Проект системы автоматизированного контроля за соблюдением несущих строительных конструкций покрытии здания ОБУ «Ледовая Арена «Трактор»

АННОТАЦИЯ 2
Введение 5
1. Анализ состояния вопроса с постановкой задач исследования 8
1.1. Краткий обзор случаев обрушения строительных конструкций 8
1.2. Общие сведения по теме исследования 14
1.3. Информация из нормативно-технической документации 19
1.4. Исходные данные по объекту исследования 21
1.4.1. Общие сведения об объекте 21
1.4.2. Общая конструктивная характеристика объекта 22
1.4.3. Исходная документация 24
1.4.4. Сведения о климатических условиях 24
2. Описание методики выполнения исследований 25
2.1. Общая характеристика методики 25
2.2. Определение типов датчиков и мест их установки 29
2.3. Размещение датчиков 29
2.4. Общие сведения об измерительном комплексе 29
2.5. Поверочный расчет 29
2.6. Элементный состав системы 31
2.7. Мероприятия по подготовке к монтажным работам 31
2.8. Порядок выполнения монтажных работ 31
2.9. Условия безопасной эксплуатации 32
2.10. Основные требования безопасности производства работ 32
3. Результаты выполненных исследований 33
3.1. Поверочный расчет 33
3.1.1. Сбор нагрузок 33
3.1.2. Результаты поверочного расчета 39
3.2. Стендовая установка 50
3.3. Разработка и монтаж экспериментальной системы
автоматизированного контроля 54
3.4. Отборы проб снегового покрова 58
3.5. Сбор и анализ показаний экспериментальной системы
автоматизированного контроля 61
3.6. Разработка рабочего проекта на монтаж системы автоматизированного
контроля 62
3.7. Доработка интерфейса программного обеспечения системы
автоматизированного контроля 62
Заключение 63
Библиографический список 64
Приложение 1 Задание на выпускную квалификационную работу 68Приложение 2 Копия технического задания 69
Приложение 3 Графики изменения показаний прибора 72
Приложение 4 Протоколы отбора проб снегового покрова 92
Приложение 5 Копия приказа о назначении проектной группы 97
Приложение 6 Рабочий проект на монтаж системы автоматизированного контроля 98


Купить

Актуальность темы исследования. Проблемы, связанные с обеспечением безопасной эксплуатации зданий и сооружений, всегда существовали, и их решение в настоящее время может быть осуществлено посредством значительного прогресса в инновационных технологиях, программном обеспечении и аппаратных средствах, в разработке эффективных алгоритмов сбора и обработки информации. Одна из таких проблем - автоматизированный контроль за состоянием несущих строительных конструкций в режиме реального времени.
Изучая основные причины аварий зданий и сооружений, следует отметить, что наибольшему риску подвержены объекты, на которых не проводятся регулярные обследования и экспертиза технического состояния, отсутствует постоянный мониторинг технического состояния несущих конструкций, нарушаются нормы эксплуатации объектов, в связи с чем возможны аварии в период между обследованиями и экспертизами технического состояния.
Федеральный закон №384 «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [3] регламентирует комплекс требований, связанных с обеспечением безопасной эксплуатации зданий и сооружений на протяжении всего их жизненного цикла, который предусматривает контроль состояния несущих строительных конструкций.
Особое значение такой контроль имеет для уникальных строительных объектов: большепролетных и высотных зданий и сооружений, которые характеризуются сложными расчетными моделями, сопряжением элементов из различных строительных материалов, значительными строительными объемами; для которых требуется выявление на ранней стадии опасных изменений напряженно-деформированного состояния несущих строительных конструкций.
Актуальность проблемы для города Челябинска, в значительной степени, обусловлена событием пятилетней давности - падение метеорита 15 февраля 2013 года. Около семи тысяч многоквартирных домов были повреждены ударной волной, значительные повреждения несущих конструкций получил спортивный комплекс «Уральская молния», в результате лавинообразного схода снега с покрытия здания ОБУ «Ледовая Арена «Трактор» были повреждены ограждения на кровле.
В результате анализа последствий падения метеорита ГУ МЧС России по Челябинской области выдана рекомендация о проведении мониторинга несущих конструкций здания ОБУ «Ледовая Арена «Трактор». Руководством ОБУ «Ледовая Арена «Трактор» совместно с экспертами ООО «Проектно¬экспертная организация Теплострой» было принято решение о разработке ивведении в эксплуатацию системы автоматизированного контроля за состоянием несущих конструкций покрытия.
Цель работы: создание системы автоматизированного контроля за состоянием несущих конструкций покрытия здания ОБУ «Ледовая Арена «Трактор» с применением универсального многоканального измерителя- регистратора «Терем-4.0», предназначенного для контроля, регистрации в памяти и отображения информации, поступающей от датчиков деформации и температуры.
В процессе достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1. выполнен поверочный расчет несущих конструкций кровли;
2. разработана стендовая установка для выявления соответствия теоретических (расчетных) и экспериментальных значений напряжений в конструкции;
3. разработана и смонтирована на объекте экспериментальная система автоматизированного контроля;
4. выполнены отборы проб снегового покрова с кровли здания с целью выявления соответствия теоретических и экспериментальных значений снеговой нагрузки;
5. выполнен сбор и анализ показаний экспериментальной системы автоматизированного контроля;
6. выполнен рабочий проект на монтаж системы автоматизированного контроля;
7. выполнены монтажные и пуско-наладочные работы на объекте;
8. доработан интерфейс программного обеспечения системы автоматизированного контроля;
9. система оснащена устройством беспроводной передачи аварийного сигнала на удалённый прибор визуального контроля - мобильный телефон.
Научная новизна работы: разработан способ диагностики несущих строительных конструкций покрытия уникального здания ОБУ «Ледовая Арена «Трактор», позволяющий на начальной стадии выявлять опасные отклонения напряженно-деформированного состояния, основываясь на сравнении теоретических значений, полученных из расчета конечно-элементной модели, и измеренных экспериментальных.
Практическая значимость работы: разработана и внедрена система автоматизированного контроля за состоянием несущих конструкций покрытия здания ОБУ «Ледовая Арена «Трактор», позволяющая на начальной стадии фиксировать опасные отклонения напряженно-деформированного состояния,
отслеживать динамику деформационных процессов, выявлять причины деформаций, снижая тем самым риск возникновения аварийных ситуаций на объекте; измерительный комплекс состоит из отдельных модулей, что позволяет вести непрерывный мониторинг даже при выходе из строя отдельных его частей, а также при необходимости дооснастить систему требуемыми средствами измерения и контроля; система автоматизированного контроля может быть адаптирована для установки на любые большепролетные строительные конструкции различных зданий и сооружений, находящихся в том числе и в неблагоприятных с точки зрения сейсмики регионах страны и ближнего зарубежья; конкурентным преимуществом системы, в сравнении с аналогами, является невысокая стоимость оборудования и эксплуатации.
Достоверность полученных результатов обеспечивается применением сертифицированного оборудования и соблюдением требований нормативно-технической документации при обследовании, расчетах, монтажных и пуско-наладочных работах.


Купить