О проблемах безопасной эксплуатации большепролетных зданий и сооружений
В.В. ГУРЬЕВ,
зам. директора МНИИТЭП по научной работе, д-р техн. наук, проф.
В.М. ДОРОФЕЕВ,
руководитель отдела мониторинга и комплексного обследования зданий
и сооружений МНИИТЭП, канд. физ.-мат. наук
А.М. СТРАЖНИКОВ,
д-р техн. наук, проф. (Мосжилинспекция)
Внезапные обрушения зданий и сооружений с большепролетными конструкциями, произошедшие за последние годы в различных городах и странах мира (Москва - 2004 и 2006 гг., Пермь - 2006 г., Париж - 2005 г., Германия - 2006 г.), заставили обратить серьезное внимание на техническое состояние таких объектов.
В Москве в настоящее время эксплуатируется более 650 крупных объектов (большепролетные, высотные и другие уникальные здания и сооружения), из которых более 250 большепролетных зданий находится в собственности города.
В 2004 г. при Департаменте градостроительной политики, развития и реконструкции г. Москвы учреждена специальная Экспертная комиссия по оценке надежности конструктивных решений и проверке технического состояния строительных конструкций большепролетных, высотных и других уникальных зданий и сооружений, возведенных и проектируемых в столице.
В 2006 г. в целях обеспечения надежности зданий гражданского назначения с большепролетными конструкциями, находящихся в собственности города, осуществления системы организационных, экономических, технических и иных мер по их безопасной эксплуатации правительством Москвы (постановление от 25.07.2006 г. № 567-ПП) на Государственную жилищную инспекцию города возложены функции уполномоченного органа по контролю за выполнением требований организации технической эксплуатации, ремонта и мониторинга этих зданий. Этим же постановлением предусмотрена разработка среднесрочной городской целевой программы работ по реализации системы безопасной эксплуатации зданий с большепролетными конструкциями, определяющей организационно-правовые, нормативно-методические, информационные, аппаратурно-технические аспекты, а также вопросы организации планового мониторинга.
По заданию Департамента градостроительной политики, развития и реконструкции г. Москвы МНИИТЭП в качестве головной организации разработал проект такой программы, состоящей из трех частей.
Часть I связана с выполнением и реализацией научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, которые позволят: заложить основы организационно-правовой базы обеспечения надежности находящихся в собственности города зданий гражданского назначения с большепролетными конструкциями; сформировать нормативно-методические основы контроля их технического состояния в период эксплуатации; создать информационное обеспечение текущего технического состояния на основе мониторинга и аппаратурно-техническое обеспечение работ по обследованию и мониторингу.
Часть II касается реализации непосредственного контроля технического состояния конкретных объектов путем проведения обследования и мониторинга, который станет основой для принятия решений о дальнейшей безопасной эксплуатации этих объектов или о необходимости проведения превентивных мероприятий, обеспечивающих дальнейшую безопасность.
Часть III затрагивает вопросы автоматизации процессов мониторинга технического состояния несущих конструкций уникальных большепролетных зданий и сооружений - разработки и установки на них стационарных автоматизированных станций мониторинга несущих конструкций, обеспечивающих постоянный контроль в течение всего срока эксплуатации объектов и не допускающих возникновения на них аварийных ситуаций.
Рассмотрим более подробно первую часть программы, в которой предлагается тематика для решения основных научно-организационных проблем безопасной эксплуатации большепролетных зданий и сооружений.
В настоящее время силами различных научно-исследовательских и учебных заведений, проектных организаций и частных фирм проводятся несогласованные работы по обследованию технического состояния отдельных зданий и сооружений города, как правило, объектов, уже находящихся в аварийном состоянии. Большое количество зданий и сооружений с большепролетными конструкциями вообще не охвачено контролем, хотя жизнедеятельность города динамично приводит к ухудшению свойств грунтов и особенно к негативным воздействиям силового и несилового характера на наземные конструкции зданий и сооружений. Результаты обследований и мониторингов, выполненных разными организациями, часто несопоставимы и противоречивы, и заказчики затрудняются их использовать. Все эти проблемы во многом связаны с отсутствием нормативной базы как обследования, так и мониторинга технического состояния зданий и сооружений. Поэтому необходим системно организованный контроль и мониторинг технического состояния объектов, особенно с большепролетными конструкциями.
Если упомянутое постановление правительства Москвы заложило структурные основы такой системной организации, то для реального ее осуществления следует разработать два основных документа, касающихся эксплуатации зданий и сооружений с большепролетными конструкциями: типовые инструкции для сотрудников, ответственных за техническое состояние зданий, и порядок инспектирования объектов.
