Разработка автоматизированной системы контроля механической безопасности зданий и сооружений с большепролетными конструкциями при их эксплуатации

• Автор: Лысов, Дмитрий Анатольевич
• Шифр специальности: 05.23.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 184 с. : ил.

Оглавление:
Введение
Глава 1 Анализ инструментальных методов обследования и мониторинга технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений с большепролетными конструкциями при их эксплуатации
1.1 Анализ инструментальных методов обследования и мониторинга технического состояния строительных конструкций
1.2 Анализ возможности автоматизации процессов контроля деформационного состояния несущих строительных конструкций зданий и сооружений с большепролетными конструкциями
1.3 Анализ автоматизированных систем мониторинга технического состояния строительных конструкций
1.4 Выводы по главе
Глава 2 Методология проведения мониторинга технического состояния зданий и сооружений с большепролетными конструкциями с помощью автоматизированных систем контроля механической безопасности несущих строительных конструкций
2.1 Методологические основы проектирования автоматизированных систем контроля механической безопасности несущих строительных конструкций
2.2 Новый способ диагностики несущих строительных конструкций и/или их частей и элементов и методика его реализации
2.3 Процедура реализации нового способа диагностики на основе применения автоматизированных аппаратно-вычислительных средств
2.4 Регламент проведения мониторинга технического состояния несущих строительных конструкций на основе применения автоматизированных аппаратно-вычислительных средств
2.5 Выводы по главе
Глава 3 Разработка специализированных измерительных модулей для определения интегральных динамических параметров несущих строительных конструкций и создание типового электронного банка данных
3.1 Измерительный модуль для определения значений периода и декремента основного тона и обертонов собственных колебаний несущих строительных конструкций или их частей
3.2 Измерительный модуль для определения значений передаточных функций для несущих строительных конструкций или их частей
3.3 Типовой электронный банк данных для хранения и тематического поиска информации
3.4 Выводы по главе

Глава 4 Аппаратно-вычислительный комплекс автоматизированной системы контроля механической безопасности зданий и сооружений с большепролетными конструкциями
4.1 Измерительные модули для регистрации контролируемых параметров строительных конструкций зданий и сооружений с
большепролетными конструкциями
4.2 Математическое обеспечение для управления измерительными модулями и контроля их работоспособности
4.3 Выводы по главе
Глава 5 Результаты внедрения автоматизированной системы контроля механической безопасности зданий и сооружений с
большепролетными конструкциями при их эксплуатации
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
1 Акт разработки опытного образца типовой модульной стационарной автоматизированной станции по контролю механической безопасности зданий и сооружений с большепролетными конструкциями..

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Федеральным законом №
«Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» регламентирован комплекс требований, связанных с обеспечением механической безопасности зданий и сооружений на протяжении всего их жизненного цикла, который в том числе предусматривает мониторинг несущих строительных конструкций в процессе эксплуатации.
Особое значение такой мониторинг приобретает для уникальных объектов: высотных зданий и зданий с большепролетными конструкциями,
характеризующихся большими строительными объемами, применением
разнообразных строительных материалов, сложными расчетными схемами, что требует выявления на ранней стадии опасных изменений несущих строительных конструкций [162].
В проектах, как для массового жилого строительства, так и для уникальных объектов вопросы раннего обнаружения негативных изменений напряженно-деформированного состояния несущих строительных конструкций при эксплуатации, отвечающие требованиям обеспечения механической безопасности зданий и сооружений, не представлены, что вынуждает коммунальные службы обеспечивать эксплуатацию объектов по своему усмотрению. В результате такой деятельности неоднократно возникали аварийные ситуации, примерами которых могут служить обрушения покрытия купола здания «Трансвааль парка» в городе Москва (2004г.), покрытия в бассейне "Дельфин" в городе Чусовой Пермского края (2005г.), покрытия Басманного рынка в городе Москва (2006г.), покрытия спорткомплекса в городе Благовещенске (2009г.), покрытия спорткомплекса в Выборгском районе Петербурга (2011г.) и др. Подобные аварии отмечены и за рубежом: обрушение покрытия терминала в парижском аэропорту Руасси - Шарль де Голль (2005г.), покрытия закрытого катка в городе Бад-Райхенхаль в Германии (2006г.), покрытия стадиона «Метродом» в Миннеаполисе США (2010г.) и др. [79-85]. Список таких трагических примеров можно еще продолжить - это только

преобразователи сигналов, радиостанцию и автономный источник питания (максимальное количество измерительных модулей в комплексе до 10);
• базовый блок, содержащий микроконтроллерный блок обработки и управления, аналого-цифровой преобразователь и радиостанцию;
• компьютер с специализированным программным обеспечением.
К основным техническим особенностям системы МДК «СТРЕЛА» можно отнести его высокую мобильность, что представляет большой интерес для его использования при общем мониторинге зданий или мониторинге зданий, попадающих в зону строительства. Также необходимо отметить применение беспроводной системы передачи данных и автономных источников питания средств измерения, что представляется перспективным для использования при контроле механической безопасности зданий или сооружений с большепролетными конструкциями.
Однако у рассматриваемой системы есть существенные недостатки, которые вносят ограничения для ее использования при мониторинге уникальных зданий и сооружений:
• оценка прочности и устойчивости объекта осуществляется только к проектным воздействиям, в то время как методика проведения мониторинга высотного здания или сооружения с большепролетными конструкциями должна предусматривать возможность реализации как сверхнормативных, так и новых не проектных природно-техногенных воздействий, а также возможное изменение деформационного состояния несущих строительных конструкций объекта в процессе его жизненного цикла;
• не предусмотрена возможность обеспечить при проведении длительных наблюдений и изменении внешних условий либо стабильность системы наблюдений и параметров применяемых средств измерений, либо учёт изменения условий и внесение соответствующих