CC BY
79
УДК 69.05925.728
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-10-287-290
АНАЛИЗ МЕТОДОВ ОЦЕНИВАНИЯ ТЕКУЩЕГО ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ
ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
С.И. Богомолов
В статье выполнен анализ современных методов оценки технического состояния построенных и эксплуатируемых зданий и сооружений. Приводятся современные и эффективные способы оценки текущего технического состояния зданий и сооружений, приведены методы, методики и приборы, применяемые при неразрушающем контроле и обследовании конструкций.
Ключевые слова: текущее техническое состояние, здания и сооружения, дефект, повреждения, неразрушающие методы и средства обследования.
Оценка текущего технического состояния (фактическое) зданий и сооружений (ЗиС) -осуществляется для проверки соответствия построенного ЗиС рабочей проектной документации, для оценки эксплуатационных качеств ЗиС и предотвращения вреда для окружающей природной среды. Оценка проводится организациями, специализирующимися на данном типе работ и осуществляется на основании ГОСТ 31937-2011 [1] и [2].
Оценка технического состояния несущих конструкций ЗиС проводится на основании результатов обследования и поверочных расчетов и категорируется в соответствии с [1-2] следующим образом:
- нормативное/исправное техническое состояние;
- работоспособное состояние;
- ограниченно работоспособное состояние;
- аварийное состояние.
Под нормативным или исправным техническим состоянием понимается такое его состояние, при котором значения эксплуатационных параметров строительных конструкций ЗиС и в целом ЗиС соответствуют требованиям утвержденного рабочего проекта, а также требованиям СНиП, ТСН, ГОСТ, ТУ и иных нормативных документов.
Под работоспособным состоянием понимается такое состояние строительных конструкций и материалов ЗиС, при котором отдельные их параметры не соответствуют требованиям проекта и стандартов, но обнаруженные уменьшения по качеству параметры (например, по деформативности, по трещиностойкости, прочности, гибкости, жесткости, нарушение заданной геометрии) в данных конкретных условиях приводят к уменьшению работоспособности на 10%, а физический износ элементов не превышает 15%.
Под ограниченно работоспособном состоянием понимается такое состояние, при которой имеются дефекты и повреждения, отклонения от требований проекта к снижению несущей способности конструкций на 15-20%, физический износ составляет 15-25%, но отсутствует опасность внезапного разрушения и изменения объемной деформации.
Аварийное состояние — категория технического состояния строительной конструкции или ЗиС, характеризующаяся повреждениями и дефектами, снижения несущей способности более 25%, физический износ характеризуется как ветхое состояние, при этом требуются срочные противоаварийные мероприятия.
Оценка текущего фактического технического состояния строительных конструкций ЗиС и в целом ЗиС выполняется следующими методами (способами):
1) по степени физического износа элементов и ЗиС в целом [3];
2) по степени снижения проектных эксплуатационных качеств строительных конструкций ЗиС по количеству и характеру дефектов и повреждений [1];
3) по степени снижения несущей способности [2].
Первый и второй методы могут получены по данным визуального обследования. Третий метод оценки технического состояния ЗиС может получен по данным инструментального (детального) обследования (получение характеристик материалов, геометрических размеров конструктивных элементов, зданий и сооружений в целом, фактических значений нагрузок и способов их передачи, расчетом конструкций и грунтов оснований по данным условий эксплуатации конструкций со временем и т.д.).
По величине физического износа оценка технического состояний ЗиС производится по правилам ВСН-53-86 (р) [3]. Под физическим износом конструкции, элемента ЗиС и ЗиС в целом понимается утрату ими первоначальных технико-эксплуатационных показателей качеств. В зависимости от процента износа ЗиС категорируются на хорошее, удовлетворительное, ограниченно-работоспособное, ветхое, аварийное.
Физический износ ЗиС в целом оценивается по сумме произведений их отдельных элементов на коэффициент, соответствующий доле восстановительной стоимости.
Физический износ конструкции, технической системы, ЗиС по сумме произведений их в общем количестве участков (элементов).
