Мониторинг зданий и сооружений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Структурированные системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений

2. Источники данных и контроль состояния конструкций

2.1 GPS-измерения

2.2 Тахеометрическая съемка

2.3 Лазерное сканирование

2.4 МКЭ-оценка технического состояния сооружений по результатам пространственно-координатного мониторинга

2.5 Датчики, применяемые в системах мониторинга

2.5.1 Резистивные (потенциометрические) датчики

2.5.2 Оптико-волоконные системы

2.5.3 Тензометрические датчики

3. Алгоритмы, применяемые при мониторинге строительных конструкций

4. Контроль конструкций и систематизация мониторинга строительных систем и конструкций

Заключение

Литература

Введение

Проблемы обеспечения максимально возможного срока службы стратегически важных военных объектов, продления их сроков эксплуатации, в условиях жестко ограниченных средств (финансовых возможностей, технических, человеческих ресурсов и др.), являются одними из важнейших. Последствия возникновения отказов, неисправностей или дефектов на крупных объектах могут приводить к последствиям вплоть до трагических: поражению окружающей среды, человеческим жертвам, большим финансовым и материальным потерям.

Современное строительство характеризуется высокими темпами внедрения новых материалов, методов расчета, конструктивных решений, методов производства работ. В таких условиях важную роль играют методы экспериментального исследования строительных конструкций. В области исследования поведения строительных конструкций, в последние годы, наметилась тенденция более широкого использования автоматизированных систем для оценки текущего технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений.

Разработка автоматизированной системы контроля технического состояния конструкций зданий и сооружений предоставит возможность эффективно использовать всю мощь объекта с возможностью своевременного предупреждения об остаточном ресурсе конструкций.

1. Структурированные системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений

В ГОСТ Р 22.1.12-2005 [2] системы мониторинга классифицированы как структурированные системы мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений (СМИС). Согласно п. 4.6 ГОСТ Р 22.1.12-2005 СМИС должны обеспечивать:

· прогнозирование и предупреждение аварийных ситуаций путем контроля за параметрами процессов обеспечения функционирования объектов и определения отклонений их текущих значений от нормативных;

· непрерывность сбора, передачи и обработки информации о значениях параметров процессов обеспечения функционирования объектов;

· формирование и передачу формализованной оперативной информации о состоянии технологических систем и изменении состояния инженерно-технических конструкций объектов в диспетчерскую службу объекта;

· формирование и передачу формализованного сообщения о чрезвычайных ситуациях (ЧС) на объектах, в т. ч. вызванных террористическими актами, в единую диспетчерскую службу;

· автоматизированный или принудительный запуск системы оповещения населения о произошедшей чрезвычайной ситуации и необходимых действиях по эвакуации;

· автоматизированное или принудительное оповещение соответствующих специалистов, отвечающих за безопасность объектов;

· автоматизированный или принудительный запуск систем предупреждения или ликвидации ЧС по определенным алгоритмам для конкретного объекта и конкретного вида ЧС и ряд других действий.

Далее согласно п. 4.7 ГОСТ Р 22.1.12-2005 в состав СМИС должны входить следующие компоненты:

· комплекс измерительных средств, средств автоматизации и исполнительных механизмов;

· многофункциональная кабельная система;

· сеть передачи информации;

· автоматизированная система диспетчерского управления инженерными системами объектов;

· административные ресурсы.

Фактически в ГОСТ Р 22.1.12-2005 впервые были сформулированы требования к системам мониторинга не только технологических систем и оборудования, но и строительных конструкций зданий и сооружений. В декабре 2009 года был принят ФЗ РФ № Э84-ФЗ [7], в котором уже вводится как обязательные действия включение в проектную документацию мероприятий по мониторингу состояния оснований и строительных конструкций как в процессе их строительства, так и эксплуатации.

СМИС устанавливаются для контроля технического состояния конструкций зданий и сооружений при воздействии на них окружающей среды и нагрузок (статическая, сейсмическая и ветровая) и включают набор 7 датчиков (температуры, деформации, прогиба, наклона, ускорения колебаний, влажности, коррозии). Датчики, в последнее время, уже в цифровом виде через интерфейс передают информацию в компьютер. Компьютер, являющийся центральной частью СМИС, используется для анализа данных измерений, выявления и определения места повреждений в элементах строительных конструкций.

