Современные инженерные и строительные технологии позволяют возводить уникальные большепролетные здания и сооружения с пространственными конструкциями, которые имеют расстояния между несущими опорами более 40 метров, делая их надежными и функциональными. Чаще всего это бывают заводские машиностроительные и судостроительные цеха, ангары, автостоянки, стадионы, здания вокзалов, театров и галерей.

Большепролетные металлические конструкции имеют упругость, позволяют создавать разнообразные виды сопряжений для построения выразительных геометрических форм и архитектурных решений любой сложности. При этом они содержат множество концентраторов напряжений. Важно правильное и равномерное распределение высокой несущей нагрузки между конструктивными элементами большепролетных металлических конструкций зданий и сооружений, поскольку под действием естественной тяжести конструкции и вилянием внешних факторов могут возникать опасные повреждения.

Сооружения, в основе которых заложены большепролетные балки, при строительстве и в процессе эксплуатации подвержены особенному риску возникновения деформаций и трещин, ведущих к разрушению. Поэтому большепролетные здания и сооружения требуют постоянного мониторинга в реальном времени и наблюдения за их состоянием для обеспечения условий безопасности.

Большепролетные металлические конструкции

Пролет - это расстояние между двумя рядами вертикальных опор. Ширина пролета - это расстояние между двумя стоящими рядом колоннами. Расстояние учитывается между центрами элементов (колонн)

Пролет балки - это расстояние между двумя смежными опорами.

Большепролетные металлические конструкции - такие конструкции, в которых расстояние между опорами больше 9 метров.

Большепролетные конструкции еще называют рамными конструкциями, когда основным элементом является рама из балок. Относят такие конструкции к арочному типу сооружений.

Большепролетные здания и сооружения стали популярны благодаря дешевизне и скорости возведения.

Не смотря на простоту, большепролетные здания и конструкции требуют повышенного внимания в процессе постройки и эксплуатации. Из-за размеров конструкций и большим расстояниям в пролетах создается огромная нагрузка на несущие конструкции, на фундамент.

При возведение большепролетных конструкций следует учитывать климат и погодные условия: количество и тип осадков, скорость ветра. А после введения в эксплуатацию требуется установить постоянный мониторинг за состоянием элементов большепролетного сооружения.

Типичные причины, которые вызывают проблемы большепролетных конструкций:

- неграмотно проведенные геофизические и геодезические изыскания, замена экспериментальных расчетов моделированием;
- ошибки проектирования, просчеты при определении нагрузок и точек расположения геометрических центров, смещения осей, нарушения принципов прямолинейности или жесткости элементов;
- нарушение технологий изготовления или правил монтажа конструкций, неправильные узловые соединения, использование неподходящих строительных материалов (например, выбор вида стали, непригодного для конкретных условий);
- неравномерные осадочные процессы, влияющие на устойчивость и целостность фундаментов, опорных элементов, сводов и перекрытий;
- неправильная эксплуатация, ненормированные нагрузки и аварийные воздействия;
- временной износ;
- влияние неблагоприятных природных факторов (ветрового давления, смещений почвенных пластов и движения грунтовых вод, сейсмических процессов, температурно-влажностных условий, в которых происходит ржавление металлических элементов конструкций, разрушение бетона и т.д.);
- вибрации, создаваемые движением транспорта и ведущимися вблизи строительными работами.

 В результате влияния этих факторов и причин происходят деформации основных опор и потеря ими несущих способностей, прогибы и смещения большепролетных балок, прогрессирующие разрушения. Это создает опасность для жизни людей и приводит к экономическим потерям, связанным с необходимостью компенсации ущерба от аварий и проведением ремонта.

Мониторинг состояния объектов

Мониторинг большепролетных зданий и сооружений позволяет отслеживать физический износ, снижение несущих способностей инженерных конструкций, выявлять неблагоприятные изменения, появление дефектов и повреждений, обнаруживать опасные напряженно-деформационные состояния, контролировать их выход за предусмотренные проектом предельные значения, вовремя замечать превышения установленных коэффициентов надежности и предельно допустимых величин отклонений наблюдаемых параметров.

Мониторинг осуществляется при помощи специальных высокоточных измерительных инструментов, контрольных приборов, регистраторов значимых параметров и показателей надежности, улавливающих электромагнитные и ультразвуковые колебания, датчиков и геодезических маркеров, компьютеризированных диспетчерских пультов, автоматического оборудования и сигнальных систем оповещения.

Большепролетные конструкции оборудуются инженерными системами мониторинга и управления, которые информационно связаны с дежурно-диспетчерскими службами МЧС. Такие системы позволяют производить сбор данных одновременно от многих передатчиков и по разным параметрам. Эта информация стекается в единый центр, интегрируется, анализируется при помощи заданных алгоритмов и в итоге выдается схематично и наглядно оформленный результат, свидетельствующий о состоянии исследуемой конструкции.

На основе этого специалисты по мониторингу могут составлять заключения, прогнозы и отчеты с обоснованной диагностикой объектов, рекомендациями и программами эффективных мер по устранению имеющихся дефектов и дестабилизирующих факторов, минимизации рисков и угроз наступления аварийных ситуаций, их избежанию и предотвращению ущерба. В случае возникновения чрезвычайных и нештатных ситуаций, о них оперативно информируются спасательные службы.

Специалисты по инженерно-строительному мониторингу

Компания "СМИС Эксперт" разрабатывает системные решения для проведения оценки уязвимости и диагностики проблем большепролетных сооружений, мониторингового сопровождения строительства и эксплуатации зданий различного назначения.
- Мы имеем большой опыт и высокую квалификацию специалистов. Используем современные научные знания и инновационные технологии;
- обеспечиваем профессиональный геодезический мониторинг и исследование любых видов объектов для установления степени их надежности, безопасности и долговечности;
- реализуем высокоточное измерительное оборудование и приборы.