Полная версия научной работы 106 КБ

СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
В СЕЙСМИЧЕСКИХ РАЙОНАХ
Салилбеков Б. С.
Национальный исследовательский
Томский Политехнический Университет
Институт неразрушающего контроля
г. Томск, Россия
SYSTEM MONITORING OF BUILDINGS AND STRUCTURES
IN SEISMIC REGIONS
Salilbekov B.
National research Tomsk Polytechnic University
Tomsk, Russia
Institute of Nondestructive Testing
Обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений промышленных предприятий является актуальной задачей, которая решается комплексом мер на стадиях от проектирования до ликвидации объекта. Обеспечение
промышленной безопасности зданий и сооружений осуществляется на основе
действующих нормативно-правовых документов, которые устанавливают требования непосредственно к конструкциям зданий и сооружений, по надзору за
их техническим состоянием, к технологическим процессам, размещаемым в
зданиях и сооружениях, к работающему и обслуживающему персоналу предприятий.
При этом аварии на промышленных предприятиях связанные с обрушением конструкций зданий и сооружений происходят постоянно с ущербами в
виде человеческих жертв, экономических потерь и вреда окружающей среде.
Некоторые примеры аварийного обрушения конструкций производственных зданий промышленных предприятий, в расследовании причин, аварий которых принимали участие специалисты, а также сведения, полученные из публикаций в открытой печати [1], представлены в таблице 1.
Таблица 1
Год
Описание аварии
Некоторые сведения
об ущербах
2006
Обрушение блока здания листопрокатного цеха №5 ОАО «магнитогорский
металлургический комбинат» Площадь
обрушения 5000 м2
Погибло 8 человек
2006
Обрушение блока покрытия зданий
Без человеческих
вращающихся печей ОАО «магнитогор- жертв
ский цементный завод» Площадь обрушения 1760 м2
Обрушение 80% конструкций здания Нет сведений
вращающихся печей ОАО «Коркинский
цементный завод»
2006
2003
2001
Обрушение покрытия цеха точного литья ОАО «Чебоксарский агрегатный завод»
Обрушение диска покрытия здания термокалибровочного цеха ОАО «Златоустовский металлургический завод»
46 млн. руб.
Нет сведений
Сведения о процентном соотношении зданий с различными сроками эксплуатации [1], приведены на рис.1. Видно, что процент зданий со сроком эксплуатации от 50 до 70 лет приближается к 50%.
Рис.1. Процентное соотношение зданий с различными сроками эксплуатации
Накопленный опыт [1] по расследованию причин аварийного разрушения
конструкций позволяет сделать следующие выводы:
аварии происходили на объектах, которые не подвергались экспертизе
или техническому освидетельствованию;
аварии происходили на объектах при несоблюдении сроков очередной
экспертизы;
возникновение причин аварийного разрушения возможно на любой стадии «жизни» объекта;
экспертиза носит эпизодический характер, при отсутствии постоянного
наблюдения (мониторинга) за наиболее ответственными, критически важными
элементами объекта;
положительное заключение экспертизы не гарантирует защиты объекта
от аварии.
Для исключения тяжелых последствий разрушений зданий и сооружений
в сейсмически опасных районах становится целесообразным использование постоянно действующих систем мониторинга их технического состояния. Такие
системы в последнее время находят все большее применение в высотных зданиях, крупных спортивных и промышленных сооружениях [2]. ]Однако, в рассматриваемой системе не предусмотрен контроль колебаний сооружения, обусловленных сейсмическими колебаниями почвы.
Для получения полной информации о статике и динамике конструкции
здания, система мониторинга (рис.2) включает в свой состав комплект сейсмодатчиков 13, установленных на разных уровнях. На ответственных несущих
элементах конструкций зданий и сооружений устанавливают тензодатчики 5
для контроля напряжений, возникающих в материале конструкций в период
эксплуатации. Для этих же целей могут быть использованы лазерные дальномеры и другие приборы.
Информация со всех датчиков системы поступает на сервер. На сервере
происходит архивация данных, и затем эти данные ретранслируются на автоматизированное рабочее место.
Рис. 2. Общая схема мониторинга: 1 – поверхностные датчики наклона; 2 – дифференциальная DSM-система контроля осадки; 3 – маятниковая система контроля отклонений и смещений; 4 – датчики контроля стыков и смещений; 5 – тензометрические датчики напряжений; 6 – топографические отражатели; 7 – ленточный измеритель смещений; 8 – анкерные датчики давления; 9 – пьезометры; 10 – датчики вертикальных смещений грунта; 11 – обратный маятник; 12 – экстензометры (контроль горизонтальных и вертикальных смещений); 13 - сейсмодатчики
Заключение
Объем мониторинга зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения
форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные
участки и др.
Затраты, связанные с приобретением, монтажом и эксплуатацией системы
мониторинга технического состояния зданий и сооружений в сейсмостойких
регионах окупаются благодаря предотвращению масштабных разрушений.
Литература
1. Еремин К.И. , Матвеюшкин С.А. Мониторинг технического состояния и
электронная паспортизация зданий и сооружений. ООО "ВЕЛД", г. Магнитогорск, http://www.en.weld.su/p-exposition
2. Айме К.А. Мониторинг зданий и котлованов, ч. 2 //Строительные материалы,
оборудование, технологии века, № 11, 2005, С. 37-39.