Система мониторинга инженерных конструкций (СМИК)
Назначение
В соответствии с ГОСТ Р 22.1.13-2013 система мониторинга инженерных (несущих) конструкций, опасных природных процессов и явлений – это подсистема СМИС, осуществляющая в режиме реального времени непрерывный контроль изменения состояния оснований, строительных конструкций зданий и сооружений, сооружений инженерной защиты, зон схода селей, оползней, лавин в зоне строительства и эксплуатации объекта мониторинга в целях предупреждения чрезвычайных ситуаций.
СМИК позволяет выявлять и решать проблемы на ранней стадии и предотвращать разрушение объектов или аварии.
- подсистема измерения механических напряжений и деформаций несущих стен и колонн, ферм и других элементов строительных конструкций, в которых сконцентрированы механические напряжения;
- подсистема измерения кренов и углов наклона основания и ядер жёсткости;
- подсистема измерения собственных частот и декрементов затухания колебаний строительных конструкций;
- Подсистема измерения относительных осадок фундаментных оснований.
Объекты мониторинга
Объекты капитального строительства, в проектной документации которых предусмотрена хотя бы одна из следующих характеристик:
- высота более чем 100 м;
- пролеты более чем 100 м;
- наличие консоли более чем 20 м;
- заглубление подземной части (полностью или частично) ниже планировочной отметки земли более чем на 10 м;
- наличие конструкций и конструкционных систем, в отношении которых применяются нестандартные методы расчета с учетом физических или геометрических нелинейных свойств либо разрабатываются специальные методы расчет.
Контрольно-измерительное оборудование для СМИК
Подсистема измерения деформаций несущих элементов строительных конструкций
Подсистема измерения деформаций состоит из датчиков деформаций, установленных одиночно или попарно и контролирующих деформации растяжения сжатия и/или деформации изгиба.
Выбор места установки датчиков деформации зависит от конструктивных особенностей здания, объемно-пространственной структуры, типа и способа построения несущего каркаса, высотности. К универсальным базовым принципам выбора мест размещения можно отнести следующие:
- датчики сосредотачиваются на одной высотной отметке, в местах наибольших напряжений, заранее определенных моделированием
- при измерении деформации растяжения-сжатия достаточно установить одиночный датчик, при наличии одновременно изгибных деформаций устанавливаются два датчика с двух сторон оси симметрии конструкции
- необходимо избегать мест размещения датчиков, освещаемых прямыми солнечными лучами Струнный датчик деформации серии SVWG-D01 с встроенным электронным блоком и цифровым выходом RS-485 передаёт данные по цифровым линиям RS-485, что позволяет создавать последовательные измерительные цепи датчиков.
Струнный датчик деформации серии SVWG-D01
Область применения датчиков
- длительные измерения относительной деформации и напряжений несущих элементов строительных конструкций составе систем СМИК
- автоматизированные системы мониторинга мостов
- мониторинг напряжений распорных систем котлованов при проведении геотехнического мониторинга
Особенности исполнения
- степень пыле-влагозащиты IP65/IP68
- возможность монтажа на поверхность малоинвазивной точечной сваркой
- встроенный датчик температуры, температурная коррекция
- исполнение с цифровых и аналоговым выходом
- до 40 цифровых датчиков на одной линии
- длина цифровой линии до 800м.
Подсистема измерения кренов, углов наклона элементов строительной конструкции
Подсистема измерения кренов и углов наклона состоит из двухкоординатных инклинометров (датчиков угла наклона), устанавливаемых на фундаментную плиту и этажах по всей высоте здания. В зависимости от высотности здания инклинометры устанавливают через каждые шесть-десять этажей. Количество и места установки датчиков выбираются таким образом, чтобы получить максимально наглядную картину изгибов здания и визуализировать ее с достаточной степенью достоверности. Инклинометры, установленные на фундаментной плите, позволяют контролировать неравномерность осадок при работе конструкции как по второму, так и по первому предельным состояниям.
Для построения подсистемы измерения кренов и углов наклона НТП «Горизонт» предлагает двухосевые прецизионные инклинометры ИН-Д3 различных диапазонов.
Выбор диапазона датчиков определяется на этапе проектирования и зависит расчетных допустимых максимальных угловых отклонений элемента конструкции, на котором размещен инклинометр. Но обобщая, можно сказать, что как правило для установки:
- на фундаментные плиты, ростверки, основания, опоры мостов применяются датчики малых диапазонов 360 и 720 угл. сек.
- на этажи высотных зданий, трубах, антенно-мачтовых сооружениях, пролетах мостов, резервуары устанавливаются датчики с диапазоном 1800, 3600, 7200 угл. сек.
Инклинометры имеют цифровой выход RS-485 с поддержкой ModBus. Количество датчиков на линии до 20 шт. Для построения систем мониторинга в взрывоопасных зонах выпускаются датчики в взрывозащищенном исполнении.
Инклинометр двухкоординатный ИН-Д3
Область применения
- Контроль кренов и изменения углов наклонов элементов строительных конструкций в системах мониторинга
- Геотехнический мониторинг на этапе строительства
Особенности исполнения
- Измерение наклона по двум координатам.
- Исполнение с аналоговым и цифровым выходом RS/-485.
