupra acestor semne se instalează şi se centrează cu atenţie teodolitul şi marca de vizare.

Teodolitul din A1 se orientează după marca de vizare A11 şi

ridicînd sau coborînd luneta (fiind acelaş plan de colmataţie) se fac citiri pe miretă cu diviziuni, care este aşezată succesiv la partea inferioară, medie şi superioară a fiecărui stîlp, perpendicular pe faţa laterală a stîlpului.

Diferenţa citirilor în cele două (trei) poziţii a cercului vertical al teodolitului la partea inferioară a stîlpului C1, medie Cm şi la partea superioară C3 reprezintă încovoierea transversală a stîlpului.

∆ l i= Cij - Cmj. Sau Csj – Cmj. Iar diferenţa ∆a: ∆aj = l - Cij. arată valoarea săgeţii stîlpului. La acest procedeu, verificarea încovoierii longitudinale a

stîlpilor în lungul şirului se efectuează prin măsurarea distanţelor între axele semnelor de la bază, de la mijloc şi de la partea superioară a stîlpilor vecini

Page 23: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

23

Tema 4. Observaţii asupra deplasărilor orizontale efectuate cu ajutorul metodelor geodezice

Planul temei: 4.1. Generalităţi (reperul de bază şi de observaţii) 4.2. Metoda măsurărilor în aliniament 4.3. Determinarea abaterilor cu ajutorul riglelor de măsurat 4.4. Determinarea abaterilor prin măsurarea unghiurilor paralactice 4.5. Metoda triangulaţiei 4.6. Metoda mixtă Scopul temei: analiza şi studiul metodelor de măsurare a deplăsărilor orizontale

4.1. Generalităţi (reperul de bază şi de observaţii)

Pentru efectuarea observaţiilor asupra deplasărilor se instalează semnale de sprijin amplasate în afara regiunii de mişcare a solului. Principalul constă în imobilitatea lor în timpul efectuării observaţiilor.

Reperul de bază (fig. 4.1., a) este un pilon 2 din beton armat, instalat în rocile de bază pe o placă 5 de fundaţie. Pentru protecţia semnalului de distrugere el se instalează în fîntîna 3, umplută cu material de izolare termică 4. Partea de sus a pilonului are capătul sferic 1. centrul căruia este marcat prin incrustaţie pe metal sau cu o gaură de diametru mic.

La efectuarea observaţiilor asupra deplasărilor pentru instalarea aparatelor şi fixarea punctelor se folosesc piloni de observaţie (fig. 4.1., b). Ei sunt nişte bare 2 din beton armat cu secţiunea în formă de pătrat cu capătul 1 al semnalului (cu un dispozitiv de centrare specială pentru instalarea uniformă a

Page 24: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

24

teodolitului şi semnalului de vizare pentru toate ciclurile de observare) şi cutia din metal unită prin articulaţie cu mecanism de închidere. La instalarea pilonului în sol în scopul garanţiei stabilităţii se foloseşte placa de fundaţie 3. Partea semnalului, ce iese deasupra pămîntului, alcătuieşte, de regulă, 1.2 m.

Pentru fixarea punctelor de observaţie pe structurile clădirilor şi construcţiilor se folosesc mărcile de deformaţie. Marca prezintă un disc metalic 1 (fig. 4.1., c, d), instalat pe peretele 3 sau pe partea înclinată a construcţiei. Marca îşi schimbă poziţia sa spaţială paralel cu deplasarea structurii construcţiei.

Pentru vizarea directă cu teodolitul marca se colorează cu două culori, fiind clar însemnate locurile de orientare ale crucii sau centrul firelor reticulare ale lunetei. Marca predestinată pentru instalarea orizontală a riglei speciale, pentru măsurare sau are urechiuşe speciale 2 (fig. 4.1., c) pentru sprijinul riglei, sau un capăt semisferic 2 (fig. 4.1., d) pentru instalarea tălpii mirei spe-ciale.

Fig. 4.1. Semnalele de fixare a punctelor în timpul

observaţiilor asupra tasărilor: a ) semnalul de bază; b) pilonul de observaţie; c) marca de tasare cu

urechi; d) marca de tasare cu capatul în formă de semisferă.

Page 25: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

25

Precizia determinării deplasărilor depinde de tipul con-

strucţiei, felul fundaţiei, scopul observaţiilor şi viteza deplasărilor. Pentru clădirile şi construcţiile amplasate pe terenuri de fundaţie stîncoase eroarea deplasărilor nu trebuie să depăşească 1,5 mm, pentru construcţiile amplasate pe terenurile slab comprimabile — 3 mm, pentru construcţiile amplasate pe terenurile comprimabile — 7 mm.

Observaţiile asupra deplasărilor construcţiilor sunt efectuate în cicluri. Ciclul zero se efectuează pînă la apariţia sarcinilor orizontale asupra construcţiilor, de exemplu pînă la umplerea lacului de acumulare cu apă sau rambleierea părţii subterane a clădirii. Următoarele cicluri se suprapun în timp cu etapele de aşteptare a apariţiei deplasărilor orizontale, iar după darea construcţiilor în exploatare—nu mai puţin decît de două ori pe an, pînă la stabilizarea totală a construcţiei.

La efectuarea observaţiilor cel mai frecvent sunt aplicate următoarele metode.

4.2. Metoda măsurărilor în aliniament

În afara zonei de deplasare a solului se instalează semnalele de bază A şi B (fig. 4.2, a) şi periodic (ciclic) se determină abaterile c1, c2 şi c3 ale mărcilor de deformaţie 1, 2 şi 3, instalate pe construcţia de la alinimentul AB.

Pentru o precizie mai înaltă de măsurare linia aliniamen-tului se amplasează la o distanţă mică de la construcţie (0,4—0,6 m).

Page 26: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

26

Fig. 4.2. Metoda de aliniament a observaţiilor asupra deplasărilor orizontale:

a) determinarea abaterii de la aliniament cu ajutorul riglelor de măsurare; b) rigla de măsurare; c) schema deplasarii punctului; d) determinarea abaterii de la aliniament prin măsurarea unghiurilor paralaxee.

Pentru determinarea abaterilor se folosesc următoarele metode.

Page 27: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

27

4.3. Determinarea abaterilor cu ajutorul riglelor de măsurat

În cazul acestei metode se folosesc rigle de măsurat speciale cu diviziuni milimetrice (fig. 4.2., b). Rigla se fixează pe cadrul 2, echipat cu suport special introdus în urechiuşele 1 ale mărcii de deformaţie. Rigla fixată pe marcă ia poziţia orizontală

La măsurarea abaterilor mărcilor de deformaţie de la aliniament teodolitul se instalează în punctul A, se pune în poziţia orizontală, se orientează centrul firelor reticulare la marca de vizare, instalată deasupra semnalului de bază B, iar pentru poziţia blocată a limbului şi a lidadei, succesiv, ca şi la ridicarea prin nivelment lateral, se citesc lecturile c1a, c 2a şi c 3a cu ajutorul riglei de măsurat.

Aceste măsurări alcătuiesc prima semirepriză. În a doua semirepriză teodolitul se instalează deasupra

semnalului de bază B, se vizează, pentru altă poziţie a cercului vertical, la marca din punctul A şi cu ajutorul riglei se citesc lecturile clb, c2b şi c3b ale mărcilor de deformaţie. După lecturile căpătate se calculează lecturile medii c =0,5(c1a + clb), C2 = 0,5(c2a + c2b), c'3=0,5(c3a + c3b) şi se înregistrează în carnetul de calculare a deplasărilor (tab. 4.1).

Astfel de măsurări se efectuează şi în următorul (primul) ciclu, rezultatele c1a , c2 şi c înregistrîndu-se tot în carnetul de calculare a deplasărilor.

Deplasările orizontale A ale mărcilor de deformaţie se -calculează ca diferenţa abaterilor de la aliniament în ciclul zero şi ciclurile următoare

∆ ∆∆ 1 2

21 2

X - XY = -Bf(X - X )

∆1 0 11 1 1= c - c ; ∆1 0 1

2 2 2= c - c ; ∆1 0 13 3 3= c - c ;

(4.1.)

Page 28: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

28

Pentru al doilea şi următoarele cicluri, programul măsurărilor rămîne neschimbat, ceea ce dă posibilitatea de a exclude din rezultatele măsurărilor un şir de erori sistematice. Tabelul 4.1 .

Carnetul de calculări al deplasărilor orizontale ale punctelor construcţiei

Numărul

mărcii de

deformaţie

Ciclul 0 Ciclul 1 Ciclul 2 12.06.1988 30.08.1988. 20.12.1988

Lectura pe miră, mm

Lectura pemiră, mm

Deplasarea, mm

Lectura pe miră, mm

Deplasarea, mm

123

187,5 194,0 188.0

192,0 191,0 186,5

-4.5 +3.0 -1.5

194,5 189,5 186,0

-7.0 +4,5 - 2,0

Rezultatele determinării deplasărilor orizontale se înscriu pe schemă, aparte pentru fiecare ciclu de observaţii (fig.4.2.,c), datorită cărui fapt mai ilustrativ sunt prezentate schimbările deplasărilor în timp.

