СМИС

проектирование СМИС


  • 1
Продолжение...

24 При разработке альтернативных вариантов структур системы мониторинга необходимо исходить из того, что основными ее подсистемами должны быть:

сигнальная подсистема мониторинга, в первую очередь, обеспечивающая оповещение людей и, соответственно, предотвращение (снижение) потерь;

подсистема периодического мониторинга, обеспечивающая оценку состояния несущих конструкций здания, сооружения и выдачу рекомендаций по их безопасной эксплуатации и/или усилению (восстановлению), проверку и настройку сигнальной подсистемы мониторинга.

Сигнальная подсистема мониторинга состояния несущих конструкций должна осуществлять в режиме реального времени контроль критически важных интегральных характеристик надежности конструкций зданий, сооружений, с целью оповещения о превышении предельно допустимых величин.

Подсистема периодического мониторинга состояния несущих конструкций осуществляет контроль показателей, характеризующих надежность конструкций, с целью предупреждения ситуаций, при которых значения регистрируемых параметров превысят их предельно допустимые величины, установленные нормами проектирования конструкций. Одним из результатов периодического мониторинга является оценка надежности здания, сооружения - возможность выполнения заданных функций в течение промежутка времени до следующего этапа периодического мониторинга.

Периодический мониторинг состояния несущих конструкций носит, как правило, комплексный характер, включающий визуальный контроль, приборное (инструментальное) обследование, если необходимо – автоматизированный мониторинг. Периодичность и задачи, которые решаются в каждом из этих видов контроля, определяются в регламенте работ периодического (внеочередного) мониторинга.

В концепции для каждой из предложенных структур должно быть представлено описание функционирования системы мониторинга.

25 Основными задачами могут быть определены:

для сигнальной подсистемы

сбор данных от датчиков, установленных в критически важных точках несущих конструкций здания, сооружения;

обработка полученных данных, определение интегральных характеристик и показателей изменения состояния несущих конструкций здания, сооружения;

информирование ДДС объекта и ЕДДС города, района о критически важном ухудшении состояния несущих конструкций здания, сооружения;

для подсистемы периодического мониторинга

сбор и обработку требуемых для оценки состояния несущих конструкций здания, сооружения данных:

от датчиков сигнальной подсистемы, других подсистем мониторинга (например, геотехнического);

от дополнительных инструментальных средств наблюдений за деформациями и перемещением несущих конструкций и грунта;

визуальных наблюдений;

определение:

несущей способности здания, сооружения;

категории состояния, здания, сооружения;

обеспечение выдачи:

заключений о состоянии несущих конструкций здания, сооружения;

рекомендаций:

по усилению несущих конструкций;

по безопасной эксплуатации;

проверка и настройка сигнальной подсистемы мониторинга.

26 Разработка специальных технических условий (разделов СТУ) на создание и/или технических заданий на проектирование системы мониторинга состояния несущих конструкций зданий, сооружений


27 В соответствии с "Положением о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию" (утверждены постановлением Правительства Российской Федерации от 16 февраля 2008 г. № 87), в случае если для разработки системы мониторинга состояния несущих конструкций здания, сооружения недостаточно требований по надежности и безопасности, установленных нормативными техническими документами, или такие требования не установлены, разработке проектной документации должны предшествовать разработка и утверждение в установленном порядке специальных технических условий (СТУ).

28 В СТУ включаются требования к системе мониторинга на весь ее жизненный цикл от создания и до эксплуатации включительно. СТУ на систему мониторинга могут включаться в виде раздела СТУ на создание структурированной системы мониторинга и управления инженерными системами (СМИС) здания, сооружения.


Edited at 2012-05-31 08:22 pm (UTC)

29 СТУ на создание системы мониторинга состояния несущих конструкций здания, сооружения разрабатываются специализированными организациями – разработчиками нормативно-технических документов федерального уровня по мониторингу.

30 В СТУ должны быть представлены разработанные в соответствии с концепцией следующие основные требования к системе мониторинга и обеспечению ее функционирования:

к системе мониторинга в целом: назначение; цели создания;

к структуре и функционированию;

к объему мониторинга параметров состояния несущих конструкций;

к способам и средствам связи для информационного обмена между компонентами системы;

к обеспечению взаимосвязей с ЕДДС города, района;

к режимам функционирования;

к численности и квалификации персонала;

к надежности;

к помещениям для размещения персонала и технических средств системы, к параметрам сетей энергоснабжения;

к функциям (задачам), выполняемым персоналом - в автоматизированном режиме и выполняемым комплексом средств автоматизации системы мониторинга - в автоматическом режиме;

к видам обеспечения (математическому, информационному, лингвистическому, программному, техническому, методическому);

к порядку разработки, к составу и содержанию работ по созданию системы;

к составу, структуре и содержанию разделов проектной документации;

к порядку контроля и приемки системы.

