РАЗДЕЛ 2
ИНФОРМАЦИОННО-ЭКСПЕРТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОДЕРЖАНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ, ПОСТРОЕННЫХ НА ПРОСАДОЧНОМ ОСНОВАНИИ
Изучение опыта технического содержания, обследования и анализа состояния объектов строительства свидетельствует о том, что такая работа нуждается в систематическом и системном учете факторов, от которых зависит безопасность эксплуатации и срок службы сооружений.
Этими факторами, как известно, являются параметры нагрузок и других воздействий, а также характеристики фактической несущей способности конструкций; необходимо иметь данные об изменчивости этих факторов на всех этапах создания и эксплуатации зданий - от проектирования до выхода или вывода их из строя.
Источниками получения указанных данных, как известно, являются: проектная и исполнительная документация, а также паспорта технического состояния объектов и их конструкций [85, 102]. Однако, для многих эксплуатируемых зданий и сооружений эти документы отсутствуют или являются неполными, что затрудняет успешное решение задачи обеспечения работоспособности конструкций в течение заданного срока службы.
Для преодоления указанных недостатков и трудностей технического содержания зданий в особых условиях целесообразно разрабатывать и использовать специальные автоматизированные системы [82, 118, 128, 134, 135], которые дают возможность вести учет изменений во времени всех факторов, влияющих на оценку работоспособности конструкций, и иметь для этого все необходимые данные о здании.
Такие системы необходимы, прежде всего, для объектов с повышенным уровнем социальной и экономической ответственности [21].
В данном разделе диссертации рассмотрены вопросы формирования информационно-экспертной системы "Каркас", которая предназначена для обеспечения безопасной эксплуатации промышленных зданий, построенных на просадочном основании.
Известно, что в таких условиях возможны (при замачивании грунтов) неравномерные и сверхнормативные просадки, что вызывает нарушение нормального режима эксплуатации и повреждения конструкций здания от деформаций основания, а также дополнительные напряжения в элементах каркаса, которые будут тем опаснее, чем выше жесткость этих элементов и их соединений.
Таким образом, данная ситуация является тем трудным случаем технического содержания зданий, когда параметры воздействий и характеристики надежности конструкций изменяются в процессе эксплуатации, и поэтому требуется периодически возвращаться к переоценке работоспособности элементов и их соединений с учетом указанных изменений.
Конкретно, информационно-экспертная система "Каркас" разработана и реализована для решения задач технической эксплуатации Большого высоковольтного зала (сокращенно БВЗ), который входит в комплекс зданий Всеукраинского института трансформаторостроения (г. Запорожье) - рис. 2.1.
Большой высоковольтный зал представляет собой однопролетное промышленное здание высотой - 56,0 м, пролетом - 60,0 м (рис. 2.2). Длина здания - 144 м. Здание построено в 1969?1974 гг. по проекту ГПИ "Укрпроектстальконструкция" (стальной каркас) и ГПИ "Укргипроэнергопром" (фундаменты, подвал, стены, лифты) и введено в эксплуатацию в 1975 г.
а)б)в)
Рис. 2.1. Здание Большого высоковольтного зала:
а) каркас здания в процессе возведения; б) общий вид здания; в) интерьер
а)б)
Рис. 2.2. Каркас здания Большого высоковольтного зала: а) продольный разрез; б) поперечный разрез
Задача проектирования и строительства Большого высоковольтного зала осложнялась тем, что выбранная строительная площадка расположена в грунтовых условиях II-го типа по просадочности (=36,0 см; см. приложение А). На стадии проектирования, по рекомендации ЦНИИ оснований и фундаментов (г. Москва), было принято решение усилить основание грунтонабивными сваями [1] (рис. 2.3а и 2.3б). Сваи были выполнены по всей площади цеха, но просадки в ходе эксплуатации все равно проявились. Характер просадок - неравномерный.
а) б)Рис. 2.3. Усиление основания здания Большого высоковольтного зала устройством грунтонабивных свай по всей площади застройки: а) геологическое строение площадки строительства; б) фрагмент
свайного поля
Ответственность и сложность задач технической эксплуатации этого здания обусловлены не только технологической значимостью (испытание новых типов трансформаторов большой мощности), но также и конструктивными особенностями каркаса: уникальными размерами (высотностью и большепролетностью), а также большой жесткостью и неразрезностью элементов, как в поперечном, так и в продольном направлениях здания (рис. 2.2), что, как было сказано выше, приводит к увеличению дополнительных усилий от просадок основания под опорами каркаса. Поэтому контроль за развитием просадок и расчетный анализ их влияния на состояние конструкций здания должны проводиться систематически и не прекращаться даже в условиях временного вывода здания из эксплуатации.
Как и другие автоматизированные системы, информационно-экспертная система "Каркас" состоит из базы данных (БД) и системы управления базой данных (СУБД).
Разработаны и известны различные универсальные базы данных. Однако, для решения конкретных практически значимых задач целесообразно создавать специальные автоматизированные информационные системы (АИС), построенные на общих принципах. Такие системы получаются более компактными и могут легко трансформироваться. Состав базы данных в таких системах определяется теми функциями, которые должна выполнять данная автоматизированная информационная система (на конкретном этапе эксплуатации объекта). При этом построение базы данных должно обеспечивать ее расширение по объему, а построение системы управления базой данных должно обеспечивать расширение функций системы.
Технические средства для пользователей системы могут иметь минимальную конфигурацию - персональный компьютер и устройство графического вывода (принтер или плоттер).
2.1