Проектирование и разработка автоматизированных систем (станций) мониторинга технического состояния несущих конструкций

6.4.1 Автоматизированная стационарная система мониторинга технического (деформационного) состояния несущих конструкций (далее СМДС) должна быть разработана на этапе проектирования, установлена во время строительства в процессе возведения уникального здания или сооружения и использоваться для мониторинга технического состояния несущих конструкций во время строительства и эксплуатации объекта.

6.4.2 Раздел проекта по СМДС должен содержать:

в текстовой части:

- Основные сведения об объекте и особенностях конструктивных решений;

- Основные сведения о нагрузках, воздействиях на объект и сведения о вероятных сценариях отказа объекта;

- Результаты математического моделирования и инженерных расчетов вероятных сценариев отказа и параметров контроля напряженно-деформированного состояния объекта.

- Обоснование и перечень контролируемых параметров напряженно-деформированного состояния несущих конструкций.

- Описание состава и технических характеристик аппаратного и программного обеспечения;

- Описание архитектуры построения системы, программного обеспечения и способов интеграции с другими автоматизированными системами объекта;

- Описание алгоритма и критериев принятия управленческих решений по выбору сценариев реагирования. Форма заключения по результатам мониторинга. Сценарии реагирования, в том числе регламент взаимодействия со специализированными организациями, осуществляющими инструментальное обследование отдельных элементов конструкций.

- Обоснование затрат на создание автоматизированной системы мониторинга

в графической части:

- планы и разрезы, характеризующие расположение измерительных пунктов автоматизированной системы мониторинга технического состояния несущих конструкций.

- графические результаты математического моделирования и инженерных расчетов вероятных сценариев отказа и параметров контроля напряженно-деформированного состояния объекта.

- графические материалы, описывающие работу программного обеспечения, архитектуру построения и принципы работы системы.

- иные графические материалы, выполняемые в случае, если необходимость этого указана в задании на проектирование.

6.4.3 СМДС должна иметь следующую структуру:

- Первичные датчики и оборудование;

- Система сбора, управления и первичной обработки данных;

- Математическая (компьютерная) модель объекта для проведения комплексных инженерных расчетов по определению вероятных сценариев отказов и параметров контроля напряженно-деформированного состояния строительных конструкций объекта;

- Комплекс специального программного обеспечения по обработке данных и отображению результатов мониторинга, оценке реального технического состояния (устойчивости, сейсмостойкости, остаточного ресурса и долговечности) и определению управляющих решений и рекомендаций по эффективной эксплуатации.

6.4.4 Первичные датчики и оборудование в зависимости от конкретной схемы реализации системы мониторинга должны позволять фиксировать следующие характеристики:

- колебания строительных конструкций;

- измерения наклонов, прогибов и кренов строительных конструкций;

- измерения неравномерной и абсолютной осадки оснований зданий и сооружений;

- геометрические параметры здания с использованием автоматизированной высокоточной геодезической аппаратуры;

- деформации в строительных конструкциях (фундаментная плита, колонны, перекрытия, несущие стены);

- Температурно-влажностные режимы.

6.4.5 Система сбора, управления и первичной обработки данных должна обеспечивать централизованное управление, получение и обработку данных измерений с помощью каналов проводной или беспроводной связи, хранение результатов измерений, проверку работоспособности и калибровку первичных датчиков и оборудования.

6.4.6 Математическая (компьютерная) модель объекта разрабатывается с целью обеспечения объективности анализа результатов мониторинга деформационного состояния несущих конструкций для проведения комплексных инженерных расчетов по оценке возникновения и развития дефектов в строительных конструкциях, в том числе и в различных кризисных ситуациях.

Математическая модель объекта мониторинга должна быть разработана независимо (в другом программном комплексе) от разрабатываемой конструкторами расчетной модели объекта и уточняться по мере строительства и получения реальных показаний с датчиков системы мониторинга, таким образом, что по окончании строительства математическая модель объекта мониторинга (после всех уточнений) максимально соответствовала построенному объекту. Разработанная математическая модель должна использоваться на этапе строительства и эксплуатации для анализа результатов мониторинга, оценки и прогноза развития дефектов.

6.4.7 Комплекс специального программного обеспечения по обработке данных и отображению результатов мониторинга, оценке реального технического состояния (устойчивости, сейсмостойкости, остаточного ресурса и долговечности) и определению управляющих решений и рекомендаций по эффективной эксплуатации должен состоять как минимум из следующих двух модулей:

- Программный модуль (Спецпроцессор) по интегрированной обработке разнородных измерений для определения технического состояния несущих конструкций. Алгоритм работы спецпроцессора должен быть основан на критериях сравнения измеренных значений с допустимыми, которые устанавливаются специалистами применительно к зданию на начальной стадии эксплуатации системы мониторинга (после ввода объекта в эксплуатацию). В Спецпроцессор специалистами должна быть заложена критериальная база по определению технического состояния несущих конструкций. Спецпроцессор должен быть разработан на базе технологий экспертных систем, для создания правил и формализования знаний по определению потенциально критических отклонений напряженно-деформированного состояния несущих конструкций от расчетных показателей.

- Программный модуль на базе современных геоинформационных систем для управления системой мониторинга, регулярной проверки работоспособности элементов системы мониторинга, прогноза и формирования перечня опасных факторов, угрожающих безопасности объекта, анализа результатов мониторинга и формирования отчетных материалов для эксплуатационной службы объекта. Программный комплекс должен обеспечивать возможность отображения на трехмерной модели объекта мест и динамики развития дефектов (в том числе и скрытых), и внешних факторов (например, зон образования карстовых явлений под фундаментом здания). Программный комплекс должен быть открыт для интеграции с системами диспетчеризации и управления инженерным оборудованием для передачи в систему диспетчеризации информации об ухудшении технического состояния объекта.

6.4.8 В СМДС должны применяться апробированные и сертифицированные в установленном порядке способы, технические и программные средства для определения технического состояния несущих конструкций.

Результаты мониторинга

6.5.1 По результатам мониторинга состояния конструкций здания составляется отчет, который представляется заказчику (застройщику) и генеральному проектировщику.

6.5.2 Отчет должен содержать:

- результаты мониторинга, представленные в виде дефектных ведомостей; графиков изменения деформационного и (или) деформационно-напряженного состояния отдельных узлов, элементов и конструкций в целом; послойных деформаций оснований здания; актов освидетельствования технического состояния конструкций; актов, подтверждающих соблюдение технологической последовательности работ по мониторингу;

- заключение о надежности и дальнейшей возможности возведения высотного здания и соответствии расчетных прогнозов фактическому состоянию и проектному режиму;

- (при необходимости) задание на проектирование мероприятий по предупреждению и устранению негативных изменений, превышающих предусмотренные в проекте, и прогноз негативных последствий;

- предложения по дальнейшему проведению мониторинга.

6.5.3 В случае возникновения при строительстве здания деформаций (или других явлений), отличающихся от прогнозируемых и представляющих опасность для здания и окружающей застройки, необходимо без задержки информировать об этом заинтересованные организации.