Система мониторинга предназначена работать непрерывно длительный период времени от нескольких месяцев до нескольких лет. Поэтому более широко применяются проводные и более редко беспроводные системы мониторинга.

В отличие от планового осмотра здания, выполняемого специалистами, два раза в год СМИС позволяет проводить инструментальный контроль непрерывно с заданным интервалом времени в течение, как этапа строительства, так и периода последующей эксплуатации зданий и сооружений.

Анализ данных осуществляется различными методами в зависимости от характера измеряемых данных. В общем случае данные можно классифицировать по критерию характера поведения конструкции. Если оценивается поведение конструкций при статическом нагружении (постоянная, кратковременная, снеговая), то при расчете и обработке данных измерений деформаций, напряжений и др. используются методы статики. Если же рассматривается динамическая работа конструкции (например, нагрузка от потоков ветра или технологического оборудования), то применяются динамические методы.

В 2010 был разработан новый нормативный документ по мониторингу ГОСТ Р 53778-2010 «Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния» [1]. Этот ГОСТ наряду с [2] входит в перечень национальных стандартов и правил [6], в результате применения которых на обязательной основе обеспечивается выполнение требований Федерального закона [7]. Согласно [1] эксплуатация зданий и сооружений при аварийном состоянии конструкций, включая грунтовое основание, не допускается. В таком случае устанавливается обязательный режим мониторинга строительных конструкций и оснований.

Контроль технического состояния ответственных объектов, к которым относится большинство высотных и большепролетных зданий и сооружений, в связи с повышенными требованиями к их безопасности, а также значительным количеством аварий и отказов, имевших место в последнее время, становится обязательной процедурой периода эксплуатации объекта. Данную процедуру принято называть мониторингом технического состояния сооружения, который проводится периодически или в автоматическом режиме с помощью разнообразных инструментальных средств.

В России, существует повышенная необходимость такого контроля, что является печальным следствием ряда фундаментальных особенностей российского строительства. В первую очередь, это низкое качество проектирования и самого строительства, несоблюдение существующих нормативов и отсутствие ряда нормативных документов, регламентирующих строительство ответственных сооружений, недостаточный контроль над ходом строительства со стороны надзорных органов и т.д.

Как показывает опыт, мониторинг далеко не всегда способен обезопасить от возможности аварийного разрушения, особенно, когда оно носит быстротечный характер, но во многих случаях он все-таки позволяет прогнозировать приближение аварийных ситуаций и принимать соответствующие меры для их предотвращения.

Причины возникновения аварийной ситуации можно условно разделить на 4 основные группы:

1. Внешние техногенные и природные воздействия:

· неравномерные деформации основания;

· динамические воздействия (ветер).

2. Изменение плановых условий эксплуатации:

· изменение или превышение эксплуатационных нагрузок;

· износ и изменение свойств материалов конструкций.

3. Технические ошибки и технологические дефекты:

· наличие проектных ошибок;

· несоблюдение проекта и технологические дефекты, допущенные в ходе строительства.

4. Экстремальные воздействия:

· пожар;

· взрыв, террористический акт.

2. Источники данных и контроль состояния конструкций

2.1 GPS-измерения

Перспективными геодезическими средствами, используемыми для решения задачи пространственно-координатного мониторинга, являются приборы GPS-позиционирования, которые на современном этапе позволяют определять пространственные координаты точек с точностью до 1 см, что для высотных сооружений с возможными горизонтальными перемещениями порядка нескольких десятков сантиметров представляет довольно высокую точность.

Исключение ошибок при измерениях производится при дифференциальном способе наблюдений - DGPS (Differential GPS). Измерения выполняются двумя приемниками: один устанавливается в определяемой точке - роверная станция, а другой располагается в точке с известными координатами - базовая (контрольная) станция. В режиме DGPS измеряют не абсолютные координаты первого приемника, а его положение относительно базового (вектор базы). При дифференциальном режиме съемки точность фазовых измерений достигает миллиметровой точности. Наилучшие показатели имеют фазовые двухчастотные приемники:

Точность прибора Trimble 5700:

· при статической съемке:

СКО в плане 5 мм + 0,5 мм/км;

СКО по высоте 5 мм + 1 мм/км;

· при кинематической съемке:

СКО в плане 10 мм + 1 мм/км;

СКО по высоте 20 мм + 1 мм/км.

