Чтобы понять, насколько надежно здание, для оценки его физического износа, установления приблизительной категории технического состояния (ТС) и остаточного ресурса проводится анализ его динамических характеристик (периодов и форм колебаний, межэтажных смещений) при малых внешних воздействиях [1]. В ходе работ эксперты определяют динамические параметры здания: собственные частоты и формы колебаний, а также амплитуды относительных смещений конструктивных элементов. Проводится оценка реакции объекта на малые внешние воздействия. Происходит сопоставление фактических показателей с проектными данными и результатами предыдущих мониторингов, что позволяет объективно оценить текущее ТС здания. И оценка возможности дальнейшей безаварийной эксплуатации здания или необходимости его восстановления и усиления строительных конструкций (СК) [2,3].

При проведении предварительного (визуального) ТС СК здания учтены требования действующих в Российской Федерации нормативных документов, регламентирующих деятельность по обследованию зданий и сооружений.

Задачи обследования представлена на рис. 1.

Рис. 1. Задачи обследования ТС СК здания

Общий вид обследуемого объекта, представлен на рис. 2.

Рис. 2. Общий вид обследуемого объекта

Оценка ТС СК здания, которая заключается в определении степени повреждения и определении категории (работоспособности) по характерным признакам повреждений и дефектов СК и их элементов, производилась визуально в соответствии с [4]. По итогам предварительного (визуального) обследования ТС несущих и ограждающих СК здания выявлены дефекты и повреждения представленные в ведомости дефектов и повреждений (табл. 1).

Таблица 1

Ведомость дефектов и повреждений

При проведении микродинамических испытаний методом свободных колебаний СК здания учтены требования действующих в РФ нормативных документов, регламентирующих деятельность по обследованию зданий и сооружений данным методом неразрушающего контроля [5].

В работе были проведены микродинамические испытания методом свободных колебаний (МСК).

Суть МСК заключается в воздействии на исследуемый объект внешней импульсной нагрузки с последующей регистрацией колебаний, для дальнейшего определения значений динамических параметров собственных колебаний, в целях оценки степени повреждения и приблизительной категории ТС здания по [2] с применением аппаратно-программного мобильного диагностического комплекса (АПМДК) «Стрела–П».

АПМДК «Стрела-П» включает программный пакет «CentBox» — специализированное программное обеспечение, предназначенное для сбора, обработки, анализа и хранения аналоговых сигналов, получаемых от измерительных модулей — аналоговых пьезоэлектрических акселерометров. Для сбора, хранения, анализа и обработки сигналов в состав «CentBox» входят три взаимосвязанных модуля: модуль сбора и обработки данных, модуль создания базы данных, модуль анализа данных.

Методика определения динамических характеристик СК по их свободным колебаниям, возбуждаемым воздействием непосредственно на СК внешней импульсной нагрузкой, включает операции, представленные на рис. 6.

Рис. 6. Методика определения динамических характеристик

При расстановках измерительных модулей в разные точки здания (по вертикальному створу регистрации) имелась общая (опорная) точка измерений, используемая для нормирования амплитуд колебаний при вычислении передаточных функций и построении собственных форм колебаний. Динамические испытания проводились по схеме с вертикальной расстановкой измерительных датчиков.

Схема расстановки измерительных модулей в здании показана на рис.7.

Вибрационные отклики СК (ускорения свободных колебаний) воспринимались измерительными модулями в частотном диапазоне от 0,1 до 200 Гц в двух пространственных направлениях: по X — вдоль длинной стороны здания и по Y — вдоль короткой стороны здания.

Рис. 7. Схема расстановки измерительных модулей в здании, вертикальный створ

На рис. 8 приведены сигналы ускорений колебаний 2-го и 4-го подъездов, зарегистрированных после силовых воздействий порывов ветра, вдоль горизонтальных осей здания.

Рис. 8. Сигналы ускорений колебаний и спектры сигналов ускорений колебаний обследуемого здания, после силовых воздействий порывов ветра вдоль длинной и короткой сторон здания во 2-м и 4-м подъездах

При обработке сигналов наблюдались помехи, возникшие при регистрации колебаний.

Микродинамические испытания позволили определить, что снижение жёсткостных параметров и изменение напряженно-деформированного состояния исследуемого объекта, по результатам предварительного (визуального) осмотра, не произошло.

Общее ТС здания жилого дома по результатам оценки физического износа, остаточного ресурса и степени повреждения здания методом свободных колебаний, в соответствии с межгосударственным стандартом ГОСТ 31937–2011 [2], на момент обследования, приблизительно оценено как нормативное.

Литература:

1. Коротков, Д. В., Кирьянов К. А., Диагностика строительных конструкций как неотъемлемая составляющая оценки технического состояния объекта // Молодой ученый. — 2024. — № 45 (544). — С. 39–44.
2. ГОСТ 31937–2011. Здания и сооружения. Правила обследования и мониторинга технического состояния: дата введения 2014–01–01. — Москва: Стандартинформ, 2014. — 59 с. — URL: http://docs.cntd.ru/document/1200100941 (дата обращения: 17.04.2022). — Текст: электронный.
3. СП 13–102–2003. Правила обследования несущих конструкций зданий и сооружений: приняты и рекомендованы постановлением Госстроя России от 21 августа 2003 г. N 153: введены впервые. — Москва: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2004. — 154 с.
4. Методика оценки остаточного ресурса несущих конструкций зданий и сооружений, ФАУ Федеральный центр нормирования, стандартизации и оценки соответствия в строительстве,2018г.,- 50 с
5. Федеральный закон от 30.12.2009 № 384–ФЗ (в ред. Федерального закона от 02.07.2013 № 185-ФЗ) «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений».
6. ГОСТ 34081–2017 «Здания и сооружения. Определение параметров основного тона собственных колебаний», ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ», 2017г.