У статті розглядається мобільний діагностичний комплекс оцінки захисних властивостей сховищ ГО

Анотація наукової статті з будівництва та архітектури, автор наукової роботи - Шахраманьян М. А., Нігметов Г. М., Прошляков М. Ю., Папелков Д. І.


Область наук:
  • Будівництво та архітектура
  • Рік видавництва: 2004
    Журнал: Технології громадянської безпеки

    Наукова стаття на тему 'Проблеми оцінки захисних властивостей сховищ цивільної оборони '

    Текст наукової роботи на тему «Проблеми оцінки захисних властивостей сховищ цивільної оборони»

    ?Науково-технічні розробки

    УДК 614.8

    М.А. Шахраманьян д.т.н., Г. М. Нігметов к.т.н., М.Ю. Прошляков, Д.І. Папелков

    ПРОБЛЕМИ ОЦІНКИ ЗАХИСНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ сховище цивільної оборони

    У статті розглядається мобільний діагностичний комплекс оцінки захисних властивостей сховищ ГО

    М.А. Шахраманьян

    Г.М. Нігметов

    М.Ю. Прошляков

    Д.І. Папелков

    В умовах сучасних військових конфліктів особливого значення набуває інженерний захист населення. Якщо в період Радянського Союзу вся інженерна захист будувалася на протидію навантажень від ядерної зброї, то в сучасних умовах все більшої актуальності набуває інженерний захист від звичайних високоточних засобів ураження і навантажень вторинного характеру.

    На жаль, нині існуючі нормативні документи з цивільної оборони не відображають цю сучасну специфіку. В СНиП з проектування ЗСГО не знайшли відображення не тільки навантаження від звичайних засобів ураження, а й навантаження від мирних надзвичайних ситуацій, а також вторинні навантаження.

    Для вирішення цих завдань з одного боку, ми повинні передбачити зазначені особливості в розроблюваних проектах нових технічних регламентів.

    З іншого боку ми не повинні забувати про існуючий величезному парку ЗСГО і необхідності перевірки їх істинних захисних властивостей і можливої ​​адаптації їх до нових навантажень.

    У ФДМ ВНДІ ГОЧС (ФЦ) в рамках НДДКР був розроблений мобільний діагностичний комплекс оцінки захисних властивостей сховищ ГО (рис. 1-4)

    Під захисними властивостями ЗСГО розуміється їх здатність витримувати надлишковий тиск і проникаюче випромінювання.

    Істотною відмінністю сховищ цивільної оборони від звичайних будівель є те, що вони розташовані заглиблене або підземно і повинні забезпечувати захист не тільки від динамічних навантажень, але і захист від проникнення шкідливих речовин, тобто забезпечити герметичність споруди.

    Якщо поведінка наземних споруд можна змоделювати застосовуючи відомі розрахункові методи і отримати нормативні динамічні параметри споруди, то поведінка підземних і заглиблених споруд із застосуванням відомих широко поширених моделей смоделі- Рис. 1. Оптико-електронний ровать неможливо. геодезичний прлбор

    Зрозуміло, що ці труднощі в першу чергу пояснюється складністю врахувати вплив приєднаного грунтового масиву до конструктивної системі захисної споруди.

    Для діагностики ЗСГО застосовуються чотири блоки приладів і методів:

    1) високоточної оцінки геометричних параметрів ЗСГО і грунтового масиву;

    2) оцінки фізико-механічних параметрів конструктивних елементів ЗСГО і грунтового масиву;

    3) оцінки динамічних параметрів ЗСГО і грунтового масиву;

    4) оцінки параметрів герметичності і забрудненості ЗСГО.

    Радіотехнічний прилад підповерхневого зондування (георадар)

    Комплекс приладів для оцінки фізико-механічних параметрів будівель

    Комплекс приладів для оцінки параметрів вентиляції і повітря

    Мал. 2. Апаратура для оцінки фізико-механічних параметрів конструктивних елементів ЗСГО і грунтового масиву

    З використанням експериментально отриманих фактичних даних конструктивних елементів ЗСГО і грунтового масиву проводиться моделювання можливих впливів різних навантажень і оцінка захисних властивостей ЗСГО.

    Мал. 3. радіокомплекс для оцінки динамічних параметрів ЗСГО і грунтового масиву

    Однак при обстеженні ЗСГО необхідно враховувати особливості роботи ЗСГО в ґрунтовому масиві. Особливо це потрібно враховувати при знятті динамічних параметрів. Зрозуміло, що фізика коливань наземних об'єктів відрізняється від фізики коливань об'єктів затиснутих в грунтах, як ЗСГО.