С помощью GPS-систем могут быть эффективно определены динамические показатели колебаний высотных зданий от ветровых воздействий. С помощью постобработки информации определяются фоновые и резонансные компоненты смещения в направлениях по ветру и перпендикулярно ему, что дает представление о фоновом компоненте структурной реакции высотного здания.

2.2 Тахеометрическая съемка

мониторинг инженерный здание сооружение

Для периодического контроля пространственного положения объектов могут быть использованы современные электронные тахеометры, отвечающие заданным требованиям к точности измерения деформаций сооружений.

В качестве автоматизированных систем непрерывного контроля перемещений сооружений наиболее распространены на сегодня решения, представленные такими производителями как Trimble Navigation и Leica Geosystem.

Безотражательные тахеометры позволяют с высокой точностью производить съемку недоступных для установки отражательных призм точек на фасадах зданиях. Возможность автоматизированных измерений обеспечивает система самонаведения приборов на специальные активные отражатели (технология Autolock). Роботизированные измерения осуществляются с помощью технологии Robotic, при этом управление прибором и сбор данных измерений осуществляются дистанционно по радиомодему.

Роботизированные системы эффективно используются для слежения за деформациями объектов, съемки движущихся объектов и т.д. В электронном тахеометре Trimble S8 (точность измерения углов 1” и расстояний 1 мм+1 мм/км), специально разработанном для мониторинга, используется технология MultiTrackTM, которая предоставляет возможность слежения как за пассивными отражателями, так и за активными на очень больших расстояниях. Программное обеспечение Trimble 4D Control считывает данные приемов из Trimble S8 в виде отдельных сеансов и указывает любое перемещение целей с течением времени. Программа настраивается для предоставления таких функций, как предупреждения о перемещении цели и оповещения.

Leica GeoMoS (Geodetic Monitoring System) - это программное обеспечение для мониторинга и анализа текущего состояния наблюдаемого объекта, которое позволяет комбинировать данные, получаемые электронными тахеометрами фирмы «Leica».

Leica GeoMoS состоит из двух основных приложений:

· - Монитор (Monitor) - приложение, работающее в режиме реального времени, ответственное за получение информации с датчиков, осуществляет сбор и обработку данных, управляет возникающими событиями.

· - Анализатор (Analyzer) - приложение, работающее в автономном режиме, предназначено для анализа, визуализации и постобработки данных.

2.3 Лазерное сканирование

Лазерное сканирование на сегодняшний день зарекомендовало себя как высокопроизводительная технология, которая может эффективно применяться для решения проблемы пространственно-координатного мониторинга объектов большой сложности и насыщенности. Точность измерений лазерных сканеров лежит в диапазоне от 1 до 10 мм на расстояниях до 1000 м, при этом количество измерений в секунду может составлять до 100 000 точек:

Характеристики прибора Riegl-Z390i:

· диапазон измерения до 400 м;

· скорость измерений до 11 000 точек/с;

· точность измерения дальности:

4 мм (одиночный импульс);

2 мм (осредненная величина);

· разрешение измерения по дальности 6 мм.

Первичным результатом получаемых данных является трехмерное облако точек, преобразуемое впоследствии с помощью специального программного обеспечения в электронную пространственную модель объекта, на основании которой определяются перемещения, и оценивается состояние сооружения по сравнению с предыдущим этапом измерений.

2.4 МКЭ-оценка технического состояния сооружений по результатам пространственно-координатного мониторинга

При контроле технического состояния ответственных объектов, подверженных воздействию неравномерных осадок основания, имеющих сложный пространственный характер, что часто имеет место в зонах строительства в условиях плотной городской застройки, а также в зонах с нестабильными инженерно-геологическими условиями используется так называемая пространственно-координатная модель (ПК-модель) объекта контроля. Модель повторяет форму сооружения, ее точки размещены в основных конструктивных узлах сооружения, в частности в узлах каркаса. В этих точках размещаются специальные отражательные марки, позволяющие фиксировать пространственные координаты в ходе лазерной тахеометрической съемки. Узлы ПК-модели с определенной точностью совпадают с узлами конечно-элементного сооружения (МКЭ-модель), которое, как правило, для новых сооружений всегда создается на этапе проектирования.

