ВУЗ:
Составители:
Научно-техническое сопровождение является обязательным этапом при проектировании уникальных сооружений. Оно
включает: изучение работы сооружения и его элементов при разных воздействиях; разработку методики расчёта;
выполнение поверочных расчётов; составление и исследование расчётной схемы; проведение мониторинга основных
несущих конструкций на стадии возведения и первых лет эксплуатации; экспериментальные исследования на
крупномасштабных моделях; оптимизацию конструктивных решений; обеспечение сохранности конструкций при аварийных
воздействиях, т.е. проверки на живучесть.
П р и м е р 4. Мониторинг технического состояния здания
–
это система наблюдений за состоянием объекта в
реальном времени с целью получения достоверных оценок параметров технического состояния, своевременного выявления
недопустимых отклонений от проектных, устранения негативных процессов и явлений, восстановления несущей
способности.
Необходимой частью строительства крупных и ответственных зданий и сооружений стал
деформационный
мониторинг.
Он проводится на всех этапах строительства.
Современные условия строительства отличаются относительно большой долей подземных сооружений и подземных
частей зданий. Всё большее внимание уделяется учёту геологических процессов, сопровождающих и, как правило,
осложняющих строительство. Отсюда требуется надёжный прогноз развития процессов, опасных с точки зрения
сохранности и устойчивости.
При отрывке котлованов под подземные сооружения вблизи построенных зданий возникает необходимость ограждать
котлован конструкциями. При глубине котлована несколько десятков метров напряжения и деформации могут достичь
предельных величин. Строительство таких сооружений должно сопровождаться системами деформационного мониторинга.
Значительные деформации возникают в окружающих зданиях при проходке вблизи них тоннелей. При этом создаётся
комплексная система мониторинга, включающая геодезические и геофизические наблюдательные средства.
Возведение сооружений значительной протяженности (трубопроводы, подводящие коллекторы и др.) проходят в
условиях значительной неоднородности грунтов. Инженерно-геологические изыскания часто являются недостаточными.
Проведение деформационного мониторинга позволяет предотвратить аварии.
К числу геологических процессов относятся тектонические движения. Опасны как амплитуды движений, так и их
пространственная изменчивость (градиенты скоростей).
Основными являются экзогенные геологические процессы (карстово-суффозионные, оползневые, изменения
гидрогеологической обстановки и др.). На них часто накладываются статические и динамические геофизические поля
(вибрационные, механические, температурные, электрические, откачка воды и др.).
Градиенты деформаций могут быть значительными и вызывать повреждения зданий и сооружений.
Аппаратура для деформационного мониторинга разнообразна в зависимости от задач исследования. Традиционно
используются обычные геодезические приборы (нивелиры, теодолиты, светодальномеры и т.д. с точностью около 1 мм).
Иногда требуется наклонометрическая и инклинометрическая аппаратура для наблюдения за медленно протекающими
процессами.
Для уникальных зданий рекомендуются следующие методы:
−
оптические и оптико-механические (геометрического нивелирования, створных наблюдений, вертикального
проектирования, прямых угловых засечек
;
−
электронно-оптические (комплексные светодальномеры, электронные тахеометры, лазерное сканирование);
−
фотограмметрические методы (цифровые и аналоговые метрические камеры, программное обеспечение);
−
спутниковые методы;
−
комбинирование различных методов с методами неразрушающего контроля, химического анализа, инфракрасной и
спектральной съёмки);
−
построение цифровых пространственных моделей инженерных сооружений.
В комплекс наблюдений входят: геофизические, геодезические, инженерно-геологические, гидрогеологические,
метеорологические, инженерно-строительные. Частота измерений согласуется со скоростью деформационных процессов.
При обработке результатов мониторинга учитывают посторонние факторы, искажающие фактические.
В последние годы выполнен ряд разработок по автоматизации геодезических измерений, основанных на компьютерной
обработке видеоизображения контролируемого объекта. Создана видеоизмерительная гидростатическая система. С её
помощью измеряют плановые перемещения, углы скручивания заданной отметки сооружения.
Прочностной мониторинг
– контроль и управление состоянием конструкции с целью обеспечения надёжной
эксплуатации в течение заданного срока службы.
Он включает:
−
на этапе проектирования обоснованный выбор места расположения объекта, его конструктивной схемы, материалов,
конструктивных решений элементов, расчётов напряжённо-деформированного состояния; оценку региональных
геологических и климатических условий; выбор средств защиты от агрессивной среды и чрезвычайных ситуаций; системный
анализ условий и факторов, определяющих сопротивляемость конструкций разрушению с учётом различных стадий их
жизненного цикла;
−
на этапе изготовления соблюдение требований нормативных документов и проекта по технологии изготовления и
монтажа; использование современных средств контроля качества, прочности, обнаружения дефектов;
−
на этапе эксплуатации диагностику состояния конструкций, оценку их прочности и остаточного ресурса; создание
компьютерных банков данных по материалам и их свойствам; разработку математических моделей, адекватно описывающих
процессы создания и эксплуатации строительных конструкций, позволяющих прогнозировать живучесть конструкций по
показателям прочности, трещино-стойкости и устойчивости.
Используются три основных вида диагностирования: функциональное, специальное, модельное.
