Опыт проектирования стационарных автоматизированных станций мониторинга технического состояния высотных зданий
В.М. ДОРОФЕЕВ, руководитель отдела мониторинга и комплексного обследования зданий и сооружений, канд. физ.-мат. наук
М.С. ДУЗИНКЕВИЧ, зав. лабораторией прочности конструкций, канд. техн. наук
Н.В. НАЗЬМОВ, ст. науч. Сотрудник
Д.А. ЛЫСОВ, инж.
В целях обеспечения безопасной эксплуатации высотных зданий введенные постановлением правительства Москвы № 1058-ПП от 28.12.2005 г. МГСН 4.19-2005 «Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в г. Москве» предписывают обязательную установку на таких объектах стационарных станций мониторинга технического состояния конструкций.
Базовым документом при проектировании стационарных станций мониторинга является приложение 3.2 «Стационарная станция мониторинга» к МГСН 4.19-2005, в котором указано, что задание на проектирование должно предусматривать оборудование стационарной станции мониторинга деформационного состояния несущих конструкций с целью выявления мест накопления повреждений за счет анализа передаточных функций для различных частей здания и измерения его наклонов.
В МНИИТЭП разработаны специальные способы определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций зданий и сооружений как простой, так и сложной пространственной формы [1-3].
На основе этих способов выполнен ряд проектов стационарных автоматизированных станций мониторинга для высотных зданий ММДЦ «Москва-Сити» (72-этажное здание законодательной и исполнительной власти Москвы, участки № 15 и № 1; 70-этажное здание многофункционального делового комплекса, участок № 14; 67-этажное здание многофункционального административного комплекса, участок № 4; 56-этажное здание многофункционального административно-делового комплекса, участок № 10) и для других районов города (39-этажный многофункциональный жилой дом и 29-этажный многофункциональный жилой комплекс в Строгино, мкр 14А). Основой всех этих проектов служит созданная МНИИТЭП совместно с Российской инженерной академией и рядом организаций города автоматизированная станция мониторинга деформационного состояния высотных зданий (СМДС-В) [4], рекомендованная к применению на высотных объектах города Экспертной комиссией по оценке надежности конструктивных решений и проверке технического состояния строительных конструкций большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений, возведенных и проектируемых в Москве, а также Межведомственной комиссией по обеспечению безопасности и антитеррористической защищенности высотных сооружений города.
МНИИТЭП-2007
1. ФАСАД ГОСТИНИЦЫ КЛАССА *** НА 80 НОМЕРОВ
2. 22-25-ЭТАЖНАЯ ГОСТИНИЦА КЛАССА *** НА 400 НОМЕРОВ ИЗ ИЗДЕЛИЙ ПРОИЗВОДСТВА ОАО «ДСК-1»
3. ФАСАД ГОСТИНИЦЫ НА 50 НОМЕРОВ
ГУП МНИИТЭП, МАСТЕРСКАЯ № 1
Архитекторы: Ю.П. Григорьев (руководитель авторского коллектива), А.В. Надысев, Ю.П. Шаморгин.
Инженеры: Е.Е. Никитин, Г.И. Шапиро, A.Э. Янко, Г.К. Раковский.
ОАО «ДСК-1»:
B.Е. Копелев, С.А. Тимохин, Р.И. Шурер.
МНИИТЭП-2007
ПРОЕКТ ЗАСТРОЙКИ МИКРОРАЙОНА, г. ЛЮБЕРЦЫ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ГУП МНИИТЭП, МАСТЕРСКАЯ № 3. Архитекторы: Ю.П. Григорьев (руководитель авторского коллектива), А.С. Яковлев, С.П. Пахомов, В.Д. Мельников, В.Н. Розанова.
Инженеры: Е.Е. Никитин, Г.И. Шапиро, Е.Н. Комарова, Я.Е. Козицын, И.Р. Воробьева, В.А. Рукавицын.
МНИИТЭП-2007
КОМПЛЕКС 9-10-14-23-ЭТАЖНЫХ ЗДАНИЙ ПО СТАРОВОЛЫНСКОЙ УЛИЦЕ
1. ПРОЕКТ ЗАСТРОЙКИ КОМПЛЕКСА (РАЗВЕРТКА СО СТОРОНЫ СТАРОВОЛЫНСКОЙ УЛ.)
2. 9-ЭТАЖНЫЙ ЖИЛОЙ ДОМ
3. ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ПЛАН ЗАСТРОЙКИ
4. 10-14-23-ЭТАЖНЫЙ ТРЕХСЕКЦИОННЫЙ ЖИЛОЙ ДОМ С ЦОКОЛЬНЫМ И НЕЖИЛЫМИ ПЕРВЫМ И ВТОРЫМ ЭТАЖАМИ, ПОДЗЕМНОЙ МНОГОУРОВНЕВОЙ ВСТРОЕННО-ПРИСТРОЕННОЙ АВТОСТОЯНКОЙ
ГУП МНИИТЭП, МАСТЕРСКАЯ № 4. Архитекторы: Ю.П. Григорьев (руководитель авторского коллектива), В.С. Ландиховская, А.И. Фомин, Т.Н. Минеева, Т.В. Бажан.
Инженеры: В.А. Платонов, Г.В. Каляпина, Л.Г. Мишандина.
МНИИТЭП-2007
10-17-ЭТАЖНЫЕ ПАНЕЛЬНЫЕ ЖИЛЫЕ ДОМА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗАО «СУ-155»
Варианты фасадов
ГУП МНИИТЭП, МАСТЕРСКАЯ № 5
Архитекторы: Ю.П. Григорьев (руководитель авторского коллектива), В.В. Россихин, А.Б. Казаков.
