В онлайне: 1 (гостей - 1, участников - 0)  Вход | Регистрация

 
УДК 657.922

Оценка технического состояния Центрального концертного зала "Казахстан"


Нугужинов Ж.С., профессор, Хмырова Е.Н., доцент, Курохтин А.Ю., ст. научн. сотрудник, Сиренко Г.В., студентка,
Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Существующие методы проектирования не позволяют в полной мере оценивать безопасность зданий и сооружений, тем более - проектировать их с заданным уровнем безопасности. Для обеспечения принципа комплексной функциональной безопасности готового объекта наиболее широко применяется геодезический мониторинг. Разработанная программа мониторинга, основанная на инструментальных высокоточных маркшейдерско-геодезических измерениях, позволяет своевременно обнаруживать и предотвращать смещения и деформации объекта, тем самым обеспечить должный уровень его безопасности.

Безопасность строительства и эксплуатации зданий и сооружений является одним из основополагающих требований закона Республики Казахстан "О техническом регулировании", а также одним из требований "Технического регламента "О безопасности зданий и сооружений, строительных материалов и изделий" рассматриваемого в 2011 году в рамках таможенного союза и евразийского экономического сообщества, в котором устанавливаются обязательные для применения в государствах-членах ЕврАзЭС общие требования безопасности объектам технического регулирования такие как:

- защита жизни и здоровья человека от неблагоприятных воздействий среды, включая создание необходимых условий для жизнедеятельности и обеспечение безопасности людей в процессе строительства, эксплуатации и ликвидации зданий и сооружений;

- обеспечение необходимого уровня сохранности зданий и сооружений при различных природных и техногенных воздействиях;

- охрана окружающей среды, жизни и здоровья животных и растений, рационального использования природных ресурсов при строительстве, эксплуатации и ликвидации строительных объектов;

- экономия энергии и сокращения расхода тепла;

- предотвращение действий, вводящих в заблуждение потребителей.

Как показывает опыт, информация о безопасности строительных объектов весьма разнообразна, в ее содержании являются основные сведения о характере и развитии неисправностей, необходимые для прогноза и своевременного предотвращения отказов.

Анализ аварий показал, что они обусловлены рядом причин, в числе которых наиболее значимыми, с нашей точки зрения, являются:

- несовершенство методов расчета, а, как следствие, неудачно подобранные проектные решения зданий и сооружений;

- отсутствие методики и критериев оценки безопасности зданий и сооружений, позволяющих прогнозировать изменения уровня безопасности на весь нормативный срок эксплуатации.

Существующие методы проектирования не позволяют в полной мере оценивать безопасность зданий и сооружений. Так, в расчетной части проектирования заложен принцип равнопрочности элементов конструкций, соблюдение которого приводит к взрывоопасному характеру отказов конструкций и прогрессирующему разрушению зданий и сооружений в целом.

Чтобы обеспечить принцип комплексной функциональной безопасности готового объекта применяются различные виды мониторинга: геодезический мониторинг, мониторинг несущих и ограждающих конструкций, геомониторинг.

1. Геодезический мониторинг

Наиболее широко применяется геодезический мониторинг, который подразумевает геодезические наблюдения за деформациями строящихся зданий и сооружений, а также за зданиями, находящимися в зоне влияния строительства. Целью геодезического мониторинга является своевременное выявление критических величин деформаций, установление причины их возникновения, составление прогнозов развития деформаций, выработка и принятие мер с целью устранения неблагоприятных процессов. Невыполнение геодезического мониторинга или неисполнение указаний геодезистов может привести к печальным последствиям.

Разбиваемая станция геодезического мониторинга, устанавливаемая по объекту, должна учитывать цели мониторинга и давать возможность прогнозировать интенсивность протекания деформационных и деструктивных процессов. Методика и объем наблюдений (включая измерения) обеспечиваются достоверностью и полнотой получаемой информации. Для комплексной обработки и анализа результатов мониторинга используются сертифицированные специализированные программные комплексы, которые обрабатывают данные инструментальных измерений и позволяют провести сравнительный анализ с их предельно допустимыми значениями. Только в этом случае полученная информация в результате проведенного мониторинга будет являться достаточной для обоснованного заключения о текущем техническом состоянии объекта и подготовки краткосрочного прогноза об его состоянии на ближайший период. Одним из примеров геодезического мониторинга, удовлетворяющего всем перечисленным требованиям, является мониторинг Центрального концертного зала "Казахстан" в г. Астана,