4.4. Determinarea abaterilor prin măsurarea unghiurilor paralactice

La aplicarea acestei metode se măsoară cu teodolitul, din punctele semnalelor de bază A şi B (fig. 4.2., d), unghiurile paralactice mici via, Υ1a, Υ2a, Υ3a, şi Υ1b, Υ2b, distantele d1, d2, d3 şi d, iar abaterea mărcii i de deformaţie se calculează după formula

= =ρia

ία ia ia iγñ d tgγ d ; .=

ρib

ia iγc (d - d )

Page 29: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

29

unde di — distanţa orizontală de la punctul de sprijin al semnalului A pînă la marca de deformatie măsurată; γia, γib — unghiurile paralactice, măsurate spre marca i corespunzător din punctele A şi B.

Măsurarea distantei se efectuează, de regulă, numai în ciclul zero cu o precizie relativ mică. Metoda generală de observaţii şi prelucrare a datelor rămîne aceeaşi ca şi pentru metoda precedentă.

Metoda măsurărilor în aliniament este simplă, nu necesită un volum mare de muncă, dă rezultate destul de precise, însă are următoarele neajunsuri:

deplasările orizontale se determină numai în direcţia axei X (vezi fig. 4.2., c), perpendiculară pe aliniamentul AB; rezultatele căpătate nu se deosebesc printr-o fiabilitate înaltă, deoarece amplasarea punctelor A şi B în apropierea construcţiei nu asigură imobilitatea punctelor în timpul observaţiilor.

4.5. Metoda triangulaţiei Pentru această metodă semnalele de bază A şi B (fig. 4.3., a)

sunt amplasate în sol stabil la o distanţă destul de mare de la obiectul de observaţie, iar pe construcţie, de pildă pe baraj, se instalează pilonii de observaţie I. II, III şi periodic (în cicluri) prin metoda triangulaţiei se determină coordonatele lor.

În acest scop se determină cu o precizie foarte înaltă, de exemplu cu telemetrul electrooptic, lungimea bazei AB şi se măsoară unghiurile tuturor triunghiurilor.

În urma prelucrării datelor pentru fiecare ciclu se capătă coordonatele punctelor studiate, de exzemplu:

Punctul 0 I II Ciclul . .X°1 Y°1 XI

1, Y11, XII

1, YII1.

Page 30: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

30

Fig. 4.3. Determinarea deplasărilor orizontale prin metoda de triangulatie şi combinată (mixtă): a) schema măsurărilor prin metoda de triangulatie; b) schema deplasării pilonilor de observaţie; c) schema măsurării prin metoda direcţiilor; d) schema determinării corecţiilor

Deplasările punctelor de observaţie (pilonilor) în direcţiile axelor X şi Y se calculează ca diferenţa coordonatelor corespunzătoare dintre cicluri, de exemplu:

Punctul I . I II Ciclul ∆XI

I =X01 –X

II; X

III=Xo

I-XII

I

YI

I=YoI-YI

I; ∆YIII=Yo

I-YIII.

Rezultatele determinării deplasărilor se înscriu pe schemele întocmite pentru fiecare ciclu de observaţii. Mărimea absolută a

Page 31: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

31

deplasării totale se determină ca diagonala dreptunghiului cu laturile ∆X şi ∆Y (fig. 4.3, b), prin urmare, 2 2.X Y∆ = ∆ + ∆

Dacă pe punctele studiate ale construcţiei, de exemplu pe pereţii clădirii, nu poate fi instalat teodolitul, se aplică metoda orientărilor (fig. 4.3, c). În cazul acestei metode unghiurile se măsoară numai în punctele semnalelor de bază A şi B, iar coordonatele punctelor determinate 1, 2, 3 se calculează ca pentru intersecţiile unghiulare. Această metodă nu dă rezultate atît de precise ca metoda de triangulaţie, dar necesită un volum mai mic de lucrări

În cazurile analizate deplasările punctelor se determină în direcţia a două axe (în plan) şi au o fibialitate înaltă. Insă în comparaţie cu metoda aliniamentelor volumul măsurărilor de teren şi al prelucrării rezultatelor sunt cu mult mai mari.

4.6. Metoda mixtă

La aplicarea acestei metode semnalele de bază A şi B (fig. 4.3., c) se amplasează în sol, stabilite la o distanţă mare de la obiect, iar pilonii de observaţie I şi II, care formează aliniamentul I—II,—la o distanţă nu prea mare de la obiect. În construcţii se instalează mărcile de deformaţie 1, 2 şi 3.

La efectuarea observaţiilor în ciclul zero, coordonatele pilonilor de observaţie. X0

I Y0I şi X0

II Y0II se determină prin

metoda triangulaţiei, iar abaterile c0 1, c0

2 şi c0 3 ale mărcilor

de deformaţie 1, 2 şi 3 faţa de aliniamentul suplimentar I—II se măsoară de la piloni.

În ciclul al doilea de observaţii măsurările se repetă în aceeaşi succesiune, se determină coordonatele pilonilor de observaţie XI

II , YI I; XI

II, YIII şi se măsoară abaterile cI

1, cI2 şi

cI3, ale măsurilor de deformaţie faţă de aliniament.

Dacă abaterile pilonilor de observaţie ∆XII = X0

I—XIl

şi XI II= X0

II-XlII pe axa X nu depăşesc eroarea de determinare a

coordonatelor determinate după rezultatele măsurării prin metoda

Page 32: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

32

de triangulaţie, atunci deplasarea mărcilor de deformaţie se determină ca pentru metoda aliniamentelor după formula (4.1.). Dacă deplasările ∆XI

I şi ∆XI II, sînt mai mari decît erorile de

determinare a coordonatelor, atunci în rezultatele măsurării abaterilor de la aliniament cI

1, cI 2 şi cI

3 se introduc corecţii. Pentru determinarea corecţiilor vom analiza fig. 4.3., c. Fie că în ciclul de observaţii dat pilonul I a căpătat o deplasare ∆XI

I şi din punctul I s-a deplasat în punctul II; pilonul de observaţii II a căpătat deplasarea XI

II şi din punctul II s-a deplasat în punctul III. În acest caz valorile corectate ale abaterilor mărcilor de deformaţie pot fi calculate după formulele: 1 1 1=I I

corc c + δ ; 2 2=I I2corc c + δ ; 3 3=I I

3corc c + δ . (4.2.) Fiecare corecţie o, ă2, şi Sj, după cum se vede din desen, este alcătuită din partea constantă ∆ ∆ − ∆I I

II IX = X X şi partea variabilă, care depinde de mărimea = ∆ − ∆I

II ck X şi distanţele dl, d2, d3 şi d4. Conform desenului, putem scrie

∆ =I1 I 1

kδ = X d ;d

∆ =I2 I 2

kδ = X d ;d

∆ =I3 I 3

kδ = X d .d

(4.3.)

înlocuind valorile lui 6 din (4.3.) în (4.2.) căpătăm

= ∆I I I 11cor 1 I

kdc c + X + ;d

= ∆I I I2cor 2 I 2

kc c + X + d ;d

= ∆I I I3cor 3 I 3

kc c + X + d ;d

Page 33: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

33

Folosind mărimile corectate ale abaterilor c' „r după formula

(4.1.), se poate calcula deplasarea mărcilor de deformaţie Metoda mixtă de observaţii îmbină metoda sigură a

triangulatiei şi metoda simplă a aliniamentelor. Comparativ cu metoda triangulatiei în metoda mixtă este redus esenţial volumul măsurărilor (în particular pentru un număr mare de mărci), iar comparativ cu metoda aliniamentelor e sporită esenţial fibialitatea rezultatelor, deoarece se determină deplasarea punctelor aliniamentului I şi II.

Page 34: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

34

Tema 5. Măsurarea rosturilor de dilataţie şi a fisurilor

Planul temei: 5.1.Generalităţi 5.2. Metoda observaţiilor prin măsurarea fisurilor 5.3. Metoda corzii plutitoare Scopul temei: analiza şi studiul metodelor de măsurare a rosturilor de dilataţie

5.1.Generalităţi Pentru determinarea deplasărilor relative ale diverselor părţi

componente ale unei construcţii separate prin rosturile de dilatatie şi tasare se pot aplica următoarele metode.

5.2. Metoda observaţiilor prin măsurarea fisurilor Pentru măsurarea deplasărilor prin această metodă, pe cons-

trucţia urmărită, se aplică aparate de măsurare a fisurilor de dife-rite construcţii. Dintre ele, în ultimul timp, răspîndirea cea mai mare a obţinut-o aparatul de măsurare a fisurilor de triplă observaţie (construcţie sovietică) (fig.5.1.) .

Acest aparat este alcătuit din trei mărci de fontă fixate pe suprafaţa tronsoanelor învecinate, pe ambele părţi ale rostului. Aşezarea mărcilor se face cu ajutorul unui şablon, în vîrfurile unui triunghi echilateral cu laturile de 200 - 600 mm. În acest caz înclinarea în direcţie verticală şi orizontală poate fi pină la 5 - l0 mm.

Fiecare marcă (fig. 5.1. a) este alcătuită din căpăcelul (1), capul cu orificiul (2) şi corpul (5).