Метод оценки технического состояния по величине физического износа имеет один существенный недостаток: в нем не учтены значимости тех или иных повреждений и дефектов в совокупности оценки технического состояния элемента, конструкции, всего ЗиС для их дальнейшей эксплуатации. Например, здание имеет физический износ 70-80% всех дверных и оконных проемов, полов, поверхностное разрушение кирпичной кладки (физический износ 30-40%), разрушение кровли до 80%, частичное разрушение инженерных систем (50-70%), полное разрушение отделки, разрушение отмостки, аварийное состояние балконов. При подобных дефектах физический износ может составить 50-70%, требуется признать техническое состояние здания как неработоспособное, необходимо провести страховочные мероприятия, выполнить капитальный ремонт. Но здание может эксплуатироваться. В другом случае физический износ составил 25-30%, но он затронул несущие конструкции: колонны, плиты перекрытий, несущие стены. Ущерб небольшой и требуется проведение капитального ремонта, однако здание эксплуатировать нельзя, поскольку дефекты касались снижению несущей способности конструктивных элементов основного каркаса здания. В данном случае необходимо выявить аварийные участки, оградить их, срочно провести страховочные мероприятия, запретить дальнейшую эксплуатацию здания.
В соответствии с [2] следует применять следующие определения дефекта и повреждения.
Дефект - отдельное несоответствие строительных конструкций ЗиС параметру эксплуатационных качеств, которые определены в утвержденных (прошедших государственную экспертизу) рабочих чертежах на строительство ЗиС. В общем случае дефект - это брак конструкций, полученных во время строительства и эксплуатации ЗиС.
Повреждение - любая неисправность, полученная строительной конструкцией ЗиС при ее изготовлении на заводе (фабрике), при транспортировании к месту складирования, монтаже конструкций и приобретенных в ходе эксплуатации ЗиС.
Для определения количественной картины дефектов и повреждений конструкций ЗиС проводится их обследования. Обследования делятся на визуальные и детальные (комплексные или инструментальные).
Наиболее достоверная и объективная оценка технического состояния ЗиС может быть выполнена методами оценки степени снижения несущей способности. Такая оценка выполняется в рамках комплексного обследования ЗиС. Комплексная оценка технического состояния ЗиС должна выполняться в соответствии с требованиями [1-2].
До начала выполнения обследований необходимо проведение подготовительных работ.
В ходе проведения подготовки к обследованию необходимо выполнить и получить следующие сведения:
согласовать с заказывающей организацией техническое задание;
акты, заключения и отчеты предыдущих обследований ЗиС;
проектная техническая строительная документация на ЗиС и их инженерные (технические) системы;
акты о перестройках, реконструкциях, капитальных и текущих ремонтах;
отчеты инженерно-геологических изысканий, определенных в проектной документации, а также при последующих изысканиях;
согласованные схемы, планы по вскрытиям конструкций, мест отрывки шурфов вокруг здания и в подвале.
Детальное/инструментальное техническое обследование состояния ЗиС включает в
себя:
составление ведомостей дефектов, фотографирование повреждений, описание;
составление фактической конструктивной схемы ЗиС;
установление фактического состояния близлежащих ЗиС, состояние вертикальной планировки;
выполнение обмерных работ, уточнение сечений несущих конструкций; инженерно-геологические изыскания полевыми средствами и приборами; определение фактических прочностных характеристик бетонных и железобетонных конструкций, каменной кладки неразрушающими методами;
измерение характеристик воздушной среды внутри помещений (цехов); фиксация фактических нагрузок, воздействующие на строительные конструкции (фундаменты, колонны, балки, фермы, плиты перекрытий и покрытий);
определение фактической схемы отдельных строительных конструкций и строительного остова здания в целом;
выполнение поверочных расчетов с использованием требований СНиП и лицензированных компьютерных программ;
выполнение расчетов грунтового основания под фундаментами;
проведение анализа причин возникновения дефектов конструкций, выяснение причин изменения расчетных схем здания и сооружения;
составление по результатам обследования отчета и заключения; разработка рекомендаций и мероприятий по дальнейшей эксплуатации ЗиС. Наиболее эффективными методами обследования ЗиС и их инженерных систем являются:
ультразвуковые и магнитные методы определения прочности бетонных, железобетонных и каменных конструкций [6];
фотограмметрия с применением беспилотных летательных аппаратов [4-5]; метод геофизического планово-высотного положения основных проекций специальных зданий и сооружений с использованием космических геолокационных спутниковых систем и беспилотных летательных аппаратов с использованием видео и фотокамеры [6];
метод, основанный на эффекте Кирлиана, позволяющий выявлять внутреннюю структуру строительной конструкции, фундамента, основания, перекрытия и многослойных стен [6];
геолокационный метод, в качестве средства обследования используется прибор «Ал-ладин» [6];
метод обратно-рассеянного метода рентгеновского сканирования с использованием дорожного детектора «Кондор».
Ультразвуковые и магнитные методы определения прочностных характеристик бетона используют малогабаритные, автономные цифровые приборы неразрушающего контроля. Они совмещены с компьютерными средствами интерфейсами и позволяют все измерения фиксировать непосредственно в базе данных компьютера. Совместно с неразрушающим контролем прочности при помощи прибора типа ИПА-МГ методом отрыва со скалыванием или вырыва керна из тела бетона позволяют строить зависимости «прочность-скорость ультразвука», что позволяет оперативно производить измерения прочности железобетонных конструкций в большом массиве и по разным конструкциям.
Геолокационный метод позволяет не проводить многочисленные вскрытия конструкций перекрытий, покрытий, полов, стен. С их помощью можно «видеть структуру слоеной конструкции, определять их толщину. Также геолокация позволяет исследовать фундаменты ЗиС, канализационных систем, подземных трубопроводов и других подземных коммуникаций без проведения вскрытий, отрывки шурфов.
Беспилотные летательные аппараты, оснащенные видеокамерами, дальномерами, позволяет составить фактические схемы ЗиС, составить их плановое и высотное положение. Многократное сканирование с наружи здания и внутри позволяет с помощью компьютера составить рабочие чертежи ЗиС и их конструктивных элементов. Это весьма актуально для зданий, у которых утрачена рабочая проектная документация для их строительства или находится в уменьшенном составе.
Геолокационные спутниковые системы позволяет в кратчайшие сроки привязать обследуемый объект к топографической основе, что позволяет не использовать обычные геодезические приборы.
Методы, использующие кирлиан-эффект, позволяют обнаруживать внутренние скрытые дефекты и повреждения конструкций, исследовать большое количество мест обследования без проведения подготовки поверхностей, как это необходимо делать для традиционных методов исследования.
Список литературы
1. ГОСТ 31937-2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния. М., 2011.
2. СП 13-102-2003. Правила обследования несущих конструкций зданий и сооружений. М., 2003.
3. ВСН 53-86 (р). Правила оценки физического износа жилых зданий. М., 1986.
4. Фотограмметрия видеоконференция 4 декабря 2020. [Электронный ресурс] URL: http://safe-telecom.ru/goto/http://www.roskosmos.ru/2893 (дата обращения: 10.02.2021).
5. ГОСТ Р 51833-2001. Фотограмметрия. Термины и определения. М., 2001.
6. Богомолов С.И. Перспективные методы неразрушающего контроля состояния конструкций зданий и сооружений // Журнал «Военный инженер» №1 ВИ (ТИ) ВА МТО, СПб., 2016. С. 60-63.
Богомолов Сергей Иванович, канд. техн. наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории, [email protected], Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского
ANALYSIS METHODS OF VALUE OF TECHNICAL CONDITION OF BUILDINGS AND
CONSTRUCTION
S.I. Bogomolov
Analysis contemporary methods of value of technical condition of buildings and construction are execute. Contemporary and effective methods and apparatus of value of technical condition of buildings and construction are bring.
Key words: technical condition, buildings and construction, defect, damage, methods and apparatus of inspect.
Bogomolov Sergey Ivanovich, candidate of technical science, oldest science worker, [email protected], Russia, Saint-Peterburg, Mozhaisky Military Aero Space Academy
УДК 004.891.3
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-10-290-296
МИНИМАКСНАЯ СТРАТЕГИЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДИСКРИМИНАНТНОЙ ФУНКЦИИ В УСЛОВИЯХ ОГРАНИЧЕННОГО ОБЪЕМА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
А.С. Гоголевский, Р.Е. Трепков, А.В. Романов
В статье предлагается метод классификации объектов на основе метода статистического анализа, отличительной чертой которого является использование идеи расширения предполагаемого класса условных распределений вероятностей на множестве рассматриваемых признаков. При этом расширение осуществляется по принципу: чем меньше обучающая выборка, тем шире класс распределений вероятностей.
В новой постановке решается задача минимаксной оптимизации функционала риска, которым описывается усредненная ошибка классификации. Минимаксная стратегия в этом случае позволяет принимать взвешенные решения по отнесению КО к тому или иному классу.
Ключевые слова: задача классификации, минимаксная стратегия.
Введение. Проблема классификации объектов на основе данных, полученных за некоторый период времени, и реализация системы поддержки принятия решений по выработке управляющих воздействий является одной из актуальных задач в повседневной деятельности человека.