2. Геодезический мониторинг Центрального концертного зала "Казахстан" в г. Астана

2.1 Анализ исполнительной и проектной документации

Объект расположен на левом берегу р. Есиль в г. Астане и представляет собой часть высотного комплекса с достаточно сложными объемно-планировочными и конструктивными решениями, не имеющими каких-либо аналогов в мире. (рис.2.2-1)

Центральный концертный зал


Рис. 2.1-1 – Центральный концертный зал "Казахстан"


Исходными данными для мониторинга Объекта явились:

  • техническое задание;
  • рабочие чертежи, разработанные Арх. Студио М.Николетти, Италия, г. Рим 2007 г.;
  • техническое заключение по результатам экспертного обследования и оценки технического состояния несущих строительных конструкций парусов V1, V2, V3, V4, V7, V8 не завершенного строительством Универсального киноконцертного зала в г.Астане, выполненное Казахстанским Многопрофильным Институтом Реконструкции и Развития, январь 2010г.;
  • материалы расчета, выполненного Студией инженера А.Росси;
  • журналы работ на объекте за 2007-2008 гг.;
  • график производства работ;
  • акты на скрытые работы.

Начало строительства Объекта ноябрь 2005г. Здание относится ко II классу, имеет 2-ю степень долговечности (срок службы 50…100лет) и II степень огнестойкости. За условную отметку принят уровень чистого пола цокольного этажа, соответствующий абсолютной отметке 348,55.

b2.2 Методика мониторинга

Мониторинг Центрального концертного зала "Казахстан" в г. Астана, выполнен ведущими специалистами института КазМИРР. До проведения геодезического мониторинга институтом было проведено экспертное обследование технического состояния объекта, вызванное аварийным обрушением железобетонной консольной части паруса V7.

Мониторинг технического состояния Центрального концертного зала "Казахстан" состоял из трех этапов:

I этап период с декабря 2008 г. по июль 2009 г.;

II этап период с августа по декабрь 2009 г.;

III этап период с января 2010 г. по ноябрь 2011 г.

Состав работ по мониторингу указанного объекта определялся индивидуальной программой проведения высокоточных маркшейдерско-геодезических измерений на основании выполненного поверочного расчета, позволившего выявить наиболее напряженно-деформированные участки несущих строительных конструкций.

В процессе проведения геодезического мониторинга проводились систематические наблюдения за состоянием ответственных узлов и элементов, фиксировались появления трещин, их направление, протяженность и величина раскрытия, на наблюдаемых точках были установлены контрольные осадочные марки. Конструкция осадочных марок представляет собой репер типа 8 г.р. (см. рисунок 2.2-1)

Репер типа 8 г.р


Рис. 2.2-1 – Репер типа 8 г.р


Проведение высокоточных маркшейдерско-геодезических измерений выполнено на электронных высокоточных современных приборах фирмы Leica Geosystems (Швейцария):

- высокоточный тахеометр серии ТСR 1201 (Швейцария);

- цифровой высокоточный нивелир DNA 03;

- лазерный сканер Scanstation;

- комплект специализированного программного обеспечения, для обработки результатов на ЭВМ.

Так для определения отклонений сооружений в вертикальной плоскости (оседаний) методом геометрического нивелирования использовался цифровой лазерный нивелир DNA 03 и цифровая инварная рейка, пространственные изменения строительных конструкций и всего сооружения в целом фиксировались электронным тахеометром ТСR 1201.

Для систематических геодезических наблюдений в программу мониторинга была включена методика наблюдений за сооружением в целом по отражательным призмам (рис.2.2.-2), установленным на уровне верхних отметок парусов.

Общий вид отражательной призмы


Рис. 2.2-2 – Общий вид отражательной призмы


2.3 цифровое 3D сканирование

Дополнительно специалистами институтами КазМИРР проведено цифровое 3D сканирование Центрального концертного зала "Казахстан" (рис. 2.3-1 ) лазерным сканером Scanstation с целью определения значений деформации посредством сравнения с двух серий измерений.

