CC BY
42Мониторинг напряженно-деформированного состояния
V V V | ^
основании здании и сооружении как фактор обеспечения безопасной эксплуатации
Хидиров Самед Тагирович
аспирант, ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный технический университет», djami_ramazanova@mail.ru
В данной статье рассмотрены и указаны методы обследования строительных конструкций зданий и сооружений, показана последовательность проведения работ. Автором дано определение по состоянию фундаментов и степени их износа, также глубина заложения, несущей способности и прочности. Определяются в нем признаки аварийного состояния по отдельно взятых элементов конструкции и рассматриваются возможные причины, которые повлияли на возникновение повреждений и дефектов. Большое внимание здесь уделяется по исследованию гидротехнических объектов, высотным и уникальным зданиям и сооружениям. Рассмотрены также некоторые вопросы касающиеся организации наблюдений за техническим состоянием зданий в период эксплуатации. Так же доказывается, что важной составной частью при техническом обследовании зданий и сооружений является геодезическое обеспечение. Ключевые слова: мониторинг, здания, сооружения, состояние, повреждения.
Введение
Одной из основных проблем эксплуатации зданий и сооружений является возможность их повреждения в результате неравномерных осадок грунтового основания, спровоцированных различными техногенными причинами, такими как осуществляемое строительство на прилегающей территории или утечки из водонесущих коммуникаций. Контроль деформаций проблемного сооружения является предметом мониторинга его технического состояния, который традиционно осуществляется с помощью геодезической аппаратуры путем повторных измерений развития вертикальных осадок в уровне основания [1].
Важную роль на стадии строительства и в дальнейшей эксплуатации зданий и сооружений играет система мониторинга.
Данная система может работать как отдельно, так и в совместно с системой контроля жизнеобеспечения объектом.
Достоинства:
1. Подлинная и своевременная информация о состоянии объекта;
2. Заблаговременное предупреждение о возможных рисках разрушения зданий;
3. Установление конкретного фактора возникновения опасности для отдельно взятых конструкций здания либо сооружения;
4. Результативный метод финансовой защиты в капитальное строительство;
5. Обеспечение безопасности людей.
В наши дни преимуществами строительного комплекса являются быстрота работ, большой объем строительства, редких архитектурных построек. Внедрением новых технологических решений в процессе постройки и эксплуатации объектов.
Ключевым свойствами современных проектно-тех-нологических задач являются [2]:
- инновационные методы высчитывания построек, которые выполняются с использованием специальных программ;
- новые конструкторско-технологические решения;
- впервые применяемые технологии и материалы.
Такие условия помогают добиться усовершенствованию процесса, но следует учитывать, что количество несчастных случаев не уменьшается. Следует понимать, что какими бы совершенными ни были математические расчеты, это не говорит о том, что инновационная модель постройки идеально верно рассчитана [3].
Порой четко выверенными расчеты не имеют ничего общего с тем, как проект реализуется, так как мы не можем исключать природные факторы, техногенные риски.
Строительные детали, которые неразрывно взаимосвязаны между собой, вступают во взаимодействие с
X X
о
го А с.
X
го т
о
2 О
м о
о см о см
о ш т
X
3
<
т О X X
природой. Такая реакция может спровоцировать появление изъянов и недочетов при введении построенного здания в эксплуатацию.
Трудность выведения расчётных моделей покажем на приеме рассмотрения рабочих нагрузок, которые всецело характеризуют совокупное поврежденное положение построек.
Все нагрузки, которые действуют на постройку разделяют на статические и те, которые возникают периодически.
Статические нагрузки провоцируют разрушению зданий когда [3]:
- фактическая нагрузка превышает расчёты;
- присутствие в постройке производственных изъянов.
Напряжённо-деформированные участки систематизируются в зоне математических нерегулярностей. Подобные воздействия провоцируют появление или усугубление строительных изъянов построек.
В зависимости от того как долго по времени на постройку воздействует нагрузка разделяют константные (непрерывно действующие) и преходящие (носящие периодический характер), и особенные.
Анализируя наличие тех обстоятельств, которые влияют на надлежащее эксплуатации состояние построек, и проблематичность их математического расчета, понимается тот факт, что они не могут полноценно учитываться в применяемых математических вычислениях.