    Завдання зняття динамічних параметрів ЗСГО можна вирішити кількома способами:

    виконати поелементне зняття динамічних параметрів конструктивних елементів ЗСГО при цьому збудження виробляти м'яким ударом;

    виконати зняття динамічних параметрів покриття ЗСГО і його заснування шляхом розстановки датчиків по одній лінії із заданим кроком і збуджуючи конструкцію жорстким ударом;

    виконати традиційну розстановку датчиків по вертикалі і горизонталі при цьому динамічне збудження зробити зовні жорсткими ударами по грунтовому масиву;

    виконати розстановку датчиків зовні на ЗСГО і грунтовому масиві і виконати динамічне порушення жорсткими ударами зовні ЗСГО і всередині нього.

    Таке поєднання способів отримання динамічних параметрів дає можливість врахувати вплив грунтового масиву на коливальний процес ЗСГО і визначити його інтегральну жорсткість в різних напрямках. Знаючи проектну жорсткість ЗСГО за напрямками його осей, можна виконати порівняння і визначити ступінь зносу ЗСГО щодо норми.

    При зміні характеристик жорсткості параметрів на 100% і більше ЗСГО підлягає знесенню, тобто його недоцільно відновлювати.

    Одними з важливих елементів ЗСГО, що забезпечують їх живучість є деформаційні шви і компенсуючі пристрої комунікацій. Для перевірки працездатності цих пристроїв придатний тільки метод динамічних випробувань.

    При виконанні цих випробувань датчики розставляються на двох бортах деформуються конструктивних елементів, проводиться м'яке або жорстке порушення, за результатами випробувань робиться висновок про працездатність деформаційного шва або компенсуючого пристрою.

    Цікаві можливості при випробуванні ЗСГО дає георадар. З його допомогою можна просвітити покриття ЗСГО і отримати його будова по товщині, матеріалів і характеру армування.

    Мал. 4. Тепловизор-термограф для оцінки параметрів герметичності ЗСГО

    Мал. 5. Приклад використання георадара для оцінки конструкції колон і плит перекриттів

    Науково технічні розробки

    Науково технічні розробки

    Мал. 6. Приклад використання георадара в метро

    Приклади застосування георадара для оцінки товщини плит перекриттів і оброблення в метро наведені на рис. 5 і 6. Для окремо розташованих сховищ цивільної оборони за допомогою георадаров можна оцінити не тільки справжні товщини і характер армування плит перекриттів, а й товщину грунтовій обсипання.

    Крім того, за допомогою георадаров можливо визначити місця прокладки комунікацій і ступінь обводнення грунтового масиву.

    Отримані реальні параметри по товщині, характеру армування дають можливість точніше оцінити не тільки здатність притулку витримай -вать надлишковий тиск, а й його герметичність і здатність протистояти проникаючого випромінювання.

    Для натурної оцінки герметичності ЗСГО, його здатності утримувати тепло всередині приміщення хороші результати дає тепловізор.

    За допомогою тепловізора можна провести випробування за оцінкою герметичності сховища. Для цього необхідно виконати його повну герметизацію і створити надлишковий тиск усередині споруди. Випробування краще проводити в зимовий або холодний осінній час. Приклад отриманої теплограмми наведено на рис. 7. Знімаючи повітрозабірні і вибросние пристрої та захисно-герметичні входи можна отримати теплограмми можливих витоків повітря, що дає можливість не тільки повірити герметичність, але і виявити найбільш слабкі місця, щоб потім визначити ефективні профілактичні заходи.

    Мал. 7. Тепловий портрет воріт притулку

    Отримані діагностичні дані дозволяють виявити найбільш слабкі місця в притулок громадян-

    ської оборони і розробити рекомендації щодо усунення дефектів. На рис. 8 наведені результати обстеження захисних споруд.

    Обстеження захисних споруд цивільної оборони

    На підставі виконаних діагностичних вимірів і розрахунків було встановлено:

    1. Захисне властивість ЗСГО по здатності витримати динамічні навантаження повністю відповідають проектним параметрам (ДРФ «1 кг / см2).

    2. Герметичність споруди не забезпечується через слабку роботи ущільнюючих елементів і несправності дверей в технічне приміщення.

