Свидетельство:
О регистрации средства массовой информации: "Предотвращение аварий зданий и сооружений".
Номер: №ФС77-35253
Выдано: Федеральная служба по надзору в сфере связи и массовых коммуникаций
Дата: от 16.02.2009 г.
Форма распространения: электронное периодическое издание
Язык: русский
Учредитель: ООО "ВЕЛД"
Введение. Предпосылки, причины создания
Идея создания и применения мониторинга объектов строительства появилась не случайно. Объясняется это участившимися за последнее время авариями строительных конструкций на ряде объектов с массовым пребыванием людей (рис.1).
Рис.1. Пример обрушения
Основная цель мониторинга – повышение безопасности и эксплуатационной надёжности объектов строительства.
Существует несколько способов решения данной задачи:
Для реализации вышеперечисленных требований с точки зрения безопасности на этапе эксплуатации необходимо создание на объектах именно систем непрерывного (в режиме реального времени) мониторинга несущих конструкций, аппаратно-программные средства которых позволят осуществлять периодическое обследование несущих конструкций объекта.
Применительно к строительным объектам система непрерывного мониторинга характеризуется специфическими особенностями и потому требует специальных научно-методических и научно-технических проработок.
В первую очередь, от такой системы требуется высокий уровень долговечности при высоком уровне надёжности и достоверности собираемой информации о состоянии строительных конструкций. Такие требования следуют из того обстоятельства, что строительные объекты, особенно уникальные, рассчитаны на длительный срок эксплуатации, измеряемый десятками и даже сотнями лет, а события, приводящие к авариям, имеют весьма малую вероятность, измеряемую десятыми и даже тысячными долями процента. Именно на гарантированную идентификацию этих долей процента должна быть нацелена система непрерывного мониторинга. В противном случае она теряет смысл.
Цели создания системы мониторинга
Проведение мониторинга необходимо как на этапе строительства объекта, так и на этапе эксплуатации. Исходя из этого, могут быть сформулированы следующие цели создания СМИК:
на стадии строительства:
на стадии эксплуатации:
Структура системы. Функции подсистем
Структура СМИК реализует распределенную систему сбора и обработки данных от различных датчиков (рис.2).
Система состоит из датчиков, локальных контроллеров (АЦП) серверов локальных контроллеров, сервера СМИК и АРМ СМИК.
Это не только система аппаратно-программных средств, но и система взаимодействия с дежурно-диспетчерской службой (ДДС) объекта и единой дежурно-диспетчерской службой (ЕДДС) города, района посредством СМИС объекта.
Рис.2 Структурная схема СМИК
Данная система позволяет устранить человеческий фактор по сокрытию какого-либо «инцидента» или «аварии» (отсутствует возможность бесконтрольной эксплуатации объекта с нарушением режима нормальной эксплуатации конструкций объекта или предаварийным изменением состояния конструкций объекта).
Для достижения поставленных целей система мониторинга состояния несущих конструкций разделяется на две функциональные подсистемы:
1) сигнальная подсистема мониторинга функционирует непрерывно и реализует следующие функции:
2) подсистема периодического мониторинга начинает функционировать по сообщениям (инцидент, авария) от сигнальной подсистемы мониторинга или в соответствии с заранее определённым регламентом. При этом в автоматизированном режиме реализуются следующие функции:
Для осуществления работ периодического (внепланового периодического) мониторинга несущих конструкций объекта привлекаются специализированные организации.
Этапы создания СМИК
Перечислим все стадии жизненного цикла СМИК объекта:
1) создание системы мониторинга:
2) эксплуатация системы мониторинга.
Проектирование
Поскольку объекты, оснащаемые СМИК, как правило, уникальны, необходимо для каждого объекта разработать собственную методику мониторинга. Оформить методику можно, например, разделом 1 проекта.
В данной методике должны определяться:
Для создания «методики» на этапе проектирования необходимо проведение соответствующих НИР. На этом этапе для определения основных контролируемых параметров должна быть создана рассчётная компьютерная модель.
Общий порядок, организация и содержание этапов научно-технического сопровождения работ по созданию и эксплуатации систем мониторинга состояния несущих конструкций зданий и сооружений представлены в документе «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Методика мониторинга состояния несущих конструкций зданий и сооружений. Общие положения. М.2008. МЧС России».
Методика предназначена для разработки методических разделов проектов по системам мониторинга состояния несущих конструкций зданий, сооружений применительно к каждому конкретному объекту с учетом его особенностей.
Методика прошла экспертизу Межведомственного координационного научного совета по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций и аттестована Правительственной комиссией по предупреждению и ликвидации чрезвычайных ситуаций и обеспечению пожарной безопасности (протокол от 18 марта 2009 г. №3).
