Обеспечение безопасной эксплуатации зданий и сооружений промышленных предприятий является актуальной задачей, которая решается комплексом мер на стадиях от проектирования до ликвидации объекта. Обеспечение промышленной безопасности зданий и сооружений осуществляется на основе действующих нормативно-правовых документов, которые устанавливают требования непосредственно к конструкциям зданий и сооружений, по надзору за их техническим состоянием, к технологическим процессам, размещаемым в зданиях и сооружениях, к работающему и обслуживающему персоналу предприятий.
При этом аварии на промышленных предприятиях связанные с обрушением конструкций зданий и сооружений происходят постоянно с ущербами в виде человеческих жертв, экономических потерь и вреда окружающей среде.
Некоторые примеры аварийного обрушения конструкций производственных зданий промышленных предприятий, в расследовании причин, аварий которых принимали участие специалисты, а также сведения, полученные из публикаций в открытой печати 1, представлены в таблице 1.
Таблица 1
Год |
Описание аварии |
Некоторые сведения об ущербах |
2006 |
Обрушение блока здания листопрокатного цеха №5 ОАО «магнитогорский металлургический комбинат» Площадь обрушения 5000 м2 |
Погибло 8 человек |
2006 |
Обрушение блока покрытия зданий вращающихся печей ОАО «магнитогорский цементный завод» Площадь обрушения 1760 м2 |
Без человеческих жертв |
2006 |
Обрушение 80% конструкций здания вращающихся печей ОАО «Коркинский цементный завод» |
Нет сведений |
2003 |
Обрушение покрытия цеха точного литья ОАО «Чебоксарский агрегатный завод» |
46 млн. руб. |
2001 |
Обрушение диска покрытия здания термокалибровочного цеха ОАО «Златоустовский металлургический завод» |
Нет сведений |
Сведения о процентном соотношении зданий с различными сроками эксплуатации 1, приведены на рис.1. Видно, что процент зданий со сроком эксплуатации от 50 до 70 лет приближается к 50%.
Рис.1. Процентное соотношение зданий с различными сроками эксплуатации
Накопленный опыт 1 по расследованию причин аварийного разрушения конструкций позволяет сделать следующие выводы:
аварии происходили на объектах, которые не подвергались экспертизе или техническому освидетельствованию;
аварии происходили на объектах при несоблюдении сроков очередной экспертизы;
возникновение причин аварийного разрушения возможно на любой стадии «жизни» объекта;
экспертиза носит эпизодический характер, при отсутствии постоянного наблюдения (мониторинга) за наиболее ответственными, критически важными элементами объекта;
положительное заключение экспертизы не гарантирует защиты объекта от аварии.
Для исключения тяжелых последствий разрушений зданий и сооружений в сейсмически опасных районах становится целесообразным использование постоянно действующих систем мониторинга их технического состояния. Такие системы в последнее время находят все большее применение в высотных зданиях, крупных спортивных и промышленных сооружениях 2. Однако, в рассматриваемой системе не предусмотрен контроль колебаний сооружения, обусловленных сейсмическими колебаниями почвы.
Для получения полной информации о статике и динамике конструкции здания, система мониторинга (рис.2) включает в свой состав комплект сейсмодатчиков 13, установленных на разных уровнях. На ответственных несущих элементах конструкций зданий и сооружений устанавливают тензодатчики 5 для контроля напряжений, возникающих в материале конструкций в период эксплуатации. Для этих же целей могут быть использованы лазерные дальномеры и другие приборы.
Информация со всех датчиков системы поступает на сервер. На сервере происходит архивация данных, и затем эти данные ретранслируются на автоматизированное рабочее место.
Рис. 2. Общая схема мониторинга:1 – поверхностные датчики наклона; 2 – дифференциальная DSM-система контроля осадки; 3 – маятниковая система контроля отклонений и смещений; 4 – датчики контроля стыков и смещений; 5 – тензометрические датчики напряжений; 6 – топографические отражатели; 7 – ленточный измеритель смещений; 8 – анкерные датчики давления; 9 – пьезометры; 10 – датчики вертикальных смещений грунта; 11 – обратный маятник; 12 – экстензометры (контроль горизонтальных и вертикальных смещений); 13 - сейсмодатчики
Заключение
Объем мониторинга зданий и сооружений увеличивается с каждым годом, что является следствием ряда факторов: физического и морального их износа, перевооружения и реконструкции производственных зданий промышленных предприятий, реконструкции малоэтажной старой застройки, изменения форм собственности и резкого повышения цен на недвижимость, земельные участки и др.
Затраты, связанные с приобретением, монтажом и эксплуатацией системы мониторинга технического состояния зданий и сооружений в сейсмостойких регионах окупаются благодаря предотвращению масштабных разрушений.
Литература
1. Еремин К.И. , Матвеюшкин С.А.Мониторинг технического состояния и электронная паспортизация зданий и сооружений. ООО "ВЕЛД", г. Магнитогорск, http://www.en.weld.su/p-exposition
2. Айме К.А. Мониторинг зданий и котлованов, ч. 2 //Строительные материалы, оборудование, технологии века, № 11, 2005, С. 37-39.