    3. У ЗСГО є експлуатаційні дефекти, які необхідно терміново усунути:

    • перевірити і відновити гідроізоляцію на локальних ділянках плити перекриття;

    • очистити дренажні колодязі;

    • відновити захисний шар залізобетону на конструктивних елементах;

    • відновити елементи ущільнювачів на ЗСГО;

    • усунути дефекти і забезпечити нормальне закриття дверей допоміжних приміщень;

    • період особливого часу, необхідно прибрати промислові залізобетонні плити над головним входом в ЗСГО, щоб виключити можливості завалу.

    Мал. 8. Обстеження захисних споруд

    Прилади НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ ТА МОНІТОРИНГУ БУДІВЕЛЬНИХ ОБ'ЄКТІВ

    Безпека експлуатації промислових і цивільних об'єктів може бути багато в чому забезпечена моніторингом їх стану. Відомо, що на стадії проектування за основу розрахунків береться ідеалізована схема навантаження і роботи конструкцій. В реальних умовах будівельні конструкції будівель і споруд схильні до впливу ряду чинників, що знижують здатність навантаження, що викликають перенапруження, деформації, тріщини, локальні руйнування. Можуть створюватися як багаторазові резерви міцності, так і стану, близькі до аварійного. Своєчасно отримана інформація про перевантаження, деформаціях і зниженні міцності дозволяє прийняти найбільш ефективні заходи для запобігання аварійних ситуацій або пом'якшення їх наслідків.

    Для вирішення завдань моніторингу будівельних об'єктів підприємством «Інтерпрібор» створений багатопараметричний вимірювально-реєструючого комплекс «Терем-4» і ряд приладів неруйнівного контролю для оперативного обстеження конструкцій: ультразвукових, ударно-імпульсних, магнітних, діелькометричні.

    «Терем-4» складається з центрального блоку, адаптерів, датчиків різних видів, пристрої перенесення даних «Термотрансфер» і сервісної комп'ютерної програми (рис. 1).

    Особливістю комплексу (рис. 2) є його повна автономність, малогабаритність і простота установки на об'єкт контролю, що досягається застосуванням єдиної чьотирьох лінії зв'язку центрального блоку з адаптерами, на базі яких реалізуються локальні зони контролю.

    Центральний блок виконує наступні основні функції:

    - зчитування інформації з Рис. 1. Прилад неруйнівного контролю та моніторингу страітельних об'єктів «Терем-4» адаптерів і реєстрація в реальному часі, зберігання результатів в пам'яті з автоматичним оновленням інформації (при повному завантаженні пам'яті найстаріший результат замінюється новим).

    - перегляд на дисплеї результатів в графічному і табличному вигляді на будь-якій стадії контролю;

    - індикація стану датчиків;

    - повний контроль стану акумуляторної батареї.

    Адаптери - інтелектуальні пристрої збору, перетворення, накопичення і передачі на центральний блок інформації, що надходить від різних датчиків. До одного адаптера можуть підключатися від 2 до 8 датчиків одного або декількох видів, зокрема:

    - датчики лінійних переміщень для вимірювання ширини розкриття тріщин, прогинів і механічної напруги;

    - тензодатчики для визначення зусиль, деформацій і механічних напруг;

    - вибродатчики для оцінки вібраційного навантаження і власних коливань конструкцій і фундаментів;

    - датчики вологості і температури для контролю кліматичних впливів;

    - датчики теплового потоку і температури для оцінки теплозахисних властивостей огороджувальних конструкцій, вікон.

    Необхідна конфігурація вимірювального комплексу визначається видом контрольованого об'єкта і завданнями моніторингу. Кількість і види датчиків, необхідних для кожної контрольованої зони визначають вид адаптера.

    Для зв'язку центрального блоку з адаптерами використовується загальна лінія довжиною до 200 метрів з можливістю створення декількох радіальних напрямків. Кожен датчик підключається безпосередньо до адаптера лінією зв'язку довжиною до 10 метрів і може бути встановлений в прихованих і важкодоступних місцях.

    «Терем-4» працює автономно від 2-х акумуляторів типу АА, при необхідності може підключатися до адаптера змінного струму 220 В, 50 Гц.

    У комплексі є інтерфейс RS232 і спеціалізована комп'ютерна програма, що дозволяє зчитувати, переглядати і архівувати інформацію. Аналіз і обробка інформації виконується кваліфікованими фахівцями на підставі відомих ГОСТів і відповідних методик.

