Приложение Б (справочное). Выбор концепции мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций уникального здания

Приложение Б
(справочное)

Выбор концепции мониторинга технического состояния оснований и строительных конструкций уникального здания

Б.1 В соответствии с требованиями действующих нормативных документов для уникальных зданий устанавливают постоянный режим мониторинга технического состояния их оснований и строительных конструкций. Мониторинг проводят с целью обеспечения безопасного функционирования уникальных зданий, его результаты являются основой эксплуатационных работ на этих объектах. При мониторинге проводят контроль процессов, протекающих в конструкциях зданий и грунте, для своевременного обнаружения на ранней стадии тенденции негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций и оснований, которое может повлечь переход объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние, а также получения необходимых данных для разработки мероприятий по устранению возникших негативных процессов.

При этом цель проведения мониторинга может быть достигнута различными способами.

В первую очередь это касается выбора регламента проведения мониторинга, выбора параметров напряженно-деформированного состояния здания и других величин, подлежащих измерению, способа, которым проводится их измерение, и степени автоматизации станции мониторинга.

Б.2 При определении концепции мониторинга выбор в рамках постоянного режима мониторинга в первую очередь делают между непрерывным и периодическим мониторингом.

При этом необходимо учитывать, что обрушение здания может происходить по двум схемам:

1) с постепенным накоплением напряжений и деформаций и последующим обрушением несущих конструкций;

2) быстротечное (прогрессирующее) разрушение при кратковременном, но существенном перегрузе важного несущего элемента конструкции здания, разрушение которого вызывает последующее прогрессирующее разрушение.

При первой схеме, как показывает опыт обследований и мониторинга конструкций зданий, нет необходимости проводить непрерывный контроль деформаций конструкций в силу небольшой скорости нарастания этого процесса, достаточно делать это периодически, например для вновь возведенных зданий в первые три года эксплуатации - три раза в год, затем - один раз в год.

Защитой от обрушения здания по второй схеме в настоящее время может служить только надежный расчет несущих элементов конструкций и соответствующие конструктивные мероприятия, исключающие прогрессивное обрушение. При этой схеме обрушения не могут помочь какие-либо системы контроля деформаций конструкций, так как начавшийся процесс по быстротечности равносилен взрыву. Даже предварительное обнаружение не дает возможности принять какие-либо меры для предотвращения обрушения или спасения людей и оборудования. Таким образом, непрерывный мониторинг в этом случае может не проводиться.

Тем не менее в случае необходимости может назначаться, в соответствии с выбранной концепцией и разработанной программой мониторинга, непрерывный режим измерений тех или иных физических величин. Существует ряд величин, для которых обязательно проведение непрерывного мониторинга, в том числе по технологическим причинам (например, акустическая эмиссия).

Примечание - Стационарное размещение станции мониторинга на уникальном здании позволяет при необходимости изменять периодичность проведения мониторинга, например, назначать дополнительное проведение измерений (причем как в полном объеме этапа мониторинга, так и в случае необходимости в неполном объеме) без осуществления каких-либо дополнительных технических мероприятий.

Б.3 Выбор концепции мониторинга определяет также выбор числа и номенклатуры измеряемых при проведении мониторинга величин, а также методик их измерения.

Для мониторинга может быть выбрана концепция прямого измерения всех величин, необходимых для решения вопроса о необходимости проведения обследования конструкций для определения категории технического состояния здания. Такое измерение требует установки большого числа разнообразных датчиков практически на всех элементах конструкций и узлах соединения.

Примечание - Само по себе большое число датчиков не гарантирует правильности выводов, сделанных на основе полученных с их помощью результатов измерений. Например, если опасная для здания трещина пройдет между двумя расположенными практически рядом датчиками деформации, то датчики никакой деформации не покажут.

Возможна концепция мониторинга, при которой для достижения цели используется запись только собственных колебаний здания, его частей, конструкций, элементов конструкций и узлов соединения и вычисление динамических параметров: периода и логарифмического декремента основного тона собственных колебаний и обертонов. Выводы делаются по изменению значений этих параметров.

Известен метод мониторинга, при котором проводится условное разбиение здания на участки и построение передаточных функций этих участков при измерении какой-либо одной величины. Для построения передаточных функций вблизи одной из границ участка на конструкцию проводится динамическое воздействие низкой интенсивности (синусоидальное или в виде широкополосного неупругого удара). При этом способе достигается локализация участков здания, на которых обнаружены негативные явления. Следовательно, дорогостоящему обследованию в этом случае подвергается не все здание, а только этот его участок.

Допускается также сочетание перечисленных способов в зависимости от конкретных архитектурно-конструктивных особенностей здания.

Б.4 В настоящее время не существует такого устройства, которое могло бы автоматически исследовать все части здания, конструкции, элементы конструкций, узлы соединения, выявить их дефекты и сделать надлежащие выводы. Следовательно, не может быть и автоматической системы контроля технического состояния здания. С помощью автоматики можно контролировать только превышение нормируемых значений какой-либо измеряемой величины, рассчитанной для конкретного здания. Однако превышение нормируемых значений, как показывает опыт обследований, напрямую не связано с техническим состоянием здания - все определяется конструкцией здания и способами перераспределения усилий в нем при потере несущей способности каким-либо его несущим элементом.