Статьи
« НазадМониторинг конструкций 24.02.2017 11:36Мониторинг конструкций зданий
Система мониторинга конструкций предназначена для: - контроля состояния несущих конструкций здания с целью оперативного определения негативных изменений напряженно-деформированного состояния в ходе его эксплуатации; – поддержки принятия решения о необходимости обследования состояния элементов и конструкций здания, в которых произошли изменения напряженно-деформированного состояния; – повышения безопасности эксплуатации здания за счет оперативного обнаружения негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций, которое может повлечь за собой переход здания в ограниченно работоспособное или аварийное состояние; – отслеживания изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и принятия экстренных мер по предотвращению его обрушения.
Правила обследования и мониторинга технического состояния здания содержатся в ГОСТ 31937—2011.
Наиболее опасные сценарии развития аварийных процессов в здании – это, прежде всего, неравномерная осадка основания и деформация каркаса (сопутствующая осадке или независимая). Деформации несущих конструкций могут возникать из-за следующих основных причин: 1. возможного наличия дефектов в материалах или конструктивных элементах, 2. возможных нарушений в технологии монтажных процессов и допустимых условий эксплуатации, 3. действиями нагрузки, вызванной явлениями техногенного или природного характера, деградации опорных конструкций или любой другой совокупности случайных факторов.
Большинство параметров напряженно-деформированного состояния строительных конструкций зависит от параметров окружающей среды: температуры воздуха, влажности, атмосферного давления, направления и скорости ветра, количества осадков. Данные по параметрам окружающей среды обеспечивают возможность производить корреляционный анализ параметров напряженно-деформированного состояния конструкций и делать выборку параметров, связанных с сезонными и климатическими изменениями.
Перечень контролируемых параметров здания может включать в себя: 1. Угловые деформации (крены); 2. Параметры колебаний конструкций; 3. Продольные и изгибные деформации; 4. Планово-высотные перемещения (например, шпиля высотного здания).
Параметры зданий контролируются следующими типами датчиков:
Определение необходимых параметров мониторинга, мест установки датчиков и граничные (аварийные) уставки должны быть определены с учетом расчета здания методом конечных элементов. Данный расчет должен проводиться в сертифицированном программном комплексе, например, Лира, SCAD, MIDAS или FEM-models. Отсутствие расчета на этапе выбора и расстановки датчиков мониторинга конструкций приводит к необоснованному увеличению числа датчиков и бесполезности их показаний. Такой подход является стандартным для компаний, выполняющих типовые проекты без учета особенностей здания. Типовой проект в данном случае включает огромное количество импортных дорогостоящих датчиков, например, компаний Geokon Inc. (США), DGSI Slope Indicator (США), Leica Geosystems (Швейцария). Большинство датчиков имеют отечественные аналоги, не уступающие им по качеству и точности измерений. Разберем типовые проектные ошибки по СМИК: 1. В проектах предусмотрено большое количество закладных и наварных струнных тензометров Технология использования струнных датчиков, залитых в бетоне, приводит часто к невозможности замены вышедших из строя датчиков. Дело в том, что при заливке температура бетонной смеси может достигать 80 и более градусов и выходит за температурный диапазон работы датчиков. Также при заливке бетона проводится вибро-уплотнение бетонной смеси, что также влияет на работоспособность датчиков. Точность датчиков с учетом условий заливки бетона, вибраций и температурных воздействий примерно на порядок ниже паспортной. Тензометры измеряют не абсолютные деформации, а их приращения после установки и начальной калибровки. Поэтому, для получения текущих абсолютных значений измеряемых величин необходимо физически вводить поправки на начальные значения. В залитых в бетоне датчиках никакие калибровки, начальные установки и замены невозможны. 2. В проектах предусмотрены акселерометры без привязки к объекту Прежде чем выбрать акселерометр, необходимо рассчитать частоты и амплитуды собственных колебаний конструкций. Только исходя из этих параметров может быть грамотно подобран акселерометр. 3. Использование MEMS-инклинометров Диапазон измерений MEMS-инклинометра составляет ±1°, что в 10-100 раз превышает измеряемую величину. Это может привести к недопустимой погрешности измерения, которая зависит от диапазона измерений.
Часто при проектировании закладывает в спецификации программно-аппаратный комплекс, основанный на BIM-модели здания, что не применимо в данной области.
От того, насколько качественно выполнены работы по проектированию системы мониторинга конструкций, зависит эксплуатация объекта. Работы по проектированию и строительству должны быть выполнены качественно с использованием соответствующих расчетов методом конечных элементов и опыта. |
Комментарии
Комментариев пока нет