31 В требованиях к функциям (задачам) системы, выполняемым в автоматическом режиме должна быть задана задержка реакции системы мониторинга от момента изменения контролируемых параметров до выдачи сообщения (сигнала) об изменении состояния несущих конструкций.

32 В требованиях к функциям (задачам) системы, выполняемым в автоматизированном режиме должна быть задана задержка реакции системы мониторинга от момента изменения контролируемых параметров до выдачи заключения о категории состояния здания, сооружения и предложений по обеспечению безопасности здания, сооружения.

33 Научно-техническое сопровождение разработки технического задания на проектирование заключается в обеспечении отражения в нем сформированных требований к проектированию системы мониторинга в соответствии с разработанными СТУ и концепцией. Аналогичные вопросы решаются при согласовании ТЗ.

34 Специальные технические условия на создание системы мониторинга состояния несущих конструкций здания, сооружения должны разрабатываться с учетом Специальных технических условий на проектирование, строительство и эксплуатацию объекта.
^
35 Разработка проектных решений системы мониторинга состояния несущих конструкций


36 На основании сформированных требований, разработанной концепции, СТУ и технического задания рекомендуется разработать программу производства работ по созданию системы мониторинга состояния несущих конструкций.

В программе производства рекомендуется отражать содержание работ по созданию системы мониторинга на следующих стадиях:

проектирования СМИК стадия "Проект", "Рабочая документация";

строительно-монтажные работы: возведение подземной, надземной части здания, сооружения;

ввод в действие СМИК;

эксплуатация здания, сооружения.

37 Обеспечение разработки проектных решений для уникальных зданий, сооружений

В случае принятия решения по разработке физической исследовательской модели рекомендуется для обоснования проектных решений по системе мониторинга выполнение следующих работ:

создание физической исследовательской модели адекватной зданию, сооружению:

получение и анализ исходных данных для разработки физической исследовательской модели (характеристик конструкций и материалов, расчётов конструкций на статические и динамические нагрузки, на просадку основания, ветровые нагрузки, на воздействия и др.);

разработка и построение физической исследовательской модели;

обеспечение адекватности физической исследовательской модели проектируемому зданию, сооружению в соответствии с полученными исходными данными и получением экспериментальных подтверждений;

определение сочетаний нагрузок и воздействий на здание, сооружение;

разработка вариантов проектных решений для системы мониторинга и выбор наиболее рациональных, путем моделирования сочетаний нагрузок и воздействий на несущие конструкции физической исследовательской модели и модельной оценки функционирования системы мониторинга по регистрации соответствующих изменений напряжённо-деформированного состояния несущих конструкций;

экспериментальная проверка на физической модели определения категорий состояния несущих конструкций здания, сооружения в соответствии с "Методикой оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений"3 или другой методикой аттестованной в установленном порядке;

разработка компьютерной модели здания, сооружения адекватной физической исследовательской модели и проектируемой системе мониторинга состояния несущих конструкций;

разработка для физической исследовательской модели паспорта мониторинга состояния несущих конструкций здания, сооружения, предназначенного для обеспечения настроек проектируемой системы мониторинга на стадии ввода в действие.

Для уникальных зданий, сооружений, в том случае, если физическая исследовательская модель не разрабатывается, а также для не типовых, рекомендуется для обоснования проектных решений по системе мониторинга выполнение следующих работ:

анализ расчётов несущих конструкций на нагрузки и воздействия, выполненных при проектировании сооружения;

разработка компьютерной модели объекта (здания, сооружения и модели системы мониторинга);

определение сочетаний нагрузок и воздействий на здание, сооружение;

проведение дополнительных моделирования и расчетов на определенные сочетания нагрузок и воздействий (при необходимости);

проверка проектных решений для системы мониторинга и выбор наиболее рациональных, путем моделирования сочетаний нагрузок и воздействий на компьютерных моделях объекта и модельной оценки функционирования системы мониторинга по регистрации соответствующих изменений напряжённо-деформированного состояния несущих конструкций;

разработка на компьютерной модели объекта матрицы граничных значений интегральных характеристик состояния здания, сооружения, предназначенной для обеспечения настроек системы мониторинга на стадии ввода в действие.