СМИК является подсистемой СМИС (см. рис.2), поэтому разрабатывается с учетом требований ГОСТ Р 22.1.12-2005 «Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования».
Настоящий стандарт устанавливает:
Строительно-монтажные работы
Мониторинг на этапе строительства объекта осуществляется как с помощью традиционных методов (геодезия, измерение прочности бетона, и т.п.), так и с помощью датчиков, в том числе закладываемых в железобетонные конструкции перед заливкой.
Например, могут быть использованы тензометрические датчики для определения деформаций плиты основания и несущих стен (напряжений в них) (рис.3). Так же могут быть использованы инклинометры для определения неравномерности осадки фундаментной плиты и ее деформаций (рис.4).
Рис 3. Тензометрический датчик
На стадии строительства особенно важна защита оборудования, поэтому инклинометры должны быть установлены в фундаментную плиту в герметичных металлических коробках. Герметизация необходима в связи с неизбежным затоплением подвальных (нижних) этажей во время проведения строительных работ.
Рис.4. Измеритель угла наклона (инклинометр)
Мониторинг осуществляется специализированными организациями периодически (раз в месяц, например). По завершении месяца, этапа строительства или возведения очередного этажа заказчику предоставляется «Заключение» о техническом состоянии возводимых конструкций в соответствии с СП 13-102 2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений».
Датчики, используемые при мониторинге на этапе строительства, в последующем интегрируются в СМИК на этапе эксплуатации. Рекомендуется устанавливать датчики по мере строительной готовности возводимых помещений.
Данные, снимаемые с датчиков, записываются в базу данных. Таким образом, при вводе в действие СМИК уже имеется практически полное представление о техническом состоянии здания и соответствии возведенных конструкций проектным решениям.
На этапе строительно-монтажных работ по возведению здания и монтажу системы необходимо проведение авторского надзора.
Могут быть использованы различные датчики в зависимости от того, какие параметры нам необходимо контролировать.
Например, на объектах, где используются в качестве несущих конструкций покрытия деревянные клеёные балки и фермы, изменение температурно-влажностного режима от нормального приведет к снижению несущей способности, поэтому (несмотря на то, что это не основной контролируемый параметр (прогиб, угол наклона в точке опирания)), используются датчики контроля температуры и влажности воздуха и древесины.
Измерительное оборудование (датчики), используемое в СМИК, должно быть сертифицировано и внесено в реестр средств измерений РФ.
Ввод в действие
На этапе ввода в действие необходимо проведение первичного «периодического» мониторинга для определения категории здания, включающего в себя обследование здания в соответствии с СП 13-102 2003, испытания конструкций, испытания и тарировка системы (в соответствии с ранее разработанными и согласованными программами испытаний конструкций и системы).
Периодический мониторинг должен осуществляться специализированными организациями.
Если проводился мониторинг на этапе строительства, необходимо использовать «Заключения» о техническом состоянии здания и накопленные базы данных показаний, снимаемых с датчиков.
По результатам первичного мониторинга (а также проведения мониторинга на этапе строительства) корректируется модель (созданная на предыдущих стадиях), определяются граничные значения (уставки) и создается «Паспорт мониторинга».
Так же разрабатываются Регламенты проведения мониторинга и инструкции по действиям ДДС объекта и ЕДДС города, района при инцидентах, авариях.
Указанные инструкции разрабатываются, службой эксплуатации объекта. Основой для разработки инструкций являются «Регламент действий при предаварийных, аварийных и чрезвычайных ситуациях», который разрабатывается на стадии «Рабочая документация».
Эксплуатация
На этапе эксплуатации система функционирует непрерывно, в режиме реального времени.
На этапе эксплуатации системы в соответствии с регламентом осуществляется периодический мониторинг:
1 раз – через 2 года после ввода в эксплуатацию;
затем – 1 раз в 5 лет
или по сообщениям от сигнальной подсистемы.
Паспорт мониторинга
Паспорт мониторинга объекта – это совокупность документов, моделей, включающая в себя:
При определении таких критериев целесообразно исходить из принципов методики предельных состояний, положенных в основу обеспечения надёжности в строительстве (ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету»).
Соответственно, к рассчетной модели прикладываются нормативные и рассчетные нагрузки.
Согласно этой методике, различают два основных предельных состояния здания, сооружения:
Выводы
Библиографический список
1 Указанные заключения и рекомендации являются результатом проведения работ по обследованию (выборочному, сплошному) несущих конструкций.
2 Рассчетная модель разрабатывается с использованием специализированных программных средств, имеющих сертификаты, подтверждающие их применимость для решения задач моделирования.