Контракт № ДГП 12-79-Н.

Контракт № ДГП 12-79-Н. Разработка проекта Национального стандарта по метрологическому обеспечению измерений, проводимых с помощью автоматизированных стационарных станций мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений в г. Москве. Разработчик: Авторы: В. В. Гурьев, д-р техн. наук,  В. М. Дорофеев, канд. физ.-мат. наук, М. С. Дузинкевич, канд. техн. наук, А. Н. Добровольский, А. О. Журба, Н. В. Назьмов, Д. А. Лысов, М. В. Светлаков, В. И. Булыкин, Л. Н. Дузинкевич, И. В. Миляева, О. И. Федоров, Е. А. Динейко Объектом исследования является метрологическое обеспечение автоматизированных стационарных станций мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений. Целью работ является обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений на основе автоматизированных станций мониторинга технического состояния несущих конструкций и мероприятий по метрологическому обеспечению измерений, выполняемых этими станциями. Разработка проекта национального стандарта по метрологическому обеспечению измерений, выполняемых автоматизированными  стационарными станциями мониторинга. Обоснована необходимость  разработки нового нормативного документа, даны предложения по его гармонизации с действующими нормативами; проанализировано влияние на результаты измерений мероприятий по метрологическому обеспечению мониторинга. Под конструктивной безопасностью здания или сооружения понимается комплексное свойство конструкций объекта противостоять его переходу в категорию аварийного состояния, определяемое проектным решением и степенью его реального воплощения при строительстве, текущим остаточным ресурсом и техническим состоянием объекта, степенью изменения объекта (старение материала, перестройки, перепланировки, пристройки, реконструкции, капитальный ремонт и т. п.) и окружающей среды,  как природного, так и техногенного характера.

Потребность в решении проблемы конструктивной безопасности зданий и сооружений вызвала острую необходимость системной организации контроля их текущего технического состояния, под которым понимается техническое состояние зданий и сооружений на момент их обследования, и привела к появлению большого количества соответствующих технических предложений. Большинство предложений предполагает организацию контроля текущего технического состояния зданий и сооружений на основе мониторинга изменения напряженно-деформированного состояния их несущих конструкций. При этом под мониторингом технического состояния зданий и сооружений  понимается система наблюдения и контроля зданий и сооружений, проводимая по определенной программе, для выявления объектов, на которых произошли значительные изменения напряженно-деформированного состояния несущих конструкций и для которых необходимо обследование их технического состояния. Перечень измеряемых величин и методики их измерения определяются конструкцией конкретного здания или сооружения. Исходя из необходимых контролируемых параметров для конкретной конструкции здания, части здания или в целом всего здания,  устанавливают свои измеряемые величины. Вместе с тем применительно к автоматизированным станциям мониторинга технического состояния зданий и сооружений наибольшее применение получили следующие измеряемые величины: - влажность конструктивных элементов здания или сооружения, изготовленных из дерева; - период колебаний основного тона и ряда обертонов конструкций здания, части здания или здания; - декремент колебаний основного тона и ряда обертонов конструкций здания, части здания или здания; - передаточные функции конструкций здания, их соединений или части здания; - параметры акустической эмиссии металлических конструкций зданий и сооружений. Методики измерения перечисленных величин могут предусматривать прямые измерения или косвенные измерения. Исходя из перечня измеряемых величин, выбираются средства измерений для оснащения станций мониторинга. Основными критериями при выборе средств измерения являются  их метрологические характеристики.

Выбор метрологических характеристик применяемых средств измерения и измерительной системы в целом должен быть осуществлен таким образом, чтобы их параметры были не хуже требуемых по условиям измерения контролируемых величин. Номенклатура метрологических характеристик представлена в ГОСТ 8.009-2003. Важным вопросом является оптимизация требований к необходимой точности измерений при проведении мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений. Завышенные требования к точности измерений, как правило, приводят к увеличению стоимости оборудования станции, к увеличению стоимости ее обслуживания и, при этом практически, не улучшают надежность и качество получаемой информации о контролируемом параметре.

Для проведения контроля и ранней диагностики технического состояния оснований и строительных конструкций уникального здания (сооружения) устанавливают автоматизированную стационарную систему (станцию) мониторинга технического состояния (в соответствии с заранее разработанным проектом), которая должна обеспечивать в автоматизированном режиме определение  изменений  напряженно-деформированного состояния конструкций с локализацией их опасных участков, определение уровня крена здания или сооружения, а в случае необходимости - и других параметров (деформации, давление и др.). Настройку автоматизированной стационарной системы (станции) мониторинга проводят, как правило, с использованием заранее разработанной математической модели для проведения комплексных инженерных расчетов по оценке возникновения и развития дефектов в строительных конструкциях, в том числе и в кризисных ситуациях. - проводить анализ различных измеренных параметров строительных конструкций (динамических, деформационных, геодезических и др.) и сравнение с их предельными допустимыми значениями; - предоставлять достаточную информацию для выявления на ранней стадии тенденции негативного изменения напряженно-деформированного состояния конструкций, которое может привести к переходу объекта в ограниченно работоспособное или аварийное состояние. При мониторинге технического состояния уникальных зданий (сооружений) по решению местных органов исполнительной власти, органов, уполномоченных на ведение государственного строительного надзора, или собственника объекта проводят мониторинг общей безопасности этих объектов (с комплексной оценкой риска) на случай возникновения аварийных воздействий природного и техногенного характера. Методы обработки результатов наблюдений могут быть разными в зависимости от предварительной информации, которой располагает экспериментатор об источниках и характере проявления погрешностей, условиях эксперимента, свойствах используемых средств измерений, от вида измерений, числа выполненных наблюдений и других причин.

Выполнено обоснование целесообразности разработки нового нормативного документа, сформулированы предложения по гармонизации его с действующими нормативными документами и направлены для рассмотрения в подкомитет ПК1 «Инженерные изыскания, проектирование, строительство, эксплуатация» технического комитета ТК465. Выполнен анализ влияния различных мероприятий по метрологическому обеспечению мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений на результаты измерений, в том числе: выбор концепции мониторинга, выбор перечня измеряемых величин и методики их измерения, выбор средств измерений для оснащения станций мониторинга, выбор метрологических характеристик применяемых средств измерений, оптимизация требований к необходимой точности измерений, выбор регламента мониторинга, выбор способа математической обработки результатов измерений. Представлены указания по выполнению мероприятий метрологического обеспечения мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений, в том числе: метрологическая экспертиза проектной документации на автоматизированные стационарные станции мониторинга, разработка методов и методик измерений и их метрологическая аттестация, поверка и калибровка. Разработанная структура нового нормативного документа решает вопросы метрологического обеспечения измерений, проводимых с помощью автоматизированных стационарных станций мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений, в логически обоснованной последовательности, в соответствии с последовательностью выполнения этапов жизненного цикла рассматриваемых работ: - метрологическое обеспечение на этапе эксплуатации станции. С целью правильного понимания и применения положений в проект нормативного документа был включен раздел «Конструктивные особенности станции», в котором сгруппированы технические характеристики, свойственные для данного типа устройств. Разрабатываемый новый нормативный документ предусматривает его применение на работы, выполняемые в целях, определяемых ГОСТ Р 53778, и на объектах, входящих в область применения указанного стандарта. Применение положений разрабатываемого нового нормативного документа будет способствовать повышению безопасности эксплуатации уникальных зданий и сооружений за счет более эффективного использования станций при осуществлении мониторинга этих зданий.

dle