Măsurarea distanţelor între orificiile din capetele mărcilor se face cu un dispozitiv de măsurare mobil, şubler pentru fisuri (fig. 5.1c) format din mira (4) adusă în poziţie orizontală cu ajutorul nivelei cilindrice (5) şi două ace, unul de sprijin (6) şi al doilea mobil (7) avînd şi un capăt cu diviziuni micrometrice.

Page 35: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

35

Fig. 5.1. Schema amplasării mărcilor pentru măsurarea fisurilor

Rezultatele măsurătorilor distanţelor şi a diferenţelor de nivel dintre mărci (fig.5 b) considerînd marca B ca poziţie de origine, se trec în caietul de observaţii. In funcţie de distanţele a,b şi c dintre mărci se calculează coordonatele x şi y, la început pentru punctul A:

2 2 2c + b - ay = ;

2c 2 2x = b - y .

şi apoi pentru punctul B:

2 2 2c + a - by' = ;

2c 2 2x' = a - y' .

F

Page 36: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

36

Creşterea deplasărilor orizontale pe două direcţii ∆x şi ∆y se determină ca diferenţe ale coordonatelor punctelor A şi B, între două cicluri de măsurători.

Poziţia verticală a mărcilor A şi C faţă de B se determină cu formula:

∆b aZ Z + Z ;a = ∆c b cZ Z + Z . = în care:

Zb - cota convenţională,

∆ Za şi ∆Zc - diferenţa de nivel între origine şi mărcile A şi C observate.

Înclinarea marginii superioare în direcţiile mărcilor:

B - A, B-C şi A-C se calculează cu relaţiile: ∆

B-AZai = ;b

∆B-C

Zci = ;a

∆A-C

Zaci = .c

Creşterea înclinărilor se determină ca diferenţe ale înclinărilor între observaţiile repetate şi cele iniţiale.

5.3. Metoda corzii plutitoare Esenţa acestei metode constă în următoarele: În punctele galeriei inferioare a barajului, la aceiaşi

înălţime (pînă la 2 m de la pardoseală) pe ambele părţi ale rostului de tasare între ploturi se fixează mărcile (10) în forma unor console (fig. 5.2.)

Page 37: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

37

.

Fig. 5.2.

Pe fiecare consolă se aşează o cuvă de dimensiunile 25 x 12 x 12 cm umplută cu apă pînă la 10 cm.

Constanţa aşezării cuvei pe conselă se asigură prin contactul mecanic al adînciturii în formă de V al cuvei cu suportul cilindric (1), fixat rigid de consolă şi prin şurubul de calare (2) pentru aducerea cuvei în poziţie orizontală.

În cuvă pluteşte liber plutitorul (3) cu greutatea de 400 gr şi cu o furcă (4) pe care se aşează o sîrmă de oţel (coardă) (5) cu diametrul de 0,8 - 1 mm. Sîrma se întinde cu o greutate pînă la 60 kg (la o lungime a aliniamentului de 600 m). Datorită acestei construcţii sîrma întinsă între capetele aliniamentului (în galeria barajului) pluteşte liber pe plutitor şi sub acţiunea tensiunii se aşează rectiliniu, deplasîndu-se în plan orizontal.

Poziţia marginii longitudinale a cuvei (6) faţă de sîrmă se determină cu ajutorul săgeţii de contact (7) deplasată împreună cu cursorul (8) în lungul riglei de măsurare (9). Cursorul cu vermierul, pentru contactul precis al săgeţii cu coardă, are şurub de fixare şi şurub micrometric.

Page 38: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

38

Precizia vermierului este de 0,l mm. Observaţia asupra deplasărilor relative ale unor părţi

din construcţie se execută în felul următor: Se fixează sîrma cu un capăt de cîrlig şi celălalt se trece

peste partea respectivă de construcţie păstrînd tensiunea constantă şi se lasă să se liniştească. Apoi observatorul efectuează citirile pe vermierele riglelor gradate de la toate cuvele.

În continuare, coarda se deplasează cu 2-3 cm în direcţie transversală şi programul de observaţii se repetă. Se fac astfel 3-4 serii.

Diferenţa maximă între abaterile reduse la poziţia iniţială a corzii nu depăşeşte practic ± 0,3 mm. La aprecierea preciziei determinării deplasărilor relative prin această metodă se calculează astfel: a) Eroarea medie pătratică a abaterii proprii a fiecărei mărci de la linia aliniamentului:

[ ]

±n cit.vv

M = m =n - 1

mcit -eroarea medie pătratică a citirii pe scala riglei gradate. b) Eroarea medie patratică de determinare a deplasării unei mărci între două cicluri de măsurători:

±cicl(1) cicl(2)

2 2δ n nµ = M + M

Pentru obţinerea deplasării absolute a oricărei părţi de construcţie este necesar a se însuma deplasarea abţinută prin această metodă cu deplasarea semnalelor de la capete.

Page 39: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

39

Tema 6.

Măsurarea tasărilor şi deformaţiilor constructiilor prin metode fotogrametrie terestre şi a stereofoto-grametriei

Planul temei:

6.1. Scurtă caracterizare a metodelor fotogrametrice şi stereofotogrametrice 6.1.1. Metoda fotogrametrică 6.1.2. La baza metodei stereofotogrametrice 6.1.3. Unele particularităţi ale metodelor fotogrametrice şi stereofotogrametrice 6.2. Observaţii asupra deplasărilor orizontale efectuate prin metoda fotogrametrică

Scopul temei: cunoştinţe generale privind măsurările tasărilor şi deformaţiilor folosind metoda fotogrametrică terestră şi stereofotogrametrice.

6.1. Scurtă caracterizare a metodelor fotogrametriei şi stereofotogrametriei

Metodele fetogrametriei terestre şi ale stereofoto- grametriei pot fi folosite cu succes pentru măsurarea deformaţiiler construc-ţiilor. Avantajul lor faţă de alte metode constă în aceea că ele fixează cu destulă precizie deformaţiile constante şi cele temporare (în două-trei coordonate) care au loc sub acţiunea solicitărilor statice şi dinamice, şi pot fi aplicate în diferite scopuri tehnice-inginereşti (construcţii de locuinţe, construcţii industriale şi hidrotehnice, încercări la poduri, şantiere navale, studierea alunecărilor etc).

Fotografierea mărcilor de deformaţii se face cu ajutorul fototeodolitului în orice anotimp al anului şi într-un timp foarte scurt.

Prelucrarea ulterioară de cabinet a fotogramelor se face la etereo-comparator în timpul convenit de executant. În afară de aceasta, fotogramele obţinute ale obiectului fotografiat cu mărcile

Page 40: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

40

de deformaţie constituie un document care fixează în mod obiectiv poziţia construcţiei în spaţiu la data fotografierii.

Cu toate acestea, metodele fotogrametrice şi stereo-fotogrametrice trebuie aplicate numai în acele cazuri cînd acest lucru este indicat din punct de vedere economic.

6.1.1.Metoda fotogrametrică de determinare a tasărilor şi deformaţiilor construcţiilor (fig. 6.1.) constă în fotografierea succesivă a unor semne speciale pe construcţii, înainte şi după deformare.

Să considerăm că axul optic al fototeodolitului ocupă o poziţie orizontală şi este îndreptat perpendicular pe planul P al construcţiei studiate.

În acest caz marca N fixată pe construcţie apare pe fotogramă sub forma punctului n.

Să considerăm acum că după deformarea construcţiei marca N se deplasează în punctul N1 şi în condiţiile poziţiei fixe a axului de vizare a fototeodolitului, apare pe fotogramă în punctul n 1.

În aceste condiţii, măsurînd pe fotograme, coordonatele fotogrametrice ale punctelor n şi n1 se poate determina mărimea deplasării ∆z şi ∆x a mărcii de deformare, pe axul vertical Z şi cel orizontal x, după care se pot calcula mărimile reale ale deformaţiilor, deplasărilor spaţiale ∆z şi ∆x după formulele:

∆∆

žz = Y ;f

∆∆

xX = Y .f

în care: Y - distanţa de la marca observată pînă la fototeodolit; f - distanţa focală a fototeodolitului.

Page 41: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

41

Fig 6.1.

Baza teoretică a metodei fotogrametrice şi descrierea instru-

mentelor folosite sunt prezentate în mod amănunţit în literatura de specialitate.

6.1.2. La baza metodei stereofotogrametrice se află particularitatea vederii stereoscopice de a percepe adîncimea spaţiului, fapt care permite să se determine deplasarea unui punct oarecare al construcţiei (fig. 6.2.) în trei măsurători.

Pentru aceasta se fotografiează punctul de studiat al construcţiei, din două capete S1 şi S2 ale bazei B.

Ca rezultat se obţine imaginea punctului observat pe fo-tograma din stînga, sub forma punctului n cu coordonatele x1 şi z1 iar pe fotograma din dreapta sub forma punctului n cu coordonatele x2 şi z2.

Page 42: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

42

Fig.6.2.