Если эксплуатационные нагрузки оставались стабильными, то изменения пространственных координат узлов ПК-модели, зафиксированные в ходе повторной тахеометрической съемки, являются следствием имевших место смещений основания. Степень влияния этих смещений на напряженно-деформированное состояние несущих конструкций объекта можно оценивать по МКЭ-модели, к которой, помимо эксплуатационных нагрузок, прикладываются «наложенные перемещения» в узлах ПК-модели. При этом отсутствие полной картины смещений основания компенсируется знанием результатов их воздействия на сооружение.

МКЭ-моделирование на предварительном этапе мониторинга позволяет определить предельные деформационные показатели, превышение которых в ходе эксплуатации будет представлять опасность для несущей способности сооружения.

Рассматриваемый метод оценки технического состояния ответственных зданий по результатам пространственно-координатной геодезической съемки и МКЭ-оценки напряженно-деформированного состояния конструкций позволяет разрабатывать эффективные и универсальные системы автоматического и периодического мониторинга. Такой подход повышает уровень эксплуатационной безопасности высотных и большепролетных строительных объектов и снижает риск возникновения аварийных ситуаций, что ввиду уникальности конструктивных решений, функционального назначения и массовой посещаемости рассматриваемых сооружений может сопровождаться человеческими жертвами и значительными экономическими потерями.

Реализация разработанной методики позволяет в ходе жизненного цикла сооружения обоснованно устанавливать необходимость проведения мероприятий по восстановлению нормативного технического состояния конструкций объекта мониторинга. В результате появляется возможность осуществлять текущие ремонтные работы до момента, когда вероятность отказа конструкций становится выше показателя их надежности. Это, безусловно, экономически более целесообразно, чем осуществление восстановительных работ по факту отказа конструкций.

2.5 Датчики, применяемые в системах мониторинга

Большое количество датчиков используются на практике для измерения деформаций и перемещений при статических и динамических нагрузках. Современные датчики деформации небольшие по размеру и поэтому потребляют всего несколько mV, что позволяет их использовать в беспроводной системе мониторинга. В большинстве случаев, напряжения вычисляются сразу же через измеренную деформацию. Однако, ползучесть датчиков деформации и клея для присоединения их к конструкции являются проблемой, которая зависит от времени эксплуатации системы мониторинга. Взамен датчиков деформации могут быть применены датчики перемещения (дифференциальные трансформаторы для измерения линейных перемещений, LVDT-датчики), которые могут быть использованы для измерения перемещения с пересчетом на деформацию. Однако датчики перемещения значительно дороже датчиков деформации.

Для выполнения длительных во времени измерений более подходят пассивные датчики. Они не требуют электрического питания, так как они получают энергию непосредственно из изменения их физических характеристик. Например, пьезоэлектрические материалы обладают такой способностью.

Более часто используются активные датчики. К активным датчикам относятся датчики, которым необходимо электрическое питание для их работы. Например, МЭМС датчики являются активными датчиками. Они обладают способностью усиления сигнала, преобразованием с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), включения или выключения и поэтому требуют определенного источника питания. Желательно, чтобы АЦП был интегрирован с датчиком. Некоторые МЭМС имеют температурную компенсацию. Более того, большинство МЭМС оборудованы регулировкой события для быстрого пробуждения системы, если она находится в состоянии ожидания. Однако в некоторых случаях, таких как анализ акустической эмиссии время пробуждения коммерческих МЭМС значительное и можно потерять важные данные.

2.5.1 Резистивные (потенциометрические) датчики

Резистивные датчики основаны на простом принципе действия, что приводит к конструкциям умеренной стоимости; измеряемый сигнал может иметь достаточно высокий уровень и линейность и не требовать специальной электрической схемы обработки. Однако, такой датчик обладает внутренним трением, которое влияет на его точность, являясь источником шумов и причиной износа, что влечет за собой ухудшение характеристик (линейности, точности) и устанавливает предел количества измерений, которое датчик может выдержать. Кроме этого, на его функционирование заметно влияет окружающая атмосфера (влажность, пыль, температура). Средствами борьбы с этими дестабилизирующими факторами являются:

· использование новейших резистивных покрытий и компаундов заполнения на основе пластиков;

· применение фоторезистивных покрытий;

· использование магнитозависимых резисторов для бесконтактного считывания положения;

· использование встроенных в резистор редукторов для улучшения разрешения.