38 Обеспечение разработки проектных решений для типовых4 зданий, сооружений

Для типовых зданий, сооружений рекомендуется для обоснования проектных решений по системе мониторинга выполнение следующих работ:

анализ расчётов несущих конструкций на нагрузки и воздействия, выполненных при проектировании сооружения;

получение ранее разработанных компьютерных моделей объектов (здания, сооружения и модели системы мониторинга), расчетных моделей (расчетов) на данный тип здания, сооружения;

определение (уточнение) сочетаний нагрузок и воздействий на здание, сооружение;

проведение дополнительных моделирования и расчетов на определенные сочетания нагрузок и воздействий (при необходимости);

адаптация полученных компьютерных моделей объекта, расчетных моделей под данное здание, сооружение в соответствии с полученными исходными данными;

проверка проектных решений для системы мониторинга и выбор наиболее рациональных, путем моделирования сочетаний нагрузок и воздействий на адаптированных моделях и модельной оценки функционирования модели системы мониторинга по регистрации соответствующих изменений напряжённо-деформированного состояния несущих конструкций;

разработка на адаптированной компьютерной модели объекта матрицы граничных значений интегральных характеристик здания, сооружения, предназначенной для обеспечения настроек системы мониторинга на стадии ввода в действие.
^
39 Вопросы научно-технического сопровождения, отражаемые в методическом разделе проектной документации по системе мониторинга состояния несущих конструкций


40 Разработка паспорта мониторинга состояния несущих конструкций

Разработка паспорта мониторинга заключается в разработке включаемых в него документов и моделей:

заключения о состоянии несущих конструкций здания, сооружения, рекомендации по усилению, восстановлению несущих конструкций полученные в результате работ периодического (внеочередного) мониторинга, рекомендаций по совершенствованию математического, программного и методического обеспечения системы мониторинга (при необходимости)5;

компьютерной модели объекта (здания, сооружения и его системы мониторинга – СМИК), адекватной текущему состоянию несущих конструкций;

матрицы граничных значений интегральных характеристик соответствующих нарушению нормальной эксплуатации и предаварийному изменению состояния несущих конструкций для каждого из определенных воздействий и/или нагрузок на строительные конструкции здания, сооружения.

41 Разработка адекватной компьютерной модели объекта

Компьютерная модель объекта должна позволять рассчитывать любые перемещения (линейные и угловые), деформации элементов и динамические параметры (собственные формы, частоты и амплитуды колебаний) для всех нормативных и расчетных видов нагрузок и/или воздействий, в том числе импульсных (землетрясения, взрывы).

Компьютерная модель объекта разрабатывается с использованием специализированных программных средств, имеющих сертификаты, подтверждающие их применимость для решения задач моделирования.

Рекомендуется в общем случае предусматривать следующую последовательность разработки компьютерной модели объекта:

разработка модели несущих конструкций здания;

включение в модель сети точек контроля интегральных характеристик;

проведение "зеркальных" натурных и модельных экспериментов путем приложения определенных6 нагрузок и/или воздействий на здание, сооружение и на его компьютерную модель;

корректировка компьютерной модели до тех пор, пока сопоставление интегральных характеристик, полученных путем измерений в контрольных точках в ходе натурного эксперимента и полученных в ходе моделирования не покажут расхождений соответствующих допустимой погрешности;

Полученная в результате компьютерная модель является адекватной зданию, сооружению в границах зоны, охватывающей примененные в ходе экспериментов нагрузки и/или воздействия, – зоны адекватности.


определение по данным моделирования и экспертных оценок критически важных точек несущих конструкций и мест установки датчиков для контроля интегральных характеристик в этих точках, включение их в модель;

обеспечение возможности получения значений соответствующих интегральных характеристик несущих конструкций по данным, получаемым с мест установки датчиков системы мониторинга в ходе модельных экспериментов.

^ Полученная в результате компьютерная модель объекта является адекватной зданию, сооружению и системе мониторинга в границах зоны адекватности.


42 Разработка матрицы граничных значений интегральных характеристик

Матрица граничных значений интегральных характеристик разрабатывается для оценки состояния несущих конструкций зданий, сооружений по критериям - нарушение нормальной эксплуатации и предаварийное изменение состояния несущих конструкций.

Рекомендуется следующая последовательность разработки матрицы граничных значений интегральных характеристик:

проведение модельных экспериментов путем моделирования нормативных, расчетных нагрузок и/или воздействий на компьютерную модель здания, сооружения;

формирование по данным, получаемым в ходе модельных экспериментов по всем точкам установки датчиков матрицы граничных значений интегральных характеристик несущих конструкций.

