Выполнение обмеров строительных конструкций средствами наземного лазерного сканирования при обследовании зданий и сооружений Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 528

А.В. Середович, А.В. Иванов, А.В. Усиков, О.Р. Мифтахудинова СГГА, Новосибирск

ВЫПОЛНЕНИЕ ОБМЕРОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ СРЕДСТВАМИ НАЗЕМНОГО ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ ПРИ ОБСЛЕДОВАНИИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

В ходе эксплуатации зданий и сооружений необходимо выполнять обследования с целью определения несущей способности конструкций. Неотъемлемой частью такого контроля являются геодезические обмерные работы. В статье определены возможности использования наземных лазерных сканеров в этих целях, приведены преимущества и проблемы, возникающие при выполнении обмерных работ, а также определяемые характеристики.

A. V Seredovich, A. V Ivanov, A. V Usikov, O.R. Miftakhudinova SSGA, Novosibirsk

TERRESTRIAL LASER SCANNING MEASUREMENT OF BUILDING STRUCTURES UNDER EXAMINATION

While being used the buildings and structures are to be examined for the structures ultimate load-carrying capacity. Geodetic measurements are an integral part of this control. The possibility of terrestrial laser scanning application in this field is considered. The advantages and the problems arising in the process of measurement as well as the characteristics to be determined are presented.

Наибольшее влияние внешняя окружающая среда оказывает на здания и сооружения, длительное время находящиеся в эксплуатации. Такие объекты необходимо подвергать обследованию. Основанием для проведения обследования сооружений могут послужить следующие факторы:

- Наличие дефектов и повреждений несущих конструкций, в том числе геометрические изменения (прогибы, крены, просадки и т.д.);

- Реконструкция, перепланировка или увеличение несущей нагрузки;

- Выявление отклонений от проекта, отсутствие проектной документации, изменения функционального назначения, длительный срок эксплуатации или оценка последствий чрезвычайной ситуации.

При выполнении обследования строительных конструкций важную роль играют обмерные работы, в ходе которых измеряются деформации несущих элементов зданий и сооружений. Однако, как правило, при таких работах возникает ряд проблем. В измерительной части - это недоступность или труднодоступность конструкций, большое их количество и сложная геометрия.

При анализе результатов обнаруживаются пробелы в измерениях, их недостаточность. Все это затрудняет и снижает качество обследования строительных конструкций.

Для повышения качества и производительности обмерных работ необходим высокоскоростной дистанционный метод, такой как наземное лазерное сканирование. Применение данного метода позволяет:

- Получать множество избыточных измерений;

- Выполнять сплошной контроль строительных конструкций;

- Объективно оценивать точность измерений;

- Повысить производительность работ;

- Создавать трехмерные векторные твердотельные модели;

- Формировать пакет стандартных графических отчетных документов.

Однако, при выполнении обмерных работ наземным лазерным сканером возникают следующие затруднения:

- Отсутствует прямая видимость (конструкции огорожены, скрыты за потолочными перекрытиями, заставлены техникой и проч.);

- Существуют изолированные помещения;

- Возникают сложности с развитием планово-высотного обоснования (ПВО), связанные с изолированностью помещений.

Пути решения таких проблем на наш взгляд следующие:

- Применение в труднодоступных местах дополнительных средств измерений, таких как лазерные рулетки, отвесы, электронные тахеометры в комбинации с наземным лазерным сканированием;

- Размещение пунктов ПВО на стенах и вертикальных конструкциях, что обеспечит их длительную сохранность, хорошую видимость и возможность использования обратной линейно-угловой засечки при выборе произвольной точки установки тахеометра;

- Применение современных наземных лазерных сканеров, обладающих панорамным полем зрения, высокоточным компенсатором (датчиком наклона) и высокой скоростью;

- Использование комбинированных способов регистрации сканов (по опорным маркам и перекрытиям сканов).

Соблюдение условий, приведенных выше, позволяет быстро и качественно выполнять обмеры несущих конструкций зданий и сооружений, особенно при съемке внутри производственных помещений и решать следующие задачи:

- Создание трехмерных моделей несущих, ограждающих и других конструкций (рис. 1);

- Определение толщин ограждающих конструкций;

- Определение геометрии полов;

- Определение крена и взаимного положения несущих колонн;

- Измерение габаритов

зданий и внутренних

помещений;

- Составление планов зданий;

- Определение осадок

несущих конструкций и

фундаментов;

- Определение прогибов балок и ферм.

© А.В. Середович, А.В. Иванов, А.В. Усиков, О.Р. Мифтахудинова, 2011

Рис. 1. Трехмерная модель несущих конструкций складского помещения