    Для отримання більш повної картини стану об'єкта виявлені моніторингом зони передбачуваної нестабільності, як правило, піддаються додатковому обстеженню за допомогою приладів неруйнівного контролю. Наприклад, інформацію про динаміку розкриття тріщин слід доповнювати даними про глибину тріщин і внутрішніх дефектах. Ці дані можуть бути отримані за допомогою ультразвукового приладу «Пульсар-

    Мал. 2. Схема роботи приладу «Терем-4»

    1.1 », в якому закладені російський і англійський методи вимірювання глибини тріщин. Прилад комплектується датчиками для наскрізного і поверхневого проникання (в т.ч. з фіксованою базою), має напругу збудження 600 В, працює на частотах 50 - 100 кГц, вимірює час і швидкість поширення ультразвукових коливань, обчислює міцність.

    Нерівномірність конструкції по міцності і зони зниженої міцності можна оперативно виявити приладом «Онікс-2.5», на відміну від аналогів працюючим одночасно по ударному імпульсу і відскоку. Найбільш відповідальні ділянки доцільно додатково прозвучівать приладом «Пульсар-1.1» і відчувати методом відриву з сколюванням приладом «Онікс-ОС».

    Прилад «Онікс-2.5» - найкомпактніший, зручний і швидкодіючий з відомих ударно-імпульсних приладів. Легкий датчик-склерометр (160 г) дозволяє працювати однією рукою: взвод і спуск ударника виконується великим пальцем з високою точністю пояснення ударів.

    Прилад «Онікс-ОС» має Гідропрес виконаний за оригінальною двоциліндрової конструкції. Вперше застосоване кільцеве кріплення анкера в шпурі виключає його прослизання, стабілізує умова вириваючи фрагмента бетону і істотно підвищує достовірність результатів. Мікропроцесорний пристрій забезпечує повний контроль процесів навантаження і вимірювання міцності бетону.

    За допомогою приладу «Пошук-2.3» визначають: фактичну товщину захисного шару бетону, розташування верхнього ряду арматури і заставних, діаметр стрижнів. Це дає можливість оцінити взаємне розташування арматури і тріщин, уточнити схему випробувань методом відриву з сколюванням, намітити траси прозвучіва-ня. Прилад має режими акустичного пошуку стрижнів і налаштування на сталь, що дозволяє врахувати вплив паралельних стрижнів і магнітні властивості сталей.

    Універсальний вологомір «ВИМС-1.У.З» дає можливість визначити вологість на поверхні і в глибині матеріалу, оцінити стан гідроізоляції конструкцій, скорегувати результати, отримані за допомогою механічних і ультразвукових методів. Прилад вперше комплектується трьома видами датчиків: планарним - для контролю вологості поверхневих шарів, об'ємний - для сипучих матеріалів і зондський - для контролю вологості в глибині сипучих матеріалів і в свердловинах твердих матеріалів.

    Застосування «Терем-4» в поєднанні з відомими методами і розглянутими приладами неруйную-технічні характеристики ющего контролю дозволяє оперативно і до-

    «Терем-4» стоверно оцінювати стан будівельних

    Кількість каналів ................ 8 - 256 об'єктів.

    Кількість адаптерів .............. 2 - 32 Комплекси «Терем-4», і прилади «Онікс-

    Кількість каналів адаптера ....... 4 - 48 2.5, Онікс-ОС, Пошук-2.3, ВИМС-1.УЗ »в

    Максимальне число відліків ....... 105 даний час успішно експлуатуються на

    Період реєстрації, сек ........... 10 - 103 ряді об'єктів при мониторное тріщин будівель

    Час реєстрації ................. не обмежена і споруд, при контролі твердіння моноАппаратная похибка,% трохи более..0,1 літної бетону, визначенні теплозахисних

    Харчування акумуляторне, В ......... 2,5 властивостей конструкцій будівель, стеження за мик-

    Габаритні розміри, мм рокліматом різних виробництв, обстежують-

    - центральний блок ................ 145 х 70 х 25 вання будівель і конструкцій, технологічному

    - адаптер ......................... 85 х 55 х 25 контролі.

    454080, м Челябінськ, а / я 12771, тел. / Факс (3512) 655-638, E-mail: carat @ chel. surnet.org.ua, http: //www/interpribor.org.ua р Москва НДІЗБ, тел. :( 095) 174-75-13,

    м.Санкт-Петербург, тел. :( 812) 998-45-86, (812) 318-64-96

    Контакт: Г.А. Губайдулин, А. І. Копп, А.А. Блінов НПП «ІНТЕРПРІБОР»


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити