Мониторинг технического состояния зданий и сооружений на примере Большой спортивной арены олимпийского комплекса Лужники

Введение

Безопасная эксплуатация уникальных зданий и сооружений напрямую связана с качеством контроля их технического состояния. Для объектов с большим безопорным пролётом, высокой массой покрытия и значительной концентрацией людей периодических визуальных осмотров уже недостаточно. В таких условиях требуется непрерывное наблюдение за напряжённо-деформированным состоянием несущих элементов, перемещениями опорных узлов, динамическими воздействиями и работой инженерной инфраструктуры.

Актуальность темы определяется тем, что в последние годы требования к мониторингу технического состояния строительных объектов заметно ужесточились. Одновременно развивается приборная база, средства телеметрии, программные комплексы диспетчеризации и технологии цифрового моделирования. В результате система мониторинга рассматривается уже не как вспомогательный инструмент эксплуатации, а как обязательный элемент обеспечения безопасности уникального сооружения на всём протяжении его жизненного цикла.

Особое значение эта задача приобретает применительно к крупным спортивным аренам. Большая спортивная арена олимпийского комплекса «Лужники» относится к числу наиболее сложных и ответственных объектов такого типа. Стадион характеризуется значительным безопорным пролётом покрытия, сложной пространственной схемой кровли, высокой интенсивностью эксплуатации и единовременным пребыванием десятков тысяч человек. Наряду с этим объект расположен в специфических инженерно-геологических условиях, а его несущие конструкции испытывают переменные снеговые, ветровые, температурные и динамические нагрузки. Вследствие этого задача совершенствования системы дистанционного мониторинга технического состояния БСА «Лужники» имеет не теоретическое, а прикладное значение.

Цель курсовой работы - разработать мероприятия по совершенствованию системы дистанционного мониторинга безопасности конструкций Большой спортивной арены олимпийского комплекса «Лужники».

Для достижения поставленной цели в работе решаются следующие задачи.

1. рассмотреть теоретические и нормативные основы мониторинга технического состояния уникальных зданий и сооружений;
2. охарактеризовать методы и технические средства дистанционного контроля строительных конструкций;
3. показать роль автоматизации в системе наблюдения за техническим состоянием строительных объектов;
4. дать технико-эксплуатационную характеристику БСА «Лужники» как объекта повышенного уровня ответственности;
5. выявить и классифицировать потенциальные дефекты конструкций стадиона;
6. проанализировать действующую систему мониторинга технического состояния и безопасности объекта;
7. разработать предложения по совершенствованию программно-аппаратного комплекса мониторинга несущих конструкций и кровли;
8. обосновать выбор контрольно-измерительных приборов и средств телеметрии;
9. оценить прогнозные результаты реализации предложенных мероприятий.

Объектом исследования выступает Большая спортивная арена олимпийского комплекса «Лужники» как уникальное сооружение с повышенными требованиями к безопасности эксплуатации.

Предмет исследования - организационные, технические и программно-аппаратные решения, применяемые при дистанционном мониторинге технического состояния и безопасности несущих конструкций стадиона.

Методическую основу работы составляют анализ нормативных требований в области обследования и мониторинга зданий и сооружений, сравнительный анализ методов инструментального контроля, обобщение технических характеристик объекта, классификация потенциальных дефектов, а также расчётный подход к оценке эффективности предлагаемых мероприятий. В работе использованы методы системного анализа, сопоставления, инженерного обобщения и технико-экономической оценки.

Практическая значимость курсовой работы состоит в том, что предложенные решения ориентированы на повышение надёжности и отказоустойчивости системы мониторинга БСА «Лужники», сокращение времени выявления отклонений, снижение зависимости от протяжённых кабельных линий и расширение аналитических возможностей диспетчерского комплекса. Полученные результаты могут быть использованы при разработке мероприятий по модернизации систем наблюдения на других уникальных большепролётных сооружениях.