Лазерное сканирование центрального концертного зала


Рис. 2.3-1 – Лазерное сканирование центрального концертного зала "Казахстан" г.Астана


Сканирование объекта осуществлено с 4-х точек стояния сканера. На каждой из стоянок сканера производилось сканирование объекта вокруг инструмента и распознавание специальных мишеней. Мишени необходимы для объединения отдельных стоянок сканера в единое геометрическое пространство. Плотность точек задавалась таким образом, чтобы весь объект был отсканирован с шагом 3?3 см. Опыт показывает, что данной плотности достаточно для решения большинства задач.

Полевые работы с применением лазерного сканера на указанном объекте включал в состав следующие виды работ:

- развитие съемочного обоснования для привязки марок;

- собственно сканирование;

- распознавание марок;

- контрольные измерения.

Дальнейшая камеральная обработка результатов заключалась в создании цифровой модели здания и определения деформаций между двумя моделями в программе Cyclone в системах REGISTER и МODEL.

В системе REGISTER объединяются облака точек с разных позиций сканера в единую модель объекта. Программа производит оценку точности конечного результата и возможность эффективной работы с облаками точек.

Затем работа продолжается в системе МODEL, где происходит построение пространственной модели объекта по всем сторонам сооружения и сравнение полученных моделей между 2-мя съемками для определения значений деформации. Программа производит эту операцию автоматически. По результатам проведенных съемок лазерного сканирования Центрального концертного зала "Казахстан" установлено, что деформации находятся в пределах допустимых.

Применение лазерной технологии сканирования положительно сказалось не только на повышении безопасности, но также значительно упростило процесс измерений. Что особо актуально при возведении и наблюдениями за деформациями уникальных, высотных сооружений.

Выполняя последующие съемки и сравнивая их с первоначальными значениями, можно выделить участки напряженно-деформированного состояния, своевременно разработать мероприятия по предотвращению увеличения скорости деформаций, т.е. предотвратить преждевременный износ строительных конструкций и аварийной ситуации на объекте.

Выводы

Результат мониторинга Центрального концертного зала "Казахстан" показал, что характер осадок равномерный, смещения марок в горизонтальной и вертикальной плоскостях незначительны и находятся в допустимых пределах - от 0,1 до 1,26 мм. Анализ результатов наблюдений по отражательным призмам, установленным на уровне верхних отметок парусов, показал, что суммарный вектор перемещения в горизонтальной плоскости находится в пределах от 0,2 до 7,2мм. Вертикальное смещение (оседание) изменяется в пределах от 0,1 до1мм. По результатам проведенных съемок лазерного 3D сканирования деформаций не обнаружено, отклонения данных между моделями от начальной модели находятся в пределах точности измерений 6-15мм. Наблюдения за трещинами и контрольными маяками объекта показали, что ширина и длина трещин стабильна, контрольные маяки исправны.

Представленная программа мониторинга успешно реализована и на других различных по своим конструктивным особенностям сооружениях таких, как Крытый стадион "Астана-Арена", Ледовый дворец "Алау", Административное здание АО НК "?аза?стан теміржолы", и др.

Таким образом, разработанная программа мониторинга, основанная на инструментальных высокоточных маркшейдерско-геодезических измерениях, позволяет своевременно обнаруживать и предотвращать смещения и деформации объекта, тем самым обеспечить должный уровень его безопасности.

Библиографический список

  1. Методика геодезического мониторинга технического состояния высотных и уникальных зданий и сооружений. МДС 13-22 Москва, 2009. - 269 с.
  2. Пособие по научно-техническому сопровождению и мониторингу строящихся зданий и сооружений, в том числе большепролетных, высотных и уникальных МРДС 02-08 Москва , 2008.-198 с.
  3. Хейфец Б.С., Данилевич Б.Б. "Практикум по инженерной геодезии". М.: Недра, 1979. 332 с.
  4. Хмырова Е.Н. "Прикладная геодезия" - Караганда, 2010. - 169 с.
  5. Техническое заключение по мониторингу сооружения "Киноконцертного зала на 35000 мест" - институт КазМиРР, КарГТУ, 2010г.-152с.



27.12.12 12:41 | semkot (гость)
Прекрасная работа! Вот еще бы добавить информации о деформационных характеристиках конструктивных элементов здания...

Все комментарии (1)

 

Разделы конференции

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.