- Поддержка протокола обмена данными ModBUS.
- Различные диапазоны измерений для разных задач.
- Cтепень пыле-влагозащиты IP65.
- Возможность проведения периодической поверки на объекте без демонтаж.
Подсистема мониторинга основных форм колебаний строительных конструкций
Принцип контроля изменения напряженно-деформированного состояния строительных конструкций основан на контроле изменения частот и декрементов затухания первых нескольких форм колебаний строительных конструкций. Принцип измерений подробно описан в ГОСТ 34081-2017 «Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний». Для задач спектрального анализа НТП «Горизонт» к применению пьезоэлектрический сейсмоприемник A1638-D01.
Пьезоэлектрический сейсмоприемник A1638-D01
Область применения
Промышленное и гражданское строительство
- Системы мониторинга строительных конструкций большепролетных, высотных и особо опасных объектов
- Комплексы сейсмобезопасности
- Создание инженерно-сейсмометрических станций наблюдения за динамическим поведением конструкций и прилегающих грунтов в соответствии с СП 330.1325800
Атомная энергетика
- Системы динамического мониторинга эксплуатируемых объектов использования атомной энергии по СТО-СРО-С 60542960 00043-2015
- Системы сейсмометрического мониторинга
Особенности исполнения
- высокий уровень помехозащищенности цифровой линии
- контроль собственного состояния акселерометра, передача информации о состоянии
- контроль целостности потока данных позволяет передавать данные по плохим каналам передачи данных GPRS без разрывов
- синхронизация данных по времени при измерении нескольких цифровых сейсмоакселерометра A1638-D01 в системе
Подсистема измерения относительных осадок фундаментных оснований
В случае если знание испытавает неравномерную осадку фундаментного основания в составе системы монтиторинга могут быть установлена система автоматизированных гидронивелиров. Принцип измерения основан на принципе сообщающихся сосудов. Так, при возникновении неравномерной осадки измерительные уровни, установленные на разных углах строительной конструкции, зафиксируют эту осадку.
HSSG Гидростатический нивелир
Назначение
- Мониторинг осадки зданий и сооружений, свай и фундаментных плит
- Мониторинг гидротехнических сооружений
- Мониторинг окружающей застройки при проходке тоннелей
Особенности исполнения
- ёмкостной принцип измерения
- температурная компенсация
- применение труб из сшитого полиэтилена
- длина гидростатической линии до 200 м
Серверное программное обеспечение системы мониторинга инженерных конструкций Gorizont Geotechnical Solution
Серверное программное обеспечение предназначено для построения автоматизированных систем мониторинга зданий и сооружений, систем геотехнического мониторинга при проведении строительства, эксплуатации и реконструкции объектов капитального строительства, создания систем АСДК гидротехнических сооружений, мониторинге природных объектов, карьеров, горных выработок.
Расчет параметров основных форм колебаний по ГОСТ34081-2017 осуществляется в программном модуле Gorizont Spectrum Analysis. Расчет спектральной плотности мощности сигнала с акселерометров и выделение основных форма колебаний осуществляется по нескольким десяткам выборок. Количество выборок и длительность реализации может варьироваться и зависит от требований к разрешающей способности системы по частоте и точности определения декремента затуханий. Производится автоматическое определение основных форм колебаний и декрементов затуханий, что позволяет пользователю проводить ретроспективный анализ изменений частоты и декремента затуханий основных форм колебаний.
Основные функции серевера системы мониторинга СМИК Gorizont Geotechnical Solution
- автоматизации опроса датчиков СМИК, установленных на строительной конструкции;
- обработки полученных данных и представление их в виде нормированных значений;
- сравнения полученных данных с критериями безопасной эксплуатации строительных конструкций;
- выдачи предупреждающих сообщений превышении измеренных значений пороговым значениям срабатывания триггеров тревог.
- Накопление и хранение данных с датчиков, архивирование истории наблюдений
- отображения информации о состоянии объекта мониторинга на экране мониторов автоматизированных рабочих мест (АРМ) в виде таблиц, графиков, трендов, трёхмерных моделей.
- Передача данных о сигналах превышения на сервер СМИС.
Gorizont Geotechnical Solution представляет собой программное решение, предназначенное для сбора, хранения, обработки и визуализации данных, получаемых с автоматизированных КИА, установленных на ГТС или вводимых вручную.
Серверное программное обеспечение Gorizont Geotechnical Solution реализован под ОС Linux. Программное решение обладает высокой производительностью и надежностью. ПО позволяет организовать аппаратное резервирование для предотвращения сбоев в работе и потери данных. Программное обеспечение ориентировано на работу с потоком данных от большого количества датчиков разного типа, расположенных на территориально разнесенных объектах.
Сервер системы мониторинга Gorizont Geotechnical Solution реализован по принципу облачного ПО. Доступ к рабочий экрану оператора (АРМ) системы мониторинга осуществляется через браузер, это дает возможность неограниченного доступа к рабочему столу системы мониторинга из любого компьютера подключенного к локальной сети объекта.
Гибкая архитектура Gorizont Geotechnical Solution дает широкие возможности настройки конфигурации ПО в соответствии с потребностями заказчика и предоставляет большое количество настраиваемых инструментов визуализации данных.