Ко всему прочему становится очевидным что стройматериалы, совмещаемые в конструкционных блоках, имеют не одинаковую скорость устаревания.
Судя по данным статистики изъяны в постройках примерно на 10% возникают в результате погрешностей в геологических освидетельствованиях; примерно 20% - в проектной деятельности, 50% ошибок связаны с погрешностями которые появились в процессе постройка здания или сооружения; а также еще 20% - возникают уже после сдачи объекта в эксплуатацию [4].
Безопасная эксплуатация построек может быть обеспечена при точном и своевременном проведении технического диагностирования с использованием современных методов и средств контроля на всех этапах жизненного цикла постройки с целью составления точного прогноза ресурса их комфортным использованием.
Одним из наиболее действенных из всех потенциальных решений данной задачи считается введение в процесс строительства систем строительных проверок, куда относятся в том числе и технические средства, благодаря которым заблаговременно можно предотвратить вероятность обрушения конструкции под воздействием тех или иных причин. Подобные системы широко применяются на мировом уровне, в этом отражается масштабный переход от частичного промежуточных проверок к стабильному мониторингу конструкций с применением комплексных автоматических режимов. Необходимость такого подхода к контролированию строительных систем обусловлен прежде всего с быстрыми темпами приумножения изъянов в процессе введения в эксплуатацию и, чрезвычайно коротким промежутком времени от периода появления изъяна до всецелого разрушение постройки.
Налаженный контроль за процессами строительства обязаны осуществить постоянный мониторинг возможных дефектов и повреждения фундаментов и подземной его доли, обнаружение дефектов, трещин, недочетов в распорных и анкерных конструкциях, степени колебаний
подземной части фундаментов при появлении вибраций и возможных сейсмических влияний [5].
Системы строительного аудита необходимо понимать как один из частных эпизодов SCADA режимов, специализированных на анализе сведений о ходе строительства для подбора стратегических заключений касающихся их управления.
В состав системы включаются исходные данные материальных величин, блок сбора сведений и главный компьютер.
Деформация несущих конструкций постройки является главным показателем, характеризующим степень износа его несущих элементов.
Основные способы измерения повреждений строительных элементов делят на определенное количество технологий, организованных на перестройке деформации в перевод и измерении этого перевода, и методики, основанные на открытом измерении деформации.
Регистрация изменения напряжённо-деформированного состояния конструкции является одной из основных целей режимов строительных проверок. Для оценивание уровня данного изменения можно применять исходные датчики с погрешностью не более 2%. Метрологические характеристики приборов должны соответствовать нормам. Подобные строительные проверки, дают возможность перейти на дистанционную метод постоянного надзора тех.состояния:
- облегчит сбор аналитической информации о техническом состоянии конструкций, не зависящий от затрудненности доступа к элементам объекта в ходе его эксплуатации;
- обеспечит абсолютную автоматизацию контроля;
- непрерывные измерения контролируемых параметров обеспечивают получение объективно верной информации о состоянии объекта;
- достаточно высокая точность показаний достигается благодаря непрерывному автоматическому мониторингу и использования новейших технологий.
Проверка строительных конструкций зданий должна быть утверждена за долго до того, как начнутся строительные работы компанией, ответственной за проведение проверки вместе с проектной организацией, реали-зовывающей НТСС.
Проект проверки должен включать в себя установленный проектной организацией список наиболее важных установок и узлов; показания, которые нуждаются в особом контроле, их значения; алгоритм необходимых действий; подбор методов надзора; Способы и виды контрольных мероприятий; надлежащее оборудование.
Наиболее важными частями строительного объекта являются:
- постройки или их составные части, дефекты которых могут привести к разрушению здания и привести к человеческим жертвам;
- части здания, при разрушении которых может произойти необратимая деформация конструкций или здания в целом;
- системы, которые обеспечивают пространственную прочность и надежность конструкции;
- в сооружениях имеющих большие пролеты таковыми являются основные несущие узлы, перегораживающие основные пролёты и опоры.
При подборе способа контроля нужно просчитывать стремительность возможной трансформации деформации в основных блоках, время мониторинга, погрешности замеров и воздействие препятствий и природных аномалий.