Из перечисленного выше ясно, что датчики подобного типа не могут отображать быстрые, повторяющиеся движения и применяться там, где есть сильные вибрации.

Резистивные датчики подразделяются на однооборотные и многооборотные, с упором или без, проволочные и пластиковые.

2.5.2 Оптико-волоконные системы

Разнообразие механизмов преобразования физических величин на базе волоконной оптики позволяет охватывать весь спектр параметров, которые необходимо контролировать в строительстве. Для ответственных объектов или в случаях необходимости дополнительного контроля количество датчиков увеличивается, система дополняется иными датчиками. Передача сигналов осуществляется как по волоконно-оптическим каналам связи, так и по имеющимся электрическим сетям (что не требует дополнительных работ по оборудованию каналов связи), а также и в беспроводном формате. Волоконно-оптические датчики являют пример максимально безопасных датчиков, которые гарантируют обеспечение взрывобезопасности и пожаробезопасности даже в условиях взрывоопасного газа или горючих веществ, поскольку в них нет электрических цепей и сигналов. Кроме того, волоконно-оптические датчики не подвержены влиянию электромагнитных полей и сами их не индуцируют.

2.5.3 Тензометрические датчики

Принцип действия тензодатчика основан на измерении изменения сопротивления тензорезисторов наклеенных на упругое тело, которое под действием силы, деформируется и деформирует размещенные на нем тензорезисторы. С помощью методов и средств тензометрии по результатам исследований элементов конструкции выявляются причины деформаций, отыскиваются конструктивные решения, появляется возможность изучения влияния различных факторов на прочность конструкций и т.п.

3. Алгоритмы, применяемые при мониторинге строительных конструкций

Известно несколько подходов к оценке состояния конструкций зданий, которые включают следующее:

Обнаружение повреждений на основе коэффициентов влияния. Этот метод использует процедуру идентификации время-область для обнаружения изменений в конструкциях на основе измерений шумов. Применение процедуры идентификации дает оптимальное значение элементов эквивалентной линейной матричной системы (коэффициенты влияния). Выполняя задачу идентификации перед и после потенциальных изменений конструкции (повреждения) в физической системе, количественные изменения в математической модели могут быть обнаружены, анализируя функцию вероятностной плотности идентифицируемой системы матриц.

Все известные алгоритмы основаны на предположении обнаружения повреждений в конструкциях зданий или сооружений в течение всего периода их эксплуатации. Методы, разработанные для обнаружения повреждений, могут быть классифицированы как частотные или временные (Lynch, Sundararajan, 2002).

В первых методах обнаружения повреждений повреждения связывали с изменением жесткости конструкций. Эти методы использовали конечно-элементные модели и линейные модальные параметры, такие как естественные частоты и формы мод для идентификации существования повреждений, а в некоторых случаях, даже определение местоположения повреждения (Doebling et al 1996). Модальные свойства, подобные естественным частотам мод конструкций, наблюдаются в неповрежденных конструкциях. Если наибольшие изменения наблюдаются в модальных свойствах конструкции в течение всего периода ее эксплуатации, то эти изменения могут быть связаны с возникновением повреждений. Выделение модальных параметров из функций частотного поведения, полученные в свою очередь из данных вибрационных испытаний выполняется таким же образом, как и в традиционных модальных испытаниях (Ewins 1984). Классифицированные как частотные, эти методы успешно применялись для идентификации больших уровней повреждений в конструкциях, но они не способны установить момент возникновения повреждения (Sohn and Farrar 2001). К тому же, по отношению к конструкциям зданий и сооружений окружающая среда или изменение режима эксплуатации могут также вызвать изменения в естественных частотах и форм мод, что затрудняет использование частотного метода в случаях экстремальных повреждений (Sohn et al. 1999).

Учитывая сложности связанные с применением частотной техники для зданий и сооружений, были предложены новые гипотезы для обнаружения повреждений. В частности гипотеза, основанная на статистическом опознании образцов является многообещающей (Sohn et al. 2001). Эта время-область гипотеза влечет за собой использование техники статистического сбора сигналов на определенной временной истории измерения данных для получения заключения о существовании повреждения в конструкции. Этот подход интенсивно использует линейные модели предсказания временных рядов.