Полученная матрица граничных значений интегральных характеристик несущих конструкций используется для формирования матрицы настроек программного комплекса сигнальной подсистемы мониторинга.

В случае, когда нормативные, расчетные нагрузки и/или воздействия, моделируемые при разработке матрицы граничных значений интегральных характеристик, выходят за границы зоны адекватности компьютерной модели объекта, можно говорить об экстраполяции зоны адекватности. Матрица граничных значений интегральных характеристик несущих конструкций полученная для экстраполированной области зоны адекватности носит прогнозный характер.

43 Определение критериев оценки напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и контролируемых в процессе мониторинга параметров

Для разработки матриц граничных значений интегральных характеристик соответствующих нарушению нормальной эксплуатации и предаварийному изменению состояния несущих конструкций здания, сооружения должна быть решена задача выбора критериев оценки напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и контролируемых в процессе мониторинга параметров.

При определении таких критериев целесообразно исходить из принципов методики предельных состояний, положенных в основу обеспечения надёжности в строительстве (ГОСТ 27751-88 «Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения по расчету»).

Согласно этой методике различают два основных предельных состояния здания, сооружения:

1-е предельное состояние, когда конструкция полностью утрачивает свои эксплуатационные свойства, например, разрушается, теряет устойчивость, опрокидывается и т. д. При проектировании в этом случае исходят из максимально возможных - расчётных нагрузок и/или воздействий и минимально возможных - расчётных сопротивлений конструкционных материалов;

2-е предельное состояние, когда при сохранении несущей способности затруднена нормальная эксплуатация сооружения. Например, перемещения (прогибы) конструкций приводят к нарушению работы технологического оборудования, колебания конструкций вызывают дискомфортное состояние людей, находящихся в помещениях верхних этажей высотного здания. Проектирование зданий, сооружений в этом случае выполняется, исходя из так называемых нормативных значений пониженных для нагрузок и /или воздействий и повышенных для прочности материала, так как предполагается, что такое дискомфортное состояние будет кратковременным или может быть устранено штатными средствами. После чего сооружение будет полностью удовлетворять эксплуатационным требованиям, в том числе требованиям безопасности.

Исходя из этих положений, рекомендуется определить критерии оценки напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и контролируемые в процессе мониторинга параметры (показатели).

Согласно ГОСТ 27751-88 общие условия обеспечения надежности сооружений заключаются в том, чтобы показатели напряженно-деформированного состояния конструкций (деформации, перемещения, в том числе динамические, раскрытие трещин и т. п.) не превышали соответствующих им предельных значений, устанавливаемых нормами проектирования конструкций.

Критерии оценки напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и контролируемые в процессе мониторинга параметры (показатели) должны использоваться для принятия решений:

по обеспечению безопасности людей (эвакуация);

по переводу здания, сооружения в режим аварийной эксплуатации (противоаварийные мероприятия по минимизации возможных последствий);

по усилению несущих конструкций здания, сооружения.

44 Структура и техническое обеспечение системы мониторинга состояния несущих конструкций

Обеспечение решений вопросов построения и технического обеспечения мониторинга должно включать следующие основные работы:

обоснование структуры системы мониторинга;

обоснование требований к характеристикам датчиков и регистрирующих устройств, мест, технологий и конструкторских решений по их установке.

45 Математическое обеспечение системы мониторинга состояния несущих конструкций

Обеспечение решений вопросов математического обеспечения мониторинга должно включать следующие основные работы по разработке математических моделей, алгоритмов:

обработки данных датчиков и регистрирующих устройств и получения интегральных характеристик состояния несущих конструкций:

получения спектров реакции (передаточных функций);

собственных частот и форм колебаний;

коэффициентов демпфирования;

и др.

определения критериев, показателей для оценки:

нарушения нормальной эксплуатации и предаварийного изменения состояния несущих конструкций;

категорий состояния несущих конструкций;

определения нарушения нормальной эксплуатации и предаварийного изменения состояния несущих конструкций здания, сооружения;

определения категорий состояния несущих конструкций;

может включать разработку математических моделей, алгоритмов:

распознавания наиболее вероятных:

нагрузок и/или воздействий на несущие конструкции;

сценариев повреждений несущих конструкций;

оценки возможных масштабов повреждений несущих конструкций.

46 Методическое обеспечение системы мониторинга состояния несущих конструкций

Обеспечение решений вопросов методического обеспечения мониторинга должно включать следующие основные работы:

разработку:

технологических регламентов установки датчиков и регистрирующих устройств7 во время строительства;

регламентов действий персонала, дежурно-диспетчерской службы (ДДС) здания, сооружения при регистрации нарушении нормальной эксплуатации и предаварийном изменении состояния несущих конструкций;

программы и методики и испытаний системы мониторинга;

регламенты работ периодического (внеочередного) мониторинга.

47 Научно-техническое сопровождение создания систем мониторинга состояния несущих конструкций в ходе строительно-монтажных работ


48 Основными работами научно-технического сопровождения создания систем мониторинга в ходе строительно-монтажных работ являются:

периодический мониторинг возводимых несущих конструкций:

визуальное обследование;

инструментальные наблюдения:

за изменением состояния грунтов, уровней, составом, направлением и скоростями движения подземных вод, изменением температурных полей с использованием серии скважин;

за осадками здания;

геодезическая съемка положения несущих конструкций;

оценка состояния возводимых несущих конструкций и выдача рекомендации по их укреплению (при необходимости);

надзор за соблюдением технологического регламента установки датчиков и регистрирующих устройств системы мониторинга в процессе изготовления и монтажа строительных конструкций;

надзор за реализацией проектных решений по системе мониторинга при возведении здания, сооружения.

49 Мониторинг на стадии выполнения строительных работ в грунтах и строительно-монтажных работ должен вестись в соответствии с нормативной документацией, регламентирующей эти виды деятельности.
^
50 Научно-техническое сопровождение работ по вводу в действие системы мониторинга состояния несущих конструкций


51 Научно-техническое сопровождение по вводу в действие и настройке системы мониторинга должно включать следующие основные работы:

обеспечение адекватности компьютерной модели объекта построенному зданию, сооружению;

разработка паспорта мониторинга для СМИК построенного здания, сооружения по компьютерной модели объекта для определенных сочетаний нагрузок, воздействий;

тестирование категорий состояния несущих конструкции в соответствии с "Методикой оценки и сертификации инженерной безопасности зданий и сооружений" (или другой аттестованной установленным порядком) по компьютерной модели объекта адекватной построенному зданию, сооружению;

идентификация интегральных характеристик (собственных частот, других измеряемых параметров несущих конструкций здания) системой мониторинга в ходе предварительных испытаний СМИК здания, сооружения;

настройка программного комплекса СМИК в соответствии с паспортом мониторинга;

разработка регламента работ периодического (внеочередного) мониторинга на стадии эксплуатации на основании данных геомониторинга, компьютерного моделирования и обследования здания, сооружения;

участие в приемо-сдаточных испытаниях системы мониторинга.

52 Обеспечение адекватности разработанной на стадии проектирования компьютерной модели объекта построенному зданию, сооружению должна осуществляться в путем проведения экспериментов описанных в п. 4.1.5.2 данной методики.

53 На основании данных моделирования на адекватной компьютерной модели объекта уточняется паспорт мониторинга для построенного здания, сооружения.

На основании паспорта мониторинга производится настройка программного комплекса СМИК.

54 Содержание работ научно-технического сопровождения эксплуатации систем мониторинга состояния несущих конструкций



55 Научно-техническое сопровождение на стадии эксплуатации системы мониторинга должно включать следующие основные работы:

периодический мониторинг состояния несущих конструкций в соответствии с регламентом (в период действия гарантийных обязательств 2 раза: в зимний и летний период; после истечения гарантийных обязательств 1 раз в 5 лет, периодичность уточняется по результатам эксплуатации) и включением работ по полному обследованию здания, сооружения в том числе:

обновление паспорта мониторинга по результатам периодического мониторинга:

дополнение заключениями о состоянии несущих конструкций;

проверка и уточнение (при необходимости) параметров компьютерной модели объекта (для обеспечения адекватности);

корректировка (при необходимости) матриц граничных значений интегральных характеристик, соответствующих нарушению нормальной эксплуатации и предаварийному изменению состояния несущих конструкций;

корректировка (при необходимости) настроек программного комплекса СМИК в соответствии с изменением матриц граничных значений интегральных характеристик состояния несущих конструкций;

внеочередной мониторинг состояния несущих конструкций - работы производятся при получении от сигнальной системы СМИК сообщений о нарушении нормальной эксплуатации или предаварийном изменении состояния несущих конструкций с включением работ по полному (выборочному) обследованию здания, сооружения.



^
56 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Скачать документ:

Методика мониторинга состояния несущих конструкций зданий и сооружений

ФЗ "О промышленной безопасности опасных производственных объектов", постановления Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2003г.
читать полностью
скачать

  • 1
?

Log in