Единственный действующий в настоящее время нормативный документ, регламентирующий работы по обследованию зданий и сооружений, - СП 13-102-2003 «Правила обследования несущих строительных конструкций зданий и сооружений». В нем представлена классификация технического состояния зданий и сооружений и приведены определения категорий такого состояния, включающие необходимые действия заказчика работ при установлении той или иной категории объекта обследования.
Однако этот документ распространяется только на надземную часть зданий и сооружений и не охватывает вопросы мониторинга объектов.
По заказу Департамента градостроительной политики развития и реконструкции г. Москвы МНИИТЭП совместно с ведущими научно-исследовательскими и проектными организациями города разработал МГСН 2.10-04 «Нормы и правила обследования и мониторинга технического состояния зданий и сооружений в г. Москве», который впервые комплексно на единой основе охватил нормативные требования к проведению обследования и мониторинга строительных конструкций зданий и сооружений. В связи с выходом федерального закона о техническом регулировании он пока введен как «Рекомендации по обследованию и мониторингу технического состояния зданий и сооружений в г. Москве».
В связи с острой необходимостью создания нормативно-технической базы контроля технического состояния зданий и сооружений с большепролетными конструкциями в период эксплуатации и отсутствием общего, определенного законодательством Российской Федерации, технического регламента по этим вопросам возникает потребность в создании специального технического регламента по обследованию и мониторингу технического состояния зданий и сооружений, который может быть разработан на основе МГСН 2.10-04. В регламенте следует изложить обязательные требования к проведению обследований и мониторинга.
Назрела также необходимость в разработке национальных стандартов, содержащих методы и средства осуществления таких обследований и мониторинга.
Для эффективного использования действующих и разрабатываемых нормативно-методических документов должны быть созданы методические основы контроля технического состояния именно зданий и сооружений с большепролетными конструкциями в период их эксплуатации, работы в этом направлении уже начаты [1, 2]. Такие основы должны интегрировать в рамках единой методологии вопросы эксплуатации и мониторинга несущих конструкций объектов с целью обеспечения безопасности их функционирования.
На основе этих материалов следует разработать типовую инструкцию по техническому обслуживанию строительных конструкций, особо ответственных узлов и элементов зданий и сооружений с большепролетными конструкциями, которая должна распространяться на эксплуатацию (содержание, техническое обслуживание, контроль состояния) и ремонт строительных конструкций, а также устанавливать основные положения технической эксплуатации таких зданий в Москве. Это позволит владельцам конкретных зданий с большепролетными конструкциями разработать инструкции по эксплуатации с учетом специфики, определяемой типами этих конструкций, материалами, используемыми при строительстве, и условиями эксплуатации.
Одна из важных проблем - контроль технического состояния конструкций особо сложных и больших уникальных объектов с большепролетными конструкциями, обычный мониторинг которых затруднен в связи с большой трудоемкостью и длительностью его проведения во времени, а также с существенными финансовыми затратами на проведение.
На таких объектах целесообразна установка специальных стационарных автоматизированных систем мониторинга, позволяющих обеспечивать раннюю диагностику несущих конструкций. Подобные работы уже начаты в Москве, в частности разработаны стационарные системы мониторинга технического состояния Крытого конькобежного центра в Крылатском и Ледового дворца спорта на Ходынском поле. Уже первые работы в этом направлении выявили необходимость разработки требований к стационарным автоматизированным системам мониторинга технического состояния особо сложных и уникальных зданий и сооружений с большепролетными конструкциями.
Отдельное направление развития городской системы мониторинга технического состояния зданий и сооружений с большепролетными конструкциями - разработка и ввод в эксплуатацию электронного банка данных текущего технического состояния этих объектов.
Большое значение для реального контроля технического состояния зданий и сооружений города имеет аппаратурное обеспечение этого процесса. Поэтому на основе исследований предлагаемых рынком систем, приборов и устройств необходимо создать каталог оборудования, рекомендуемого для мониторинга.
Кроме того, для мониторинга особо сложных и больших уникальных объектов с большепролетными конструкциями необходимо совершенствовать оборудование и разработать комплексную автоматизированную станцию, в том числе на беспроводной основе.
Таким образом, среднесрочная городская целевая программа работ по реализации системы безопасной эксплуатации зданий с большепролетными конструкциями должна в 2007-2009 гг. обеспечить решение основных проблем в этой сфере и создать надежную базу для дальнейшего совершенствования методов и средств контроля.
1. Гурьев В.В., Дорофеев В.М. О мониторинге технического состояния несущих конструкций высотных зданий и широкопролетных сооружений // Строит, материалы, оборудование, технологии XXI в. 2006. №7.
2. Пат. РФ 2292433. Способ определения изменений напряженно-деформированного состояния конструкций здания или сооружения сложной пространственной формы/ ГУП МНИИТЭП, 2007
(Журнал «Промышленное и гражданское строительство» № 5 2007 г.)