Южноуральские ученые научились предсказывать обрушение зданий
29 Марта 2021
Фото: Людмила Ковалева
Эксперты предлагают растиражировать метод на федеральном уровне, создать единую систему моделирования «жизненного срока» зданий.
Челябинские ученые придумали, как оценить риск аварийности производственных зданий. Это поможет рассчитать размер ущерба, определить вероятность разрушения корпуса, а значит, вовремя принять превентивные меры, избежать возможных человеческих жертв. На «умный» мониторинг надежности зданий уже получен патент.
По словам авторов ноу-хау, традиционные способы определяли техсостояние без учета рисков обрушения конструкций в разных частях здания. Такие ЧП могут привести к повреждению оборудования, травмированию или гибели людей. Обычно датчики ставят на несущих конструкциях, в фундаменте и основании, не просчитывая ущерб при возможном обрушении. Это часто приводило к удорожанию системы мониторинга, задержкам в обработке данных.
«Мы разбили производственное здание на конструктивно независимые блоки, чтобы определить стоимость оборудования и количество работников, — поясняет доктор технических наук, профессор архитектурно-строительного института ЮУрГУ Альберт Байбурин. — Затем просчитали возможный ущерб от обрушения конструкций в каждом блоке. Данные с датчиков сравнили с предельными значениями и определили риски аварии в каждом блоке. Так можно рассчитать экономический ущерб от любого сценария аварии, обрушения конструкций в конкретном месте».
По словам ученого, впервые прообраз этой IT-технологии был опробован на цехе белой металлургии «Высота-239» ЧТПЗ, а сейчас ее серьезно усовершенствовали. Датчики закладывают уже при проектировании здания, причем в каждом блоке своя система моделирования аварий с оценкой риска потенциального ущерба. Так, на почти «безлюдных» участках складирования заготовок или готовой продукции он в разы меньше, несравним с последствиями обрушения в цехах, где много людей и дорогостоящего оборудования. Новый подход повышает контроль надежности здания при снижении излишних затрат на «уравнительную» систему мониторинга.
Как пояснили разработчики, новый метод также повышает достоверность определения эксплуатационных рисков зданий и сооружений. По данным системы мониторинга уже создаются пространственные карты техсостояния конструкций аварийно опасных промышленных объектов.
«Результаты оценки рисков отображаются на цифровой модели здания в виде карт рисков в каждом конструктивном блоке, — говорит Альберт Байбурин. — Если опасность износа превышает критические значения, раздается сигнал тревоги, и людей эвакуируют до устранения причин появления риска. Составленные в формате 3D-модели карты аварийных рисков пригодятся для разработки плана техобслуживания и ремонта здания.
Пространственная модель подскажет, когда нужно провести ремонт на каждом участке цеха. Причем по срокам обслуживания и ремонта степени износа на ней выделены разными цветами, которые меняются в автоматическом режиме. Тем самым становится возможным запустить «умное» управление техсостоянием зданий, минимизировать или избежать ущерба при возможных авариях».
Как считают ученые, моделирование аварийных ситуаций повысит достоверность прогнозирования износа зданий, снизит затраты на эксплуатационный контроль. Этот метод универсален, в перспективе позволит оценить безопасность как производственных объектов, так и жилых домов. Эксперты предлагают растиражировать его на федеральном уровне, создать единую систему моделирования «жизненного срока» зданий, способную предотвращать ЧП с их обрушением в масштабах страны.
По словам авторов ноу-хау, традиционные способы определяли техсостояние без учета рисков обрушения конструкций в разных частях здания. Такие ЧП могут привести к повреждению оборудования, травмированию или гибели людей. Обычно датчики ставят на несущих конструкциях, в фундаменте и основании, не просчитывая ущерб при возможном обрушении. Это часто приводило к удорожанию системы мониторинга, задержкам в обработке данных.
«Мы разбили производственное здание на конструктивно независимые блоки, чтобы определить стоимость оборудования и количество работников, — поясняет доктор технических наук, профессор архитектурно-строительного института ЮУрГУ Альберт Байбурин. — Затем просчитали возможный ущерб от обрушения конструкций в каждом блоке. Данные с датчиков сравнили с предельными значениями и определили риски аварии в каждом блоке. Так можно рассчитать экономический ущерб от любого сценария аварии, обрушения конструкций в конкретном месте».
По словам ученого, впервые прообраз этой IT-технологии был опробован на цехе белой металлургии «Высота-239» ЧТПЗ, а сейчас ее серьезно усовершенствовали. Датчики закладывают уже при проектировании здания, причем в каждом блоке своя система моделирования аварий с оценкой риска потенциального ущерба. Так, на почти «безлюдных» участках складирования заготовок или готовой продукции он в разы меньше, несравним с последствиями обрушения в цехах, где много людей и дорогостоящего оборудования. Новый подход повышает контроль надежности здания при снижении излишних затрат на «уравнительную» систему мониторинга.
Как пояснили разработчики, новый метод также повышает достоверность определения эксплуатационных рисков зданий и сооружений. По данным системы мониторинга уