Вы здесь

Требования к системе мониторинга несущих конструкций высотных зданий

Версия для печати

В последние десятилетия в связи с возникающими угрозами в виде климатических, террористических, техногенных воздействий требования к надежности объектов повышенной ответственности, к которым относятся и высотные здания, существенно ужесточились. Поскольку при их возрастающей высоте и сложности зачастую становится невозможным выполнять несущие конструкции с большими запасами по прочности, важную роль отводят системам предупреждения о возможной либо наступающей чрезвычайной ситуации. Появление систем мониторинга несущих конструкций зданий продиктовано необходимостью обеспечения безопасности людей и объекта строительства, надежности возводимых конструкций на фоне возрастающей ответственности зданий и сооружений, а также своевременного учета всех возможных техногенных и климатических воздействий или других чрезвычайных ситуаций. Цель – снижение уровня риска разрушения объекта в процессе как строительства, так и последующей эксплуатации за счет обнаружения отклонений его параметров от проектных значений на ранней стадии их возникновения.

В результате функционирования системы мониторинга выполняется ряд задач:

– анализ результатов мониторинга в сопоставлении с данными по контролю качества строительства;

– составление прогноза состояния объекта строительства (или отдельных его конструкций) с учетом всех возможных видов воздействий;

– составление прогнозов состояния существующих зданий и сооружений, находящихся в зоне влияния строительства, изменения локальных геологических и климатических факторов как результата строительной деятельности;

– разработка оптимальных технических и технологических решений, участие в принятии проектных решений по вопросам, возникающим в процессе строительства, а также не нашедшим отражения в проектной документации;

– разработка оперативных решений (расчетов, проектов усиления, ППР и т.д.) по ликвидации выявленных отклонений;

– разработка при необходимости рекомендаций, не входящих в действующие нормативно-технические документы или регламентирующих повышенные требования по изготовлению, возведению, монтажу и приемке конструкций, на основе установленных показателей качества и методов их контроля.

Для живучести крупных систем комплексного обеспечения безопасности их структурное построение и систему коммуникаций необходимо проектировать с учетом деления объекта на зоны доступа с организацией локальных пунктов управления и возможностью их автономной работы. Информация, отображаемая на локальных пунктах управления, должна дублироваться, сохраняться и отображаться на центральном пульте. Следует дополнительно предусматривать наличие источников резервного (бесперебойного) питания данных систем и каналов передачи функционально значимой информации на центральный пульт управления. Автоматизированная система мониторинга обязана гарантировать безопасность и конфиденциальность информации, иметь развитое организационное, программное, техническое, математическое, методическое и лингвистическое обеспечение.

При проектировании следует исходить из того, что автоматизированная система мониторинга должна обеспечить выполнение следующих задач по наблюдению и контролю:

– измерять требуемые параметры в соответствии с выбранной схемой конфигурации системы и характеристиками, указанными в технической спецификации на компоненты системы мониторинга;

– определять отклонения от нормативных параметров, способные на ранней стадии их образования привести к возникновению чрезвычайных ситуаций;

– в реальном времени отслеживать изменения контролируемых параметров;

– осуществлять формирование и передачу формализованной оперативной информации о состоянии инженерно-технических конструкций объекта в диспетчерскую службу;

– автоматически активизировать системы оповещения о возникновении чрезвычайной ситуации и необходимости проведения действий по эвакуации; оповещать соответствующих специалистов, отвечающих за безопасность объектов; осуществлять регистрацию и документирование аварийных ситуаций;

– обеспечивать возможность диспетчеризации и управления вновь устанавливаемым оборудованием мониторинга объекта;

– допускать последующее расширение как по числу точек мониторинга, так и по числу функций и быть способной к интеграции с другими системами мониторинга и управления.

В основе алгоритма работы системы мониторинга лежит ряд моделей чрезвычайной ситуации (модели развития ситуаций), которые для обоснованного реагирования системы должны содержать:

– общее описание ситуаций в зависимости от процесса его проявления;

– комплекс характеристик входных измеряемых параметров состояния здания и окружающей среды, позволяющих идентифицировать ситуацию в целом и отдельные этапы ее развития;

– критерии принятия решений.

Требования к методам наблюдения и контроля при разработке проекта на систему автоматического мониторинга содержат:

– перечень исходных данных;

– правила оценки репрезентативности исходных данных;

– описание наблюдаемых процессов, явлений и перечень наблюдаемых параметров;

– значения наблюдаемых параметров, принятых в качестве нормальных, допустимых и критических;

– режим наблюдений (непрерывный или периодический);

– точность измерений наблюдаемых параметров;

– правила (алгоритм) обработки результатов наблюдений и форму их представления;

– перечень выходных данных.

При выборе системы мониторинга необходимо учитывать скорости изменения контролируемых параметров, ошибки измерений, в том числе за счет изменения погодных условий, а также влияние помех и аномалий природно-техногенного характера.

На систему мониторинга разрабатывается рабочий проект, согласуемый с заказчиком и утверждаемый в установленном порядке. К нему прилагается сопроводительная записка, которая содержит физическое обоснование принятых методов в отношении конкретных измерений.

Проект на автоматизированную систему мониторинга должен предусматривать требование по обеспечению долговременной стабильности при изменениях в окружающей среде (температуры, влажности и т.д.); при выборе компонентов – сохранение их работоспособности на протяжении всего жизненного цикла существования объекта. Оборудование должно быть промышленного изготовления и пройти необходимую метрологическую проверку.

На аппаратном уровне автоматизированная система мониторинга должна иметь защиту от несанкционированного доступа и ошибок персонала, а также гарантировать работоспособность при механических и атмосферных воздействиях. Применение не апробированных ранее датчиков и оборудования не допускается. Выбор датчиков (сенсоров) должен осуществляться на основании перечня контролируемых параметров, который для высотных зданий, как правило, включает: напряжение под подошвой фундамента; усилия в сваях; смещение элементов здания в пространстве; частоту колебания здания.

Датчики деформаций, которые применяются для иных видов уникальных объектов, для высотных зданий с железобетонным каркасом, не имеют практической ценности. Чтобы адекватно оценить показания датчиков деформаций, установленных, к примеру, на колоннах, нужно знать диаграмму деформирования бетона для каждой поставленной партии бетонной смеси и место ее заливки в каркас. Сделать это невозможно в первую очередь по причине отсутствия соответствующего контроля, а также большой изменчивости высокопрочных бетонов по показателю "модуль упругости". Кроме того, для сравнения расчетных и фактических показателей деформирования железобетонных элементов необходимо иметь сведения высокой точности о распределении всех нагрузок по каркасу здания.

Важной основой для разработки программы и проекта мониторинга являются расчеты несущей системы здания на все предполагаемые виды воздействий. До начала выполнения работ по мониторингу возводимого объекта генпроектировщик передает организации, осуществляющей программу мониторинга, отчеты по расчету (с дублирующими), в т.ч. для стадии возведения, а также прогнозные расчеты влияния неблагоприятных факторов. При необходимости организация, которая ведет научное сопровождение строительства объекта, может дополнительно выполнить дублирующие расчеты для стадии возведения с учетом фактических значений свойств материалов. Отчеты по расчету должны содержать обоснование принятых при возведении объекта допусков – это является требованием действующих норм по проектированию высотных зданий. Перечень контролируемых параметров определяется и обосновывается генпроектировщиком и согласуется с организацией, выполняющей научное сопровождение строительства объекта, в обязанности которой входит сравнение фактических показателей, полученных в ходе мониторинга, и расчетных.

По результатам мониторинга заказчику (застройщику) предоставляется отчет, который для стадии возведения должен содержать:

– схему фактического размещения компонентов системы с описанием их функционального назначения и технических характеристик;

– область расчетных значений контролируемых параметров с указанием значений в различных ситуациях;

– результаты мониторинга, представленные в виде графиков изменения контролируемых параметров.

Генпроектная организация на основании отчета по мониторингу и сравнения фактических показателей с расчетными также составляет отчет, в который входят:

– заключение о надежности и безопасности объекта на основании сравнения фактических контролируемых параметров с расчетными;

– техническое задание (при необходимости) на разработку мероприятий по предупреждению и устранению негативных изменений и прогноз их влияния на состояние здания в целом;

– предложения по дальнейшему проведению мониторинга на стадии эксплуатации.

Системы мониторинга высотных зданий позволяют существенно повысить их безопасность. В настоящее время существует необходимая приборная и аппаратная база для создания гибких и открытых систем мониторинга, выполняющих все необходимые задачи как на стадии возведения, так и на стадии эксплуатации объекта.


comments powered by HyperComments
Читайте также
23.07.2003 / просмотров: 21 743
Давайте попутешествуем во времени, «пробежимся» по разным уголкам Земли и пристально вглядимся в свои родные места, полюбуемся и восхитимся...
23.07.2003 / просмотров: 15 785
Туризм – одно из наиболее динамичных явлений современного мира. В последнее время он приобрел колоссальные темпы роста и масштабы влияния на...
23.07.2003 / просмотров: 10 004
В ряде стран Западной и Центральной Европы формируются природные парки регионального и местного значения, аналогов которым в Беларуси пока нет. Так...