После измерения поведения конструкции, обозначенное, как в неизвестном состоянии (поврежденном или неповрежденном) создается АР модель. Коэффициенты подогнанной АР модели сравниваются в базе данных с парой моделей АР-АРХ вычисленные ранее для неповрежденной конструкции. Совпадение оценивается минимизацией разности (в Евклидовом смысле) между коэффициентами вычисленной АР модели и АР модели из базы данных. Если не обнаруживается повреждения конструкции и условия эксплуатации двух моделей близки друг к другу, то выбранная из базы данных АР модель должна аппроксимировать измеренное поведение. Если конструкция испытывает повреждения, то даже наиболее близкая АР модель из базы данных не будет достаточно хорошо аппроксимировать измеренное поведение конструкции.

4. Контроль конструкций и систематизация мониторинга строительных систем и конструкций

Для эффективного использования отдельных качеств разных методов неразрушающего контроля необходимо использовать общие принципы расстановки измерительных узлов в системе мониторинга:

· зоны, подконтрольные конкретным датчикам, должны покрывать максимально возможный объем или площадь контролируемого сооружения;

· количество и места установки датчиков должны быть достаточными для того, чтобы, объединяя измеренные параметры, была возможность получить восстановленную картину полей распределения контролируемого параметра;

· расстановка датчиков должна быть оптимизирована таким образом, чтобы данные одного типа датчиков можно было сопоставить с данными другого типа датчиков с последующими выводами о степени взаимосоответствия различных параметров;

· количество датчиков должно быть минимизировано с точки зрения затрат на создание системы мониторинга;

· конфигурация сети датчиков должна обеспечивать, помимо локального контроля параметра здания или сооружения в зоне измерительного узла, возможность оценивать глобальные характеристики сооружения, в частности, взаимодействия подземной и надземной частей здания или сооружения.

Целесообразно применять комплексные системы контроля, которые используют разные по физической природе методы исследования, что, в свою очередь, позволит исключить недостатки одного метода, взаимодополнить методы и реализовать тем самым принцип "избыточности" для повышения надежности контроля систем и агрегатов.

Различные методы НК характеризуется разными значениями технико-экономических параметров: чувствительностью, условиями применения, типами контролируемых объектов и т.д. Поэтому при формировании комплекса методов НК разной физической природы возникает проблема оптимизации состава комплекса с учетом критериев их эффективности и затрат ресурсов.

Комплексное использование наиболее чувствительных методов не означает, что показатели достоверности будут соответственно наибольшими. Но учет первоочередности технических показателей может привести к противоречиям с экономическими критериями, такими как трудозатраты, стоимость, время контроля и т.д., что, в свою очередь, может привести к тому, что выбранный комплекс методов НК может оказаться с экономической точки зрения неэффективным.

Из анализа имеющихся характеристик вытекает необходимость решения задачи выбора состава (комплекса) методов НК как задачи в оптимизационной постановке. Комплексное применение методов НК для диагностики и обнаружения дефектов в конструкциях направлено на обеспечение увеличения эффективности и достоверности контроля, продления работоспособности и ресурса. Решением задачи формирования комплекса различных методов НК для обнаружения совокупности возможных (наиболее опасных дефектов) в системе является оптимальное сочетание различных методов НК, применение которых наиболее эффективно при эксплуатации и анализе ресурса конструкций.

Актуальными при проведении НК являются также задачи оптимального распределения объемов контроля на всех этапах жизненного цикла объекта, оптимизации мест и параметров контроля, планирования технического обслуживания системы с учетом экономических показателей. При проведении мониторинга, исследования систем (элементов) и применения методов НК с целью продления ресурса важными являются данные, получаемые в результате решения задач:

· прогнозирования вероятности безотказной работы элементов и систем. Прогнозирование может осуществляется раздельно по постепенным и внезапным отказам;

· составление (или использование готовой) обобщенной структурной схемы надежности системы и ее узлов и элементов. Структурная схема надежности представляет собой такую совокупность функционально подобных основных и резервных элементов, отказ которых вызывает неустранимый отказ всей системы;