Diferenţa absciselor punctului n de pe fotograma din stînga şi cea din dreapta reprezintă paralaxa orizontală în primul ciclu de măsurători:

P1 =x1 – x2 Coordonatele punctului N în spaţiu (în primul ciclu de

observaţii) se determină cu formulele:

⋅ 11

1

B xx = ;P

⋅1

1

B fY = ;P

⋅1

1

B žZ =P

(6.1)

După deplasarea punctului N în poziţia N1, pe fotograma din stinga obţinem imaginea lui sub forma punctului n1 cu coordonatele x1

1 şi z1 iar pe fotograma din dreapta, sub forma punctului n1

1 cu coordonatele x2

1 şi ž21.

Coordonatele spaţiale ale punctului N1 în al doilea ciclu de

Page 43: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

43

observaţii se determină cu formulele: ⋅ '

' 11 '

1

B xX = ;P

⋅'1 '

1

B fY = ;P

⋅ '' 11 '

1

B žZ = .P

(6.2)

unde: P1

1 =x11 - x2

1

Deplasarea punctului N în N1 după rezultatele măsurătorii a două cupluri stereoscopice obţinute înainte şi după deformaţia construcţiei se determină după formulele (3) ca diferenţă a coordonatelor:

⎡ ⎤∆

∆ ⎢ ⎥⎣ ⎦

'' 1 1 1 11 1 2

1

(X - X )p - X pX = X - X = Bp

∆∆ ⋅'

1 1 21

pY = Y - Y = -B fp

⎡ ⎤∆∆ ⎢ ⎥

⎣ ⎦

'' 1 1 1 11 1 2

1

(Ž - Z )p - Z pZ = Z - Z = Bp

(6.3)

unde diferenţa paralaxelor orizontale între două cicluri de măsură-tori ∆p = p1 – P1.

Mărimea diferenţei poate fi determinată şi din deplasările imaginilor obţinute, adică prin observarea nemijlocită a două perechi de fotograme din stînga şi din dreapta, obţinute în primul şi în al doilea ciclu de observaţii.

În acest caz creşterile deplasărilor pe cele trei direcţii se determină cu formulele:

⎛ ⎞∆ ∆∆ ∆⎜ ⎟

⎝ ⎠2 1

1 11 2 1 2

B X - XX = X + XX - X X - X

Page 44: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

44

∆ ∆∆ 1 2

21 2

X - XY = -Bf(X - X )

⎛ ⎞∆ ∆∆ ∆⎜ ⎟

⎝ ⎠2 1

1 11 2 1 2

B X - XZ = ž + ZX - X X - X

(6.4)

unde:

- deplasarea imaginilor unuia şi aceluiaşi punct de pe fotograma din stînga şi cea din dreapta pe axa absciselor.

∆ '1 1 1Z = Z - Z } - deplasarea imaginii pe axa ordonatelor pe

fotograma din stînga. Mărimea ∆ z1 se obţine nemijlocit pe scara şi tamburul

şurubului paralaxelor orizontale, dacă înaintea observaţiilor la stereocomparator se roteşte plăcuţa cu 90o.

Cînd construcţia are o lungime însemnată sau înălţime mare şi nu încape pe una din fotograme, pentru cuprinderea totală a obiectului se efectuează fotografierea în felul următor;

a) Cu axele optice ale fototeodolitelor, orizontale şi paralele între ele, înclinate faţă de perpendiculara la bază cu unghiul ± φ; şi b) cu axele optice ale fototeodolitului perpendiculare pe bază şi paralele între ele, dar înclinate faţă do orizont cu unghiul ±ω.

În acest caz coordonatele spaţiale ale mărcii din fiecare ciclu de observaţii se vor determina cu formulele speciale date în cursurile de stereofotogrametrie.

Remarcăm că precizia de determinare a deformaţiilor cons-trucţiilor în fiecare din ciclurile de observaţie depinde de cons-tanţa pe înălţime a poziţiei fototeodolitului şi de constanţa orientării fototeodolitului.

Practic, îndeplinirea acestor condiţii este o sarcină grea.

'1 1 1

'2 2 2

X = X - X

X = X - X

Page 45: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

45

Pentru rezolvarea ei cu destulă precizie este necesar să avem pe fiecare din fotograme nu mai puţin de 2-3 puncte de control a căror poziţie trebuie determinată în prealabil prin metode geo-dezice.

6.1.3. Unele particularităţi ale metodelor fotogrametrice şi stereofotogrametrice Să analizăm unele particularităţi şi cerinţe ale metodei

fotogrametrice şi stereofotogrametrice de care trebuie să se ţină seama la măsurarea deformaţiilor construcţiilor.

Cele mai bune semnale pentru observaţiile asupra deformaţiilor construcţiilor cu ajutorul fototeodolitelor sunt următoarele:

a) Pilaştrii de susţinere cu secţiune de 40 x 40 cm în-gropaţi pînă la stratele stabile ale fundaţiei şi prevăzuţi cu dispozitiv special de centrare care să asigure constanţa stabilirii fototeodolitului în unele şi aceleaşi puncte ale capului pilastrului.

b) Mărci de deformaţii fixate pentru toată perioada obser-vaţiilor în pereţii clădirilor sau în alte părţi ale construcţiilor.

Mărcile reprezintă nişte plăci metalice plane de dimen- siunile 6 x 6 cm cu o tije de susţinere cu lungimea de 5-6 cm fixată cu pastă de ciment pe obiectivul care se observă.

Pe faţa mărcii sunt reprezentate cercuri concentrice cu diametrele de 10, 30 şi 50 mm şi grosimea perimetrului de 5 mm, care se vopsesc, începînd de la centru alternativ cu vopsea neagră şi albă. Se poate ca fondul pătrat al plăcii să se vopsească cu cu-loare albă şi pe acest fond să se traseze o cruce neagră care să fie formată din două linii reciproc perpendiculare cu lăţimea de l0-12 mm

O astfel de marcă, apare pe negativ, sub formă de cercuri alb-negru sau cruce albă, ceea ce crează condiţii necesare pentru vizarea precisă cu marca neagră de vizare a stereocomparatorului asupra centrului imaginii mărcii de deformaţie.

Page 46: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

46

6.2.Observaţii asupra deplasărilor orizontale efectuate prin metoda fotogrametrică

Metoda fotogrametrică de măsurare a mărimilor deplasărilor se aplică la determinarea deplasărilor unui număr mare de mărci de deformaţie. Ea se bazează pe folosirea fotogramelor obiectelor, căpătate în ciclul de observaţie zero şi ciclul curent. După aceste fotograme se determină schimbările coordonatelor punctelor identice pentru diferite cicluri.

Pentru ridicări sunt folosite fototeodolitele sau aparatele metrice, deoarece ele sunt înzestrate cu nivele pentru instalarea planului de ridicare sub un unghi dat faţă de orizont şi cu dispozitiv de orientare, asemenea teodolitului, pentru instalarea axei optice a aparatului de fotografiat în direcţia dată.

Cea mai simplă pentru prelucrarea datelor, universală şi exactă, e considerată metoda de determinare a deplasărilor, după fotogramele paralele planului principal al construcţiei.

Fotogramele aparte dau posibilitatea de a determina mărimea deplasărilor punctelor construcţiei în planul paralel fotogramei, iar perechea de fotograme stereo, ridicate de pe baza B, paralelă planului construcţiei, în trei planuri reciproc perpendiculare.

Pe fig. 6.4. este arătată fotograma din stînga (Ss) şi din dreapta (Sd) a staţiilor de fotografiere, amplasate paralel faţadei clădirii, pe care sînt fixate mărcile de deformaţie 1, 2, 3,..., i. În afara zonei de deformaţie sunt fixate punctele de control K1, K2, K3, K4. Axa X a sistemului de coordonate fotogrametrice este suprapusă cu linia bazei B (Ss, Sd)), vizele principale OSSS şi QdSd a fotogramelor din dreapta şi stînga sunt perpendiculare pe liniile bazei.

Page 47: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

47

Fig. 6.4. Schema determinării deplasărilor prin metoda fotogrametrică.

În acest caz coordonatele punctelor construcţiei se determină după formulele:

BxX = ;p

BfY = ;p

BzZ = .p

Deplasările mărcilor de deformaţie ∆X, ∆Y, ∆ Z se cal-culează ca şi în cazul efectuării observaţiilor prin metodele geodezice, folosind formula (4.1).

Mărimile ∆X, ∆Y, ∆ Z vor fi deplasări adevărate ale punctelor obiectului, dacă locul de amplasare a camerei de fotografiat şi elementele de orientare ale fotogramei pentru fiecare ridicare următoare vor rămîne neschimbate, şi poate fi realizat prin instalarea camerei de fotografiat pe stative sau tumbe staţionare, care asigură instalarea exactă a camerei în unul şi acelaşi punct şi orientarea minuţioasă cu ajutorul nivelelor şi instalaţiilor de orientare.

Exactitatea instalării camerei prin compararea coordonatelor punctelor de control ki —k4 după fotogramele ciclului zero şi ale

Page 48: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

48

ciclului curent. Punctele de control se vor amplasa în afara zonei de deformaţie, deoarece trebuie să fie imobile.

Dacă apar diferenţe de coordonate ale punctelor iden- tice

δ kj kj kox = x - x ; δ kj kj koz = z - z ;

unde k — numărul punctului de control, / — numărul ciclului curent, atunci ele sînt funcţii de schimbare a elementelor de orientare a fotogramelor şi se scriu în formă de polinom: δ

0 0 0 0 0 0

2k 0 1 k 2 k k 3 k 4 kx = a + a x + a x z + a z + a x ;

δ0 0 0 0 0 0

2k 0 1 k 2 k 3 k 3 k 1 kz = c + a x + a z + a x + a x + a z (6.5)

unde xk0, zk0— coordonatele punctului de control cu numărul K pe fotograma ciclului zero.

Dacă pe fotograme sunt trei puncte de control, care nu sînt amplasate pe o dreaptă (vezi fig.6.4 ), pentru punctele k1, k2, k3 poate fi alcătuit un sistem de şase ecuaţii de forma (6.5), din soluţia căreia se determină mărimile coeficienţilor ai ,ci - (i =0, 1, 2, 3, 4).

Dacă în formula (6.5) datele punctelor de control vor fi înlocuite cu coordonatele mărcilor de deformaţie măsurate pe fotograme(x'kj, y'kj)şi mărimile a„ cit calculate după coordonatele punctelor de control, vom căpăta corecţiile oxkj, ozkj, ce trebuie introduse în mărimile coordonatelor măsurate; ele compensează influenţa schimbării elementelor de orientare a fotogramei în ciclul j faţă de poziţia din ciclul zero:

xkj=x'kj+δxkj; zkj=z 'kj+δzkj . Coordonatele xkj, Zk\ pot fi folosite pentru calcularea

diferenţelor coordonatelor după formulele: ∆Xkj=Bxkj / pkj – Bxk0 / pk0 = B(xkj / pkj – xk0 / pk0); ∆Ykj=Bf / pkj – Bf / pk0=Bf(1 / pkj – 1/ pk0); ∆Zkj = Bz / pkj – Bzk0 / pk0 =B(zkj /pkj –pk0 / pk0);

Page 49: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

49

unde xkj, zkj, pki — mărimile corectate ale coordonatelor şi paralaxului punctului k pe fotograma ciclului j; xk0 ,zko ,pk0 — coordonatele corectate şi paralaxul punctului k pe fotograma ciclului zero; B, f — baza de fotografiere şi distanţa focală a camerei de fotografiat.

Deseori deplasările punctelor construcţiilor se măsoară numai în planul X, Z, adică în planul fotogramei. In acest caz construcţia se fotografiază numai dintr-o staţie, mărimea Y se măsoară prin metodele geodezice, iar pentru calcularea mărimilor ∆X, Z se aplică formulele

Xxkj = Yxkj /f— Yxk0 / f = Y∆xkj /f; ∆Zkj= Y∆zkj. La măsurarea deformaţiilor, mărimile ∆xkj ,∆zkj sunt foarte

mici, din această cauză pentru ridicarea preciziei de măsurare a lor se aplică metoda paralaxului temporar. Fotograma ciclului zero se instalează în caseta din stînga a stereocomparatorului, iar fotograma ciclului pentru studierea deformaţiilor — în caseta din dreapta. In lipsa deplasărilor punctelor obiectului şi păstrarea nes-chimbată a elementelor de orientare a fotogramei, observatorul binocular urmăreşte imaginea plană a obiectului. Dacă există deplasări, devierile în planul X, Y sunt perceptate de observator ca deformare spaţială a imaginii plane. Aceste devieri (∆x', ∆z') se măsoară prin orientarea stereoscopică a mărcii la punctul obiectului prin deplasarea numai a casetei din dreapta a stereocomparatorului sau cu şuruburile paralaxului longitudinal şi transversal. Dacă la măsurarea cu stereocomparatorul mărimile ∆xkj , ∆zkj ale punctelor de control nu sunt egale cu zero, atunci la valorile ∆xkj , ∆zkj ale tuturor punctelor studiate se introduc corecţiile δxkj , δzkj , conform formulelor ( 6.5 ), din contul schimbării mărimii elementelor de orientare a fotogramelor ∆xkj = ∆x'kj + δxkj ; ∆zkj =∆z'kj + δzkj .

Page 50: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

50

Calculele erorilor măsurării şi practica aplicării foto-grametriei pentru măsurarea deformaţiilor arată, că erorile relative de determinare a deplasărilor pe axele X şi Y au următoarele mărimi:

1 1∆ ≈xm - ;y 25000 4000

1∆ ≈ym;

Y 1000

1 12

∆ ≈zm - ;z 2000 5000

Page 51: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

51

Tema 7.

Măsurarea deplasărilor şi deformaţiilor unghiulare

Planul temei:

7.1. Generalităţi 7.2. Determinarea înclinaţiei construcţiilor faţă de verticală 7.2.1. Metoda proiectării verticale 7.2.2.Metoda intersecţiilor unghiulare 7.3.Determinarea înclinării construcţiilor prin procedeul măsurării unghiurilor orizontale Scopul temei: cunoştinţe generale privind măsurarea deplăsărilor şi deformaţiilor unghiulare.

7.1. Generalităţi Deplasările şi deformaţiile unghiulare sunt rotiri ale

construcţiilor care pot avea loc în plan orizontal (răsuciri ale construcţiei) sau în plan vertical (înclinări ale construcţiei).

Rotirile în plan orizontal se pot determina pe baza re-zultatelor măsurătorilor deplasărilor punctelor construcţiei în plan orizontal, folosind metodele geodezice (microtriangulaţie, aliniament).

Cele mai frecvente rotiri şi în acelaşi timp cele care interesează cel mai mult din punct de vedere al stabilităţii construcţiilor, sunt cele care au loc în plan vertical (înclinări ale construcţiei).

Procedeele utilizate la determinarea acestor deplasări şi deformaţii unghiulare, pot să ofere două modalităţi de exprimare a mărimii acestora şi anume prin:

- mărimi unghiulare care exprimă direct unghiul de rotire al elementului de construcţie observat;

- mărimi lineare al căror raport permite determinarea tangentei unghiului de rotire.

Page 52: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

52

Determinarea înclinării construcţiilor Pentru determinarea înclinării construcţiilor, s-au conceput

diverse procedee care au utilizat unele dispozitive tehnice speciale sau o parte din aparatura folosită la măsurarea deplasărilor orizontale şi verticale.

Dintre cele mai cunoscute procedee de determinare se menţionează următoarele:

a) - determinarea înclinării construcţiilor cu ajutorul clinometrelor;

b) - determinarea înclinării construcţiilor cu ajutorul pendulelor;

c) - determinarea înclinării construcţiilor prin metoda măsurării unghiurilor orizontale;

d) - determinarea înclinării construcţiilor înalte după mărimea tasării fundaţiilor (prin nivelment

geometric ).

Procedeele a) şi b) fac parte din categoria metodelor

negeodezice şi deci nu se vor prezenta aici. Ne vom ocupa numai de ultimele două procedee care utilizează aparatura geodezică.

7.2. Determinarea înclinaţiei construcţiilor faţă de verticală

Sub influenţa sarcinilor solicitate de vînt, încălzirea neuniformă şi tasarea fundaţiei, axele construcţiilor se abat de la poziţia verticală. De regulă, construcţiile în formă de turn au curbură spaţială (fig. 7.1., a). Pentru determinarea abaterii de la verticală punctul axei Os se proiectează pe verticală la orizontul iniţial şi se capătă punctul Oj. Înclinaţia construcţiei se caracterizează prin

Page 53: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

53

Fig. 7.1. Schema determinării înclinaţiei construcţiilor:

a ) caz general; b ) aparatul de proiectare optică, instalat în interiorul con-strucţiei; c ) aparat de proiectare optică, instalat în exteriorul

construcţiei; ) cu teodolitul; e) prin metoda intersecţiilor unghiulare.

mărimea liniară e şi unghiulară α. La determinarea înclinaţiei se aplică următoarele metode.

Page 54: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

54

7.2.1. Metoda proiectării verticale

Pentru această metodă există următoarele cazuri. Construirea verticalei are loc cu ajutorul firului cu plumb care

se suprapune cu axa construcţiei Os din secţiunea de sus, iar pentru amortizarea oscilaţiilor greutatea se amplasează într-un vas cu lichid vîscos. În secţiunea de jos cu ajutorul riglei cu diviziuni milimetrice se măsoară abaterea e a punctului O s a firului cu plumb faţă de axa Oj a construcţiei în secţiunea de jos. La determinarea mărimii unghiulare a înclinaţiei α ea se măsoară direct cu raportorul sau se determină proiecţiile înclinaţiei ∆x şi ∆y pe axele de coordonate, iar mărimea unghiulară se determină după formula α = arc tg( ∆y/ ∆x)

Exactitatea măsurărilor se verifică după formula ∆ ∆2 2e = x + y .

Precizia determinării înclinaţiei în acest caz este foarte mică şi în multe cazuri depinde de abaterile firului cu plumb de la verticală sub influenţa curenţilor de aer. Pentru o mai înaltă precizie de determinare se folosesc aparatele optice de proiectare verticală.

