Искажение магнитных полей вблизи стальных конструкций. Моделирование

M S Emelyanova; V V Murav’ev; P A Shiharev

doi:10.22213/2413-1172-2024-2-76-86

Authors

M. S. Emelyanova Kalashnikov ISTU
V. V. Murav’ev Kalashnikov ISTU; Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences
P. A. Shiharev Kalashnikov ISTU

DOI:

https://doi.org/10.22213/2413-1172-2024-2-76-86

Keywords:

modeling, building reinforcement, steel structures, magnetic field

Abstract

Natural variations of the Earth's magnetic field and its man-made distortions are considered. The rules and regulations in force in the Russian Federation for staying and living in places with a distortion of the Earth's magnetic field are analyzed. Existing methods for eliminating distorted magnetic fields inside residential and work premises are considered. Modeling of distortions of the Earth's magnetic field by building materials was carried out and the influence of their location in space on the overall picture of the resulting magnetic field was shown. To modeling the influence of reinforcement of reinforced concrete constructions on the resulting magnetic field, 6 models of the location of reinforcing bars and their groups were used: one reinforcing bar magnetized against the Earth’s magnetic field and along the Earth’s field; 4 reinforcing bars each, magnetized against the Earth’s magnetic field and magnetized in an alternating manner; the simplest model of a residential structure or public building with 36 reinforcing bars magnetized against the Earth’s magnetic field and with 36 magnetized bars in different directions. Near the model of a rod with magnetization along the Earth’s magnetic field, there are hypogeomagnetic fields. Near the models of a reinforcing bar and four reinforcing bars magnetized against the Earth’s magnetic field, there are no hypogeomagnetic zones and changes in the direction of the magnetic field strength vectors, but strong increases in the resulting magnetic field can be observed - 500 times or more. Near models with 4 reinforcing bars magnetized in an alternating manner, there are the most dangerous zero values of magnetic field strength at a distance of 1 m. Inside the model with 36 reinforcing bars there is a hypogeomagnetic field in the very center of the model and a change in the direction of the magnetic field strength vectors. Near the model with 36 magnetized rods in different directions, a more even resulting magnetic field is observed without sharp changes in its direction and absolute value. Methods have been proposed for eliminating magnetic pathogenic zones at the stages of installation and construction of building that have ferromagnetic materials in their design.

Author Biographies

M. S. Emelyanova, Kalashnikov ISTU

Senior Lecturer

V. V. Murav’ev, Kalashnikov ISTU; Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences

DSc in Engineering, Professor

P. A. Shiharev, Kalashnikov ISTU

Post-graduate

References

Структура магнитоградиентных измерительных систем / А. К. Волковицкий, Д. А. Гольдин, Е. В. Каршаков, Б. В. Павлов // Датчики и системы. 2018. № 8-9(228). С. 27-32.

Контрольно-измерительное устройство для управления магнитным полем катушек Гельмгольца / Е. Н. Блажкова, В. В. Бадашев, П. В. Кременской, М. С. Чумаков, А. В. Реков, О. Р. Сторчак // Инженерный вестник Дона. 2022. № 1 (85). С. 161-167.

Желамский М. В. Магнитный датчик положения и ориентации с шестью степенями свободы для управления подвижными объектами // Мехатроника, автоматизация, управление. 2011. № 6. С. 75-78.

Титов Е. В., Сошников А. А., Мигалев И. Е. Автоматизация выбора защитных мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. № 5(187). С. 166-175.

Гипомагнитные условия: способы моделирования и оценка воздействия / А. А. Артамонов, М. К. Карташова, Е. В. Плотников, Н. А. Константинова // Медицина экстремальных ситуаций. 2019. Т. 21, № 3. С. 357-370.

Lomaev G.V., Vasil’ev M.Yu., Konogorova D.V. (2001) Three-components portable magnetometer with ferroprobe used bistable core made of amorphous of microwire.Russian Journal of Nondestructive Testing, 2001, no. 3, pp. 38-44.

Прищепов С. К., Власкин К. И., Ямилева З. М. Система стабилизации геомагнитного поля в заданном объеме // Экологические системы и приборы. 2013. № 3. С. 54-59.

Технологии восстановления геомагнитного поля (ГМП) в помещениях зданий и сооружений / Г. В. Ломаев, Ю. Г. Рябов, Д. С. Мурашова, Ю. В. Мышкин // Технология ЭМС. 2017. С. 26-34.

Сандомирский С. Г. Неразрушающий магнитный контроль физико-механических свойств ответственных крепежных компонентов из стали 30ХГСА // Контроль. Диагностика. 2020. № 4. С. 4-13. DOI: 10.14489/td.2020.04.pp.004-013

Сандомирский С. Г., Валько А. Л., Руденко С. П. Анализ возможности неразрушающего контроля толщины цементированного слоя стали 18ХГТ с использованием полюсного намагничивания // Контроль. Диагностика. 2020. Т. 23, № 9(267). С. 18-25. DOI: 10.14489/td.2020.09.pp.018-025

Пивоваров В. Ю., Гафарова В. А., Кузеев И. Р. Возможность дистанционного определения состояния конструкционных материалов объектов нефтегазовой отрасли // Нефтегазовое дело. 2022. Т. 20, № 3. С. 127-141. DOI: 10.17122/ngdelo-2022-3-127-141

Проблемы безопасности в жилых домах: гипогеомагнитное поле / А. А. Репин, Г. В. Ломаев, Ю. Г. Рябов, П. А. Шихарев // Стандарты и качество № 991, 2020. С. 102-107.

Берсеньев Е. Ю., Бинги В. Н., Васин А. Л. Гипомагнитные условия: риски нарушений регуляции сердечно-сосудистой системы (краткий обзор) // Пилотируемые полеты в космос. 2023. № 4(49). С. 122-133.

Толстой А. Д., Водопьянова А. А., Юдов А. Е. Воздействие различных уровней напряженности геомагнитного поля Земли на организм человека // Университетская наука. 2022. № 1(13). С. 173-175.

Влияние ослабленного магнитного поля Земли на органотипическую культуру тканей различного генеза / П. Н. Иванова, Е. С. Заломаева, С. В. Сурма [и др.] // Молекулярная медицина. 2021. Т. 19, № 4. С. 47-51. DOI: 10.29296/24999490-2021-04-08

Экранирование геомагнитного поля в многоэтажных жилых зданиях / А. М. Черных, А. Н. Борисейко, М. Л. Ковальчук, К. В. Гребенюков // Экология человека. 2010. № 6. С. 3-5.

Титов Е. В., Сошников А. А., Мигалев И. Е. Автоматизация выбора защитных мероприятий по обеспечению электромагнитной безопасности // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2020. № 5(187). С. 166-175.

Гипогеомагнитное поле в жилых и общественных зданиях / В. Е. Крийт, Ю. Н. Сладкова, О. В. Волчкова [и др.] // Гигиена и санитария. 2023. Т. 102, № 11. С. 1148-1153. DOI: 10.47470/0016-9900-2023-102-11-1148-1153

Реутов Ю. Я., Пудов В. И. Перспективы экспресс-анализа арматуры железобетонных конструкций // Diagnostics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. 2023. № 6. С. 165-174. DOI: 10.17804/2410-9908.2023.6.165-174

Репин А. А., Рябов Ю. Г., Ломаев Г. В. Причины ослабления геомагнитного поля в многоэтажных зданиях // Стандарты и качество. 2020. № 995. С. 104-108.