· формирование критериев предельного состояния для системы. Предельным состоянием элемента является его неустранимый отказ. Неустранимый отказ элемента, который вызывает отказ системы, означает переход системы в ее предельное состояние;

· прогнозирование остаточного ресурса узлов и системы в целом. Для эффективного решения задач прогнозирования технического состояния и остаточного ресурса систем, повышения их долговечности актуальными являются:

· совершенствование приборного контроля, повышение точности, применение передовых методов контроля технического состояния и методов НК;

· автоматизация сбора обработки и хранения эксплуатационной информации на базе универсальных измерительных аппаратно-программных комплексов, разработка и ведение базы данных мониторинга ТС систем, разработка форм эксплуатационных документов для сбора данных, необходимых для прогнозирования остаточного ресурса систем, формирование перечня критичных с точки зрения надежности элементов исследуемых систем для контроля;

· детальная проработка перечня контролируемых параметров, мест, методов и технологий измерений, приборов для контроля и их класс точности, периодичность контроля.

В качестве базового средства измерения при мониторинге ТС необходимо использовать аппаратно-программные комплексы по сбору и обработке измерительной информации на базе персональных компьютеров, которые дают высокую точность и оперативность измерений, предоставляют широкие возможности при обработке и хранению результатов, многофункциональность, высокую мобильность, относительно низкую стоимость (по сравнению собщей стоимостью заменяемых приборов).

Результаты применения НК могут быть полезными при обосновании оптимальных объемов ремонтно-восстановительных работ, обеспечивающих заданное (или максимально возможное при выделенном количестве средств на ремонт) продление технического ресурса анализируемых систем.

Заключение

Современное состояние и тенденции строительства крупных военных сооружений обусловливают постоянное совершенствование системы строительного мониторинга. Это делает актуальным исследование и разработку систем контроля технического состояния строительных конструкций на всех этапах жизненного цикла объекта.

Для поддержания объектов военного назначения в готовности к применению необходимо иметь постоянный контроль над техническим состоянием конструкций, элементов систем и сооружением в целом. Использование автоматизированной системы для оценки текущего состояния строительных конструкций зданий и сооружений является эффективным способом их безопасной эксплуатации.

Работа, проделанная в ходе развития строительного мониторинга, делает возможным не только использование накопленных знаний в сфере строительной индустрии, но и способствует дальнейшему совершенствованию и созданию все более эффективных систем контроля и наблюдения за состоянием зданий и сооружений.

Литература

1. ГОСТ Р 53778-2010. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния Текст. М.: Стандартинформ, 2010. -90 с.

2. ГОСТ Р 22.1.12-2005. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. Структурированная система мониторинга и управления инженерными системами зданий и сооружений. Общие требования Текст. М.: ИПК «Издательство стандартов», 2005. - 26 с.

3. РБ-045-08. Динамический мониторинг строительных конструкций объектов использования атомной энергии Текст. / Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, 29.12.2008. М., 2008.-4 с.

4. СП 52-101-2003. Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения арматуры Текст. -М., 2003. 72 с.

5. СП 13-102-2003. Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений Текст. М., 2003. - 26 с.

6. Перечень национальных стандартов и сводов правил от 21 июня 2010 г. № 1047-р.

7. Технический регламент о безопасности зданий и сооружений: Текст. : федер. закон №384-Ф3: [принят Гос. Думой 23 декабря 2009 г. : одобр. Советом Федерации 25 декабря 2009 г]. -М., 2009.

8. Бендат, Дж. Прикладной анализ случайных данных Текст. / Дж. Бендат, А. Пирсол; под. ред. И.Н. Коваленко М.: Мир, 1989. - 540 с.

9. Бендат, Дж. Применения корреляционного и спектрального анализа Текст. / Дж. Бендат, А. Пирсол; под. ред. И.Н. Коваленко М.: Мир, 1983.-312 с.

10. Васильков, Г.В. Эволюционные задачи строительной механики. Синергетическая парадигма Текст. / Г.В. Васильков. Ростов-на-Дону, 2003. -179 с.

11. Гилл, Ф. Практическая оптимизация Текст. / Ф. Гилл, У. Мюррей, М. Райт; под. ред. A.A. Петрова-М.: Мир, 1985. 509 с.

Размещено на Allbest.ru