La construirea liniei verticale cu ajutorul aparatelor de proiectare verticală, deasupra axei construcţiei în secţiunea de jos (fig. 7.1., b) se instalează aparatul, iar în secţiunea de sus se determină deplasările punctului O 'j şi Os în direcţia axelor X şi Y. Pentru aceasta diametrul zero al aparatului optic de proiectare pe verticală se orientează în direcţia axei X, iar în secţiunea de sus se instalează paleta, orientată la fel. Centrul paletei se suprapune cu centrul secţiunii de sus a construcţiei. In acest caz, media lecturilor citite pe paletă, cînd aparatul este instalat în poziţia 0 şi 180°, va arăta mărimea deplasării -Ax, iar media lecturilor pentru poziţia 90 şi 270° - mărimea deplasării ∆y. Calcularea mărimii unghiulare şi liniare a înclinaţiei se face ca şi în cazul precedent.

La determinarea înclinaţiei coşurilor de fum nu pot fi efectuate măsurări în interiorul lor. De aceea se procedează în

Page 55: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

55

felul următor: în direcţia unei axe, de exemplu pe axa Y (fig. 7.1. c), se depune un segment a şi în punctul A căpătat se instalează aparatul optic de proiectare verticală. În secţiunea de sus se instalează în poziţia orizontală mira şi se citeşte lectura b. Dacă sunt cunoscute razele coşului Rs şi Rj respectiv din secţiunea de sus şi de jos, abaterea pe axa Y poate fi calculată după formula

∆y=(Rj + a) — (Rs + b). La construirea liniei verticale cu ajutorul teodolitului

aparatul se instalează succesiv pe una din axe, de exemplu pe axa X (tig. 7.1., d), se vizează la punctul de sus B al clădirii, apoi în raport cu firul reticular al lunetei, cu ajutorul riglei cu diviziuni milimetrice, se determină abaterea ∆y. La fel se determină abaterea ∆x şi se calculează mărimea unghiulară şi liniară a înclinaţiei.

7.2.2.Metoda intersecţiilor unghiulare

Pentru această metodă în jurul construcţiilor în formă de turn se instalează nu mai puţin de trei puncte A, B şi C ale reţelei de bază (fig. 7.1., e) şi prin metoda triangulaţiei se determină coordonatele lor. Din fiecare punct prin intersecţii unghiulare se determină coordonatele axei construcţiei în secţiunea de sus Os şi cea de jos Oj. Pentru determinarea direcţiei spre axa construcţiei în timpul intersecţiilor se citesc lecturile pe muchiile din dreapta şi stînga, iar ca mărime finală este luată media aritmetică.

După coordonatele punctelor Oj şi Os se calculează mărimile înclinaţiei ∆x şi ∆y şi se determină înclinaţia unghiulară α şi liniară e.

Procedeele a ( şi b) fac parte din categoria metodelor ne-

geodezice şi deci nu se vor prezenta aici. Ne vom ocupa numai de ultimele două procedee care utilizează aparatura geodezică.

Page 56: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

56

7.3.Determinarea înclinării construcţiilor prin procedeul măsurării unghiurilor orizontale

În cazul cînd zona în care este amplasat obiectivul cercetat ,

este liberă, la una din muchiile acestuia, pe două direcţii normale şi pe o distanţă de minimum 20 m de aceasta, se poate aplica metoda de determinare a înclinării prin măsurarea unghiurilor orizontale cu teodolitul.

În acest scop, se aleg două puncte de staţie S1 şi S2 am-plasate pe două direcţii normale şi în prelungirea a două feţe ale obiectivului (care formează una din muchiile construcţiei), la o distanţă de 20 - 50 m se marchează prin borne sau pilaştrii de beton (fig. 7.2.).

Fig. 7.2. La partea superioară a construcţiei se fixează o marcă de

observaţii A. Din staţia S1, se măsoară cu teodolitul unghiul orizontal φ1

format de direcţia de vizare la marca A şi direcţia către un punct mai depărtat B, marcat permanent şi suficient de vizibil.

Se mută teodolitul în staţia S2 şi se măsoară unghiul

Page 57: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

57

orizontal φ2 format de direcţia către marca A şi acelaşi punct B sau un alt punct B1, îndepărtat şi suficient de vizibil.

La fiecare ciclu de observaţii se repetă măsurarea unghiurilor orizontale φ1 şi φ2 obţinîndu-se faţă de măsurătoarea de origine, în fiecare ciclu de măsurare următor, cîte o creştere unghiulară a înclinării transversale ∆ φcc.

Astfel, pentru ciclu IV de măsurare din staţia S1, se obţine

creşterea unghiulară;

∆φcc1 = φIV

1 - φ1I

În care s-a notat:

φ I 1 şi φ1 IV - mărimile unghiului φ1 după ciclul I şi respectiv după ciclul IV de observaţii.

Mărimii unghiulare ∆φ îi corespunde o mărime liniară q care se determină cu relaţiile:

în care s-a notat:

q1 , q2 - mărimile liniare ale înclinării în milimetri determinate din staţiile S1 gi S2;

∆φ1cc şi ∆2

cc - mărimile unghiulare ale înclinării exprimate în secunde, determinate din staţiile S1 şi S2;

L1 şi L2 - distanţele orizontale S1A respectiv S2A în mi-limetri.

Page 58: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

58

Mărimea totală a creşterii înclinării Q exprimată sub fermă liniară se abţine prin compunerea vectorilor q1 şi q2 care reprezintă mărimile liniare ale înclinărilor transversale determinate din staţia S1 respectiv S2 (fig. 7.3.); aceasta se determină cu relaţia

2 21 2Q = q + q

În funcţie de cele două componente ale proiecţiei înclinării

qx şi q2 se poate stabili şi direcţia înclinării.

Page 59: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

59

Tema 8.

Determinarea înclinării construcţiilor înalte prin nivelment geometric (sau după mărimea tasării fundaţiilor)

Înclinarea construcţiilor înalte se poate determina,ca şi în cazul măsurării tasării fundaţiilor, cu ajutorul cotelor mărcilor de perete plantate în cele patru laturi opuse ale fiecărei fundaţii pe care sunt executate aceste construcţii.

Cotele mărcilor de tasare se determină printr-o drumuire de nivelment geometric sprijinită pe un reper de nivelment A amplasat la cca. 40 - 50 m de construcţie (fig. 8.1.):

Fig. 8.1.

Page 60: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

60

Repetînd nivelmentul mărcilor de tasare (M 1, M2 ...) pe

cicluri de observaţii se obţin mărimile tasărilor respective. Diferenţele tasărilor pe două direcţii reciproc perpendiculare

(care trec prin centrul C al construcţiei), însemnate prin pătratele lor, determină mărimea înclinării fundaţiei, notată ∆Tconform relaţiei: ∆ ∆ ∆2 2

1 2T = T + T În care:

11 c MT = H - H ; 22 c MT = H - H ;

2 2

1 3 2 4M M M Mc

H + H H + HH = =

∆⋅

lTq = h

În care: 2 l - distanţa orizontală între mărcile de tasare plasate pe direcţia de înclinare a construcţiei;

h - înălţimea construcţiei.

În funcţie de mărimile ∆T1 şi ∆T2 se poate obţine şi direcţia creşterii înclinării:

care se stabileşte în funcţie de laturile construcţiei observate.

Mărimea creşterii înclinării transversale (q) a construcţiei la înălţimea h se determină cu relaţia:

Page 61: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

61

Tema 9.

Măsurarea înclinărilor şi deplasărilor orizontale ale construcţiilor cu ajutorul firelor şi vizelor verticale

Planul temei:

9.1. Măsurători pendulare în puţuri 9.2. Părţile componente ale unei instalaţii pendulare 9.3. Măsurători cu vize verticale

9.1. Măsurători pendulare în puţuri Principiul de măsurare.

Instalaţiile pendulare se montează într-un puţ al barajului şi prin mijloace mecanice sau optice se observă deplasarea firului de sîrmă,faţă de o poziţie iniţială considerată a fi zero.

În urma presiunii hidrostatice, a greutăţii betonului şi deformării rocii de fundaţie un bloc de beton se va înclina din poziţia 1 în poziţia 2, cu un unghi oarecare. Ceea ce ne interesează este deplasarea pe orizontală în urma rotirii blocului cu unghiul α (fig. 9.1. )

Din această figură rezultă:

Iar din asemănarea triunghiurilor n n1 n1 şi m c' m'

a ;h

N =H

⋅H aN =

h

Page 62: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

62

Fig. 9.1

Stabilirea deplasării pe orizontală a unui punct de pe axa verticală

Această ultimă relaţie ne dă valoarea deplasării pe ori-

zontală a unui punct de pe axa verticală, ca urmare a rotirii blocului cu unghiul α .

În cazul că blocul se şi deplasează, atunci valoarea acestei deplasări pe orizontală se adună la valoarea N.

9.2. Părţile componente ale unei instalaţii pendulare

Măsurătorile pendulare sunt de o importanţă foarte mare pentru supravegherea în timp a barajului.

În caz că puţul este prelungit pînă la roca de fundaţie atunci, cu ajutorul acestor măsurători putem determina proprietăţile şi

Page 63: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

63

modificările terenului de fundaţie. O instalaţie pendulară se compune dintr-un fir de sîrmă,

dispozitive pentru suspendarea şi fixarea intermediară a firului, o greutate şi un aparat de citire.

În fig ( 9.2) este redat schematic modul de instalare a unui pendul în puţul unui baraj.