Инженеры: С. Н. Митрофанов, Т.А. Макарова, М.В. Ванаг.
а - многофункциональный деловой комплекс (участок № 14);
б - многофункциональный административный комплекс (участок № 4)
Рис. 1. Схемы расположения пунктов измерений стационарных станций мониторинга несущих конструкций зданий ММДЦ «Москва-Сити»
Проекты стационарных автоматизированных станций мониторинга для высотных зданий включают в себя: пояснительную записку; схемы расположения измерительных пунктов станции на несущих конструкциях высотного здания с чертежами установки приборов и ограждающих конструкций, предотвращающих несанкционированный доступ к этим приборам; электрическую схему кабельных соединений станции; спецификацию аппаратуры, оборудования и материалов комплектации станции; смету на оборудование, приборы, работы по монтажу и пусконаладочные работы.
Пояснительная записка каждого проекта содержит следующие разделы:
1. Стационарная станция мониторинга (состав станции СМДС-В для каждого конкретного объекта).
2. Установка приборов (информация по установке различных приборов на несущих конструкциях объекта).
3. Технические требования к кабельной сети (информация по проводке кабелей между измерительными пунктами станции и местом централизованного сбора информации).
4. Технические требования к компьютерно-информационному центру (информация об оборудовании помещения, где устанавливается компьютер, на который поступает информация от измерительных пунктов станции).
5. Технические требования к применяемым компьютерам и математическому обеспечению (информация о составе вычислительного комплекса, его характеристиках и основная информация о выполняемых математическим обеспечением функциях).
6. Методология проведения мониторинга (основные сведения о методологических основах проведения мониторинга с помощью стационарной станции мониторинга).
7. Технология проведения мониторинга (понятие передаточной функции и технология получения таких функций для частей объекта, выделенных данным проектом, а также технология измерения и анализа кренов объекта).
8. Регламент проведения мониторинга (информация о сроках и объемах работ при проведении мониторинга несущих конструкций объекта с помощью стационарной станции мониторинга).
9. Дополнительные технические требования (информация о дополнительных измерениях, проводящихся на объекте, целях таких измерений, составе оборудования и приборов для этих работ).
На рис. 1 и 2 в качестве примера приведены схемы расположения пунктов измерений на конкретных объектах, для которых проводилось проектирование стационарных станций мониторинга.
Измерительные пункты: 1 - с наклономерами; 2 - с акселерометрами ЦТА-СМ; 3 - с сейсмометрами ПРДП-СМ и акселерометрами ЦТА-СМ
Рис. 2. Схема расположения пунктов измерений стационарной станции мониторинга несущих конструкций здания законодательной и исполнительной власти Москвы ММДЦ «Москва-Сити» (участки № 15 и № 1)
1 - струнные тензометры; 2 - удлиненные датчики деформации бетона (LG) с оптоволоконным сенсором; 3 - плита железобетонная (h = 4 м); 4 - гидроизоляция со стяжкой; 5 - бетонная подготовка с арматурой (d = 300 мм); 6 - крупнозернистый песок (d = 100 мм); 7 - гравий, щебень (d = 300 мм); 8 - бурозабивная свая
Рис. 3. Схема установки датчиков деформаций на сваю под зданием законодательной и исполнительной власти Москвы ММДЦ «Москва-Сити» (участок № 15)
Для двух высотных объектов (72-этажное здание законодательной и исполнительной власти Москвы, участок № 15, и 67-этажного здания многофункционального административного комплекса, участок № 4) в дополнение к требованиям МГСН 4.19-2005 в соответствии со специальным техническим заданием на проектирование стационарной станции мониторинга деформационного состояния несущих конструкций разработана совместно с ИПК МГСУ Технопарк «Строительство» дополнительная часть проекта, связанная с контролем технического состояния свай и фундаментной плиты под этими объектами. Была запроектирована установка датчиков давления здания на подстилающие грунты основания в межсвайное пространство непосредственно под бетонную подготовку фундаментной плиты. Для контроля напряжений, действующих в сваях и фундаментной плите, предусмотрена установка датчиков деформаций на арматуре свай и фундаментной плиты.
На рис. 3 показана схема установки датчиков на одном из объектов.
Таким образом, МНИИТЭП в течение 2005-2006 гг. разработаны основы проектирования и впервые запроектированы стационарные станции мониторинга несущих конструкций высотных зданий, удовлетворяющие требованиям МГСН 4.19-2005. В 2005 г. институт также разработал «Временные рекомендации по эксплуатации многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в г. Москве» (РМ-2957), в которых приведен регламент работы стационарных станций мониторинга для высотных зданий.
ЛИТЕРАТУРА
1. Гурьев В.В., Дорофеев В.М. Обеспечение безопасности работы несущих конструкций высотных зданий // Пром. и гражд. стр-во. 2004. № 12.
2. Пат. РФ 2254426. Способ определения изменений напряженно-деформированного состояйия конструкций здания или сооружения/ ГУП МНИИТЭП, 2005.
3. Пат. РФ 2292433. Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения сложной пространственной формы / ГУП МНИИТЭП, 2007.
4. Дорофеев В.М., Катренко В.Г., Назьмов Н.В. Автоматизированная станция мониторинга технического состояния несущих конструкций высотных зданий // Материал междунар. конф.-выставки «Уникальные и специальные технологии в строительстве (UST-Build 2005)». Москва, 12-13 апреля 2005
(Журнал «Промышленное и гражданское строительство» № 5 2007 г.)