Во время проверки нужно принять во внимание поведения основных конструктивным частей здания, при непредвиденных существующими правилами:
- высокие действия нагрузки на основные части конструкции, начавшиеся уже во время производства строительных работ [6];
-действие форс-мажорных факторов на объект в результате пожаров, аварий ураганов, снегопадов, землетрясений.
Первой стадией проверки основных несущих стен объектов, если такая проверка производится не на начальном этапе сооружения конструкции, является техосмотр имеющихся элементов конструкции, по итогам этой проверки присваивается категория технического состояния здания.
При проверке состояния несущих стен объектов необходим также мониторинг их деформации.
Сравнение полученных данных о состоянии сооружений в отношении которых ведутся проверки с нормативными показателями, указанными в паспорте проекта.
Обобщение вывода о нынешнем тех.состоянии предмета проверки и прогнозирование изменений его тех.со-стояния на ближайшее время.
Проверка того, как нагрузки соответствуют параметрам влияний на конструкции.
Обеспечение безопасности действия несущих стен объектов при сооружении конструкций и при их эксплуатации, утверждение и согласование необходимых мер для усиления несущих стен здания.
Список необходимых мер по проверке несущих стен утверждается специальной «Программой», которая включает в себя порядок анализа деформации сооружений.
Инструментальный анализ проверки сооружения основан на учитывании предельных нагрузок и замере повреждений в сооружениях фундаментов, при помощи специальных методов.
При проведении проверки нужно следует постоянно наблюдать за:
- повреждениями составных частей сооружения;
- повреждениями определенных узлов;
- совокупными повреждениями здания.
Не стоит забывать и о необходимости поддерживать бесперебойную работу системы наблюдений.
Замер уровня повреждения при отслеживании за больше пролётными сооружениями во время снятия опор.
При осмотре текущего состояния несущих стен при их сооружении надо регистрировать появление деформаций. Для своевременного распознавания тех.состоя-ния особенно важных элементов и узлов и предотвращения дальнейшего разрушения можно провести мониторинг повреждений фундамента. Несомненную помощь в контроле за текущим состоянием сооружения оказывают автоматизированные средства наблюдений и контроля. В ближайшей перспективе планируется внедрение таких средств на этапе постройки здания или в процессе эксплуатации [8,9] .
Заключение
При появлении значительных деформаций, проводить проверку указанных участков инструментальных способами, проводить разбор тех.состояния сооружения и по итогам этих разборов можно судить о состоянии здания, основных факторах, повлекших трансформации напряжённо-деформационного состояния и о том на
сколько срочно надо проводить меры для усиления сооружения.
Необходимо также использовать методики инструментального контроля состояния зданий, которые организованы на замерах повреждений во всевозможных свойственных точках сооружений с помощью различных специальных устройств.
После проведения контроля вся информация вносится в компонуемый отчёт, который в свою очередь передается застройщику и всем заинтересованным лицам.
В этом документе, как правило, содержатся:
- результаты проверки.
- заключение о надлежащем состоянии сооружения;
- тех.задание на утверждение мер по ликвидации отрицательных изменений и прогнозирование их воздействия на состояние сооружения;
- предложения по последующему контролю.
При появлении повреждений в ходе сооружения здания, которые являются опасными для жизни людей, нужно срочно довести этот факт до сведения главного проектировщика и заказчика.
Литература
1. Александров, А. С. Совершенствование расчёта дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Состояние вопроса: монография / А. С. Александров. - Омск: СибАДИ, 2015. - Ч. 1. - 292 с.
2. Амбарцумян, С. А. О мониторинге состояния строительных конструкций на некоторых уникальных объектах города Москвы / С. А. Амбарцумян, Н. Г. Нерсесян // Бетон и железобетон. - 2005. - № 4. - С. 6 - 8.
3. Аронов, Р. И. Обследование и испытание сооружений: учеб.пособ. для вузов / Р. И. Аронов. - М. : Высшая школа, 1974. - 187 с.
4. Мирсаяпов И.Т., Королева И.В. Особенности геотехнического мониторинга уникальных зданий и сооружений // Известия КГАСУ, 2013, № 4 (26). - С. 147-154.