Fig. 9.2. Schema de amplasare a pendulului În cazul de faţă puţul este dus pînă la roca de fundaţie

la circa H/3 din înălţimea totală a barajului. În felul acesta se pot studia proprietăţile şi modificările terenului de fundaţie. Ins-talaţia pendulară este completă, avînd firul de sîrmă f, dispozitivul de suspendarea firului S, dispozitivele 1,2,3,4,5, 6, pentru fixarea intermediară a firului de sîrmă, cu scopul de a se putea citi înclinările suferite de baraj în cîteva etaje diferite, greutatea g şi aparatul de citire c, care se instalează în puţ la un loc accesibil din galeria de vizitare, de injecţii, de drenaje etc. Cu ajutorul aparatului de citire (fig. 9.3.) se poate obţine numai valoarea deplasării relative a unui punct (situat de exemplu în zona coronamentului) faţă de bază, căci la rîndul său şi punctul fix din zona fundaţiei, datorită forţelor orizontale, se deplasează o dată cu deplasarea terenului de fundaţie.

Page 64: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

64

Fig. 9.3. Dispozitivul de citire

K1 ,K2 - sunt instrumente de citire; r1 , r2 - sunt rigle pe care se face citirea. Instrumentele de

citire K1, K2 se mişcă pe tijele încrustate în peretele puţului. Sisteme de instalaţii pendulare.

Printre cele mai utilizate sisteme pendulare sunt: -Pendulul simplu Metra – Fric; - Pendulul Hidroproiect URSS;

- Pendulul invers cu plutitor; - Pendulul diferenţial;

- Pendulul juillard; - Coordimetrul Huggenberger; - Goordiscepul etc.

Dintre acestea, pentru exemplificare, se vor prezenta următoarele:

a) Pendulul simplu Metra -Fric Este compus din următoarele părţi componente: firul de

sîrmă; dispozitivul de suspendare; greutatea; masa şi aparatura de citire.În fig. 9.4 se redă schematic poziţia ce ocupă în puţ pendulul simplu împreună cu părţile compenente. Firul de sîrmă 2 al pendulului Metra-Fric are diametrul de 0,6 mm.

Page 65: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

65

El se prinde de dispozitivul de sus-pendare 1, iar citirea deviaţiei se face la masa de citire 3. Firul este întins de o greutate 5, de circa 20-70 kg de formă cilindrică. Pentru a se evita apariţia oscilaţiilor nedorite ale firului 2, greutatea 5 este cufundată într-o baie de ulei a vasului 6. Capacul de protecţie 7 serveşte pentru devierea eventualeler picături de apă.

Se recomandă ca în puţuri cu diametrul mic, firul pendulului să fie protejat printr-un tub metalic.

Masa de citire 3 (fig.9.5.) este în-zestrată cu o placă de oţel 8, prevăzută cu două scale gradate 9 pentru citirea devia-ţiei pe două direcţii şi cu un orificiu cu diametrul de 12 cm prin care trece firul de sîrmă 2.

Fig. 9.4. Instalaţia pendulului simplu.

Page 66: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

66

Fig.9.5. -Masa de citire a pendulului Metra -Frie

Citirea se face cu un aparat optic 4 portativ (fig. 9.6.) prin intermediul

cilindrilor metalici 11 şi 12. Cilindrul 11 este prevăzut cu un ocular, iar tubul cilindric 12 este

înzestrat cu o sticlă mată 13 şi luminat de o lanternă 14. Pentru citirea zecimilor de milimetri, aparatul este prevăzut cu un vernier 15.

Dispozitivul 4 este demontabil şi deserveşte şi celalte instalaţii

pendulare.

Fig.9.6. –Aparatul optic de citire

Sticla mată 13 este prevăzută cu două orificii prin care se vede poziţia firului de sîrmă 2 (fig. 9.7.).

Page 67: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

67

Fig.9.7. Vederea firului de sîrmă prin orificiile sticlei mate.

Citirea se face numai în momentul cînd firul ocupă poziţia indicată în fig.9.7 Pentru aceasta aparatul de citire se deplasează pînă cînd firul de sîrmă vine şi ocupă poziţia de centru atît în deschiderea cercului cît şi a triunghiului, practicată în sticla mată fixată în tubul cilindric 12.

Înaintea fiecărei citiri aparatul 4 se apasă marginal, astfel încît să existe o bună păsuire între marginea de contact a aparatului de citire şi cea a mesei de suport. Valoarea coordonatelor citite trebuie trecută în formulare. Toate operaţiile se repetă şi pe cealaltă direcţie.

Deci deplasarea firului se obţine prin fixarea poziţiei cu ajutorul a două citiri (fig. 9.8.)

Fig. 9.8.Citirea la scara gradată în două poziţii diferite ale firului

pendulului.

Page 68: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

68

În poziţia 1 a firului de sîrmă se face citirea pe cele două

scări şi se obţine IC1 şi IC2. Firul ocupă apoi poziţia n. În această poziţie se face citirea

nC1 şi nC2. Valoarea deplasării este dată de relaţia:

IC 1 - nCl = D1

IC2 – nC2 = D2

Cu ajutorul valorilor obţinute se întocmesc grafice din care se poate urmări variaţia deplasării blocurilor de beton în funcţie de presiunea hidrostatică a apei din locul de acumulare, de variaţiile de temperatură datorită exotermiei betonului şi de tasările proveni-te din greutatea construcţiei şi a apei din bazinul de retenţie.

b) Pendulul Hidroproiect U.R.S.S.

Acest dispozitiv se foloseşte în două cazuri: - pentru măsurarea înclinărilor; - în combinaţie cu metoda triangulaţiei pentru

măsurarea deplasărilor orizontale ale bazelor construcţiilor.

Pentru ambele cazuri se foloseşte firul şi măsuţa cu coordimetrul de aceiaşi construcţie Hidroproiect, iar susţinerea sîrmei la partea superioară a construcţiei este diferită.

La măsurarea înclinărilor fixarea sîrmei (1) în locaşul de la coronamentul barajului (2) este rigidă iar la măsurarea deplasărilor orizontale, fixarea sîrmei este mobilă (fig. 9.9).

Deasupra firului se instalează un semnal metalic de aliniament, a cărui poziţie se determină periodic prin metoda microtriangulaţiei din punctele de staţie din exteriorul construc-ţiei.

Semnalul de aliniament constă din ţeava încastrată (3) cu diametrul de 250 - 300 mm, cu lungimea de aproximativ 1 m.

Page 69: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

69

La partea superioară a ei, în capacul care se înşurubează (4) este amplasată o bucşă de centrare (5) pentru aşezarea în ea a ţintei de vizare fixe (6). Lateral faţă de ţeava încrustată este sudată o bară (7) pentru fixarea pe ea a unei role mobile (8) cu sîrmă de oţel (9) cu diametrul de 2 mm. La partea inferioară a semnalului este fixat coaxial cu bucşa de centrare un ghidaj (l0)

care uniformează direcţia firului cu greutatea (11). Această greutate are 80 kg şi este aşezată într-un vas cu ulei pentru amor-tizarea oscilaţiilor sîrmei.

Deasupra greutăţii se construieşte o măsuţă metalică rezistentă (12) pe care sunt fixate din două părţi plăcile coordi- metrului (15). În plăci sunt făcute nişte orificii de ghidaj (14), în care, în funcţie de poziţia firului se aşează coordimetrul portant.

Page 70: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

70

Fig. 9.9. Pendulul Hidroproiect URSS.

a) Schema fixării b)Semnalul de aliniament c) Coordimetru deplasabil

Coordimetrul constă din două riglete reciproc

perpendiculare (15) cu diviziuni milimetrice şi dispozitive culisabile cu verniere care permit efectuarea citirilor cu precizia de pînă la ± 0,05 mm. Pe rigla aşezată în direcţia axei X este fixat un colţar pentru contact electric (16), pentru stabilirea momentului în

Page 71: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

71

care coordimetrul atinge sîrma (9). Coordimetrul se aşează astfel încît axa y a lui să coincidă sau

să fie paralelă cu axul longitudinal al construcţiei iar axa X să fie orientată pe direcţia de curgere a apei. Limita de măsurare a dispozitivului pe axa X este de 14 - 16 cm iar pe axa y de 6-8 cm.

Coordonatele x şi y care caracterizează poziţia sîrmei se determină simultan. Pentru ridicarea preciziei măsurătorilor în timpul contactului se execută de obicei 20 - 30 citiri. Din rezul-tatele măsurătorilor repetate se calculează erorile medii pătratice mx şi my cu formula Bassel.

Eroarea medie pătratică liniară de transmitere a centrului semnalului de observare de pe coronamentul barajului în galeria construcţiei se determină cu formula: 2 2

s x ym = m + m Valoarea liniară a creşterii între două cicluri de măsurători se

calculează cu formula:

− ±1 2

2 2 2 2abselut 2 1 2 1 S SQ = (x x ) + (y - y ) m + m

unde: x1 , y1,x2, y2 ~ coordonatele (media citirilor) firului în gale-rie obţinute la coordimetru în două cicluri de observaţii;

mS1 , mS2 - erorile medii pătratice de transmitere din cele două cicluri de măsurători.

Mărimea creşterilor înclinărilor în valoarea relativă sau unghiulară poate fi calculată respectiv cu formulele:

abs.relat.

QQ =L

şi unde: L lungimea firului.

Page 72: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

72

Mărimea deplasării orizontale a bazei construcţiei în zona semnalului de aliniament care se calculează cu formula

[ ] [ ]

∆ ±

±1 2

2 22 2 1 1 2 2 1 1

2 2 2S S

= (X - x ) - (X - x ) + (Y + y ) - (Y + y )

m + m + m

unde: X1Y1X2Y2 - coordonatele centrului semnalului de aliniament obţinute din microtriangulaţie, în două cicluri de măsurători (în acelaşi sistem cu citirile la coordimetru) ;

m ∆ - eroarea de determinare a deplasării liniare a semnalului de aliniament de pe coronament după rezultatele intersecţiilor înainte, în două cicluri de observaţii. Asupra preciziei măsurătorii înclinărilor şi deplasărilor orizontale influenţează curenţii de aer din galerie; picăturile de apă ce cad pe fir şi greutate; deplasarea punctului de suspendare a firului ca urmare a diferenţei de temperatură etc.

c/ Pendulul invers plutitor Este format dintr-o sărmă a cărui capăt inferior este fixat în

roca de la baza barajului iar cel superior este fixat de un flotor care pluteşte liber într-un vas special cu apă.

Pendulul invers cu plutitor construit de M.S. Muraviev, se poate utiliza atît pentru determinarea înclinării construcţiei cît şi pentru măsurarea deplasării orizontale. Cu ajutorul acestui dispozitiv este comodă, în special, determinarea deplasărilor orizontale a semnalelor de capăt ale aliniamentului fixate în galeria barajului, deoarece intersectarea acestor semnale din punctele de microtriangulaţie nu este întotdeauna posibilă.

Dacă se instalează două dispozitive de pendul invers cu plutitor, unul sub altul se pot măsura separat atît înclinările cît şi deplasările orizontale (fig. 9.9.).

Page 73: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

73

Fig. 9.10. a) schema pendulului; b) dispozitivele de citire şi plutire.

Pentru măsurarea înclinărilor, capătul de jos al sîrmei se introduce într-un puţ special sau foraj vertical (1) cît mai apropiat de partea inferioară a fundaţiei construcţiei (2),

Capătul de sus al sîrmei cu flotorul (11) se scoate la coronamentul barajului. În centrul flotorului este ridicat un ştift vertical (20) pe a cărui parte superioară este crestată o cruce. Faţa de punctul de intersecţie a crestăturilor punctul (2) de fixare a firului va ocupa întotdeauna o poziţie constantă. Pe un capac

Page 74: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

74

special, fixat pe ţeava metalică interioară (15) legată nemijlocit de coronamentul barajului, se găseşte un dispozitiv de măsurare a coordonatelor, cu ajutorul microscopului (19). Cu ajutorul acestui dispozitiv se determină abaterea coronamentului barajului de la crucea de pe stiftul vertical al f1otorului cu precizia de sutimi de milimetru.

Pentru măsurarea deplasărilor orizontale ale construcţiilor hidrotehnice, sub fundaţie se forează o gaură verticală (la). Pe fundul acestei găuri, în rocile tari de sub fundaţie, se consolidează cu un bulon (2a), capătul de jos al sirmei cu flotorul. De la ancorajul (2a) pină la pardoseala galeriei inferioare a barajului, sîrma este adăpostită într-o ţeavă metalică de protecţie (3a).

La partea superioară a ţevii de protecţie este fixat un rezervor inelar (4) cu diametrul de aproximativ 500 mm. În interiorul rezervorului trece o bară rigidă (5) legată cu ajutorul unei mufe (6) cu firul flotorului.

La capătul de sus al sîrmei este fixat un opritor (7) care în caz de rupere a sîrmei se opreşte într-un inel special (8).

În partea de sus, bara rigidă este fixată într-o placă transversală (9) care este legată rigid prin piramidele (le) de floterul inelar (11).

Flotorul este scufundat în întregime într-un lichid care nu îngheaţă (12); avînd tendinţa de a ieşi la suprafaţă, el întinde sîrma pînă la 50 kg şi aceasta va căuta să ocupe întotdeauna o poziţie constant verticală.

Pe placa transversală, sunt montate două nivele de precizie (13) pentru verificarea poziţiei flotorului şi dispozitivului de reglare (14) cu ajutorul căruia se face reglarea iniţială a instalaţiei. Flotorul este protejat la partea exterioară de ţeava metalică (15) cu diametrul de aproximativ 600 mm. Ţeava are o centură de izolaţie (16). La partea de sus această ţeavă este închisă cu o placă, avînd patru ferestruici (17) pentru reglarea instalaţiei.

În centrul acestei plăci se găseşte dispozitivul de centrare cu două scale de măsurare reciproc perpendiculare (18) cu mi-croscopul (19).

Acest dispozitiv permite determinarea coordonatelor x şi y ale poziţiei axei sîrmei, adică a crucii de pe capul stiftului (20).

Page 75: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

75

De remarcat că, dacă stiftul şi sîrma se aşează automat în poziţie verticală, atunci nu mai sunt necesare nivelele şi nici reglarea înclinării flotorului.

Dacă este posibilă înclinarea flotorului, este mai bine ca

dispozitivul de citire să se aşeze mai jos de flotor adică sub tije (5).

Din neajunsurile acestei instalaţii: - necesitatea de a avea pentru fiecare punct al cons-

trucţiei o instalaţie separată» fapt care scumpesc lucrările;

- posibilităţile de măsurare a unei mărimi liniare mici. Cu această instalaţie se poate măsura o deplasare de 1/2 din diametrul găurii de foraj.

- greutatea asigurării unei verticalităţi perfecte a găurilor de foraj.

9.3. Măsurători cu vize verticale

Pentru transmiterea pe verticală a punctelor, din jos în sus a fost construit un instrument special denumit zenit-aparat.

Acest aparat poate fi aplicat în combinaţie cu metoda microtriangulaţiei pentru măsurarea deplasărilor orizontale ale fundaţiei barajelor.

Poziţia planimetrică a mărcilor instalate în pardoseala galeriei inferioare se transmite periodic la coranamentul barajului (fig. 9.11.).

În această figură sunt făcute următoarele însemnări: (1) galeria inferioară; (2) - corpul de beton armat al barajului; (3) marca - reper în cutie de protecţie; (4) ţeava de vizare cu diametrul de 250 - 300 mm, care străbate toată construcţia pînă la coronament; (5) zenit-aparatul, centrat deasupra mărcii cu ajutorul nivelelor de precizie de pe suport; (6) marcă de vizare orizontală mobilă fixată la partea superioară a ţevii de vizare şi centrată deasupra mărcii (3), cu ajutorul zenit-aparatului ; (7) bară verticală rigidă (cu înălţimea de 0,7 m), aşezată cu ajutorul nivelelor

Page 76: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

76

cilindrice şi a şuruburilor de stringere reciproc perpendiculare, deasupra mărcii de vizare orizontală centrată (6); (8) marca verticală de vizare aşezată pe capătul superior al barei verticale rigide.

Transmiterea centrului mărcii (3) la suprafaţă în fiecare ciclu de observaţii se efectuează prin patru serii. Citirile se fac după rotirea lunetei în jurul axului ei vertical succesiv cu 90o,

Fig. 9.11.

180o şi 270o. Ca rezultat, pe scalele reciproc perpendiculare ale coordimetrului în cazul mărcii de vizare orizontală, se obţin patru perechi de citiri x şi y.

Media aritmetică pentru fiecare din ele se consideră ca valoare definitivă a coordonatei mărcii transmise. Aceste valori nu sunt afectate de eroarea constantă de necoincidenţă a axului de ro-

Page 77: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

77

taţie a lunetei cu axa de vizare. Eroarea medie pătratică a transmiterii verticale a centrului

semnalului la coronamentul barajului se calculează cu formula: 2 2 2 2

p a s vis b.r.m = m + m + m + m

unde: m - eroarea de centrare a zenit-aparatului; ms - eroarea din citirile pe două scale ale Mărcii de

vizare; mViz - eroarea de vizare cu firele recticulare;

mb.r = ± ; eroarea de aşezare a barei verticale rigide,

deasupra mărcii orizontale; t - valoarea unei diviziuni pe nivela cilindrică de pe

bară; l - lungimea barei.

După transmiterea semnalelor din galerie la partea de sus a construcţiei (8), poziţia acestora se determină prin intersecţii din punctele de microtriangulaţie (9).

Mărimea deplasării orizontale a punctelor transmise se calculează ca diferenţe dintre coordonatele obţinute în două cicluri de măsurători.

Bibliografie: 1. Curs de geodezie inginerească. Sub redacţia profesorului V.E.Novak, doctor in ştiinţe tehnice. Chişinău Universitas 1992. 2. M.Neamtu. Complemente de topografie ingi nerească. Institutul de construcţii Bucuresti. 1983.

Page 78: Urmarirea Comportarii Constr Curs Prelegeri DS

78

UNIVERSITATEA TEHNICĂ A MOLDOVEI

URMĂRIREA COMPORTĂRII

CONSTRUCŢIILOR

Chişinău

2008