5. Мирсаяпов И.Т., Хасанов P.P., Сафин Д.Р. Система геотехнического мониторинга конструкций и оснований жилого комплекса по ул. Шульгина г. Казани и окружающей застройки. Пояснительная записка к проекту. - Казань, 2015. - 64 с.
6. Пособие к МГСН 2.07-01. Основания, фундаменты и подземные сооружения. Обследование и мониторинг при строительстве и реконструкции зданий и подземных сооружений. - М. : Москомархитектура, 2004. -30 с.
7. Требования к техническим средствам и системам комплексного обеспечения безопасности, автоматизации и связи многофункциональных высотных зданий и комплексов. Пособие для специалистов проектных и монтажных организаций, заказчиков, страховых компаний, инвесторов и контролирующих органов. - М. 2005 г.
8. Улыбин, А. В. Применение ультразвукового метода для оценки зоны повреждения железобетона после пожара / А. В. Улыбин, С. Д. Федотов // Инженерно-строительный журнал, 2009. - № 7. - С. 38 - 40.
9. Шаблинский, Г. Э. Мониторинг уникальных высотных зданий и сооружений на динамические и сейсмические воздействия: научное издание / Г. Э. Шаблинский. - М. : АСВ, 2013. - 328 с.
10. ГОСТ Р53778-2010 Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния.
X X
о
го А с.
X
го m
о
2 О
м о
Monitoring the stress-deformed state of building bases and structures as a factor in providing safe operation
Khidirov S.T.
Dagestan State Technical University
This article discusses and indicates methods of inspection of building structures of buildings and structures, shows the sequence of work. The author gives a definition according to the state of the foundations and the degree of their wear, as well as the depth of the foundation, bearing capacity and strength. It defines the signs of an emergency state for individual structural elements and considers the possible causes that influenced the occurrence of damage and defects. Much attention is paid to the study of hydraulic engineering facilities, high-rise and unique buildings and structures. Some issues related to the organization of observations of the technical condition of buildings during the period of operation are also considered. It is also proved that geodetic support is an important part of the technical inspection of buildings and structures.
Key words: monitoring, buildings, structures, condition, damage.
References
1. Aleksandrov, A. S. Improving the calculation of road structures for shear resistance. State of the issue: monograph / A.S. Alexandrov. - Omsk: SibADI, 2015 .-- Part 1. - 292 p.
2. Ambartsumyan, SA On monitoring the state of building structures at some unique objects of the city of Moscow / SA Ambartsumyan, NG Nersesyan // Concrete and reinforced concrete. - 2005. - No. 4. - P. 6 - 8.
3. Aronov, RI Inspection and testing of structures: textbook. for universities / RI Aronov. - M.: Higher school, 1974 .-- 187 p.
4. Mirsayapov I.T., Queen I.V. Features of geotechnical monitoring of unique buildings and structures. Izvestiya KGASU, 2013, No. 4 (26). - S. 147-154.
5. Mirsayapov I.T., Khasanov P.P., Safin D.R. System of geotechnical monitoring of structures and foundations of a residential complex on the street. Shulgin of Kazan and surrounding buildings. Explanatory note to the project. - Kazan, 2015 .-- 64 p.
6. Manual to MGSN 2.07-01. Foundations, foundations and underground structures. Inspection and monitoring during the construction and reconstruction of buildings and underground structures. - M.: Moskomarkhitektura, 2004 .-- 30 p.
7. Requirements for technical means and systems for integrated security, automation and communication of multifunctional high-rise buildings and complexes. A guide for specialists of design and installation organizations, customers, insurance companies, investors and regulatory authorities. - M. 2005
8. Ulybin, A. V. Application of the ultrasonic method for assessing the damage zone of reinforced concrete after a fire / A. V. Ulybin, S. D. Fedotov // Engineering and construction journal, 2009. - No. 7. - P. 38 - 40.
9. Shablinsky, G. E. Monitoring of unique high-rise buildings and structures for dynamic and seismic impacts: scientific publication / G. E. Shablinsky. - M.: ASV, 2013 .-- 328 p.
10. GOST R53778-2010 Buildings and structures. Rules for inspection and monitoring of technical condition.
o
CN O CN
O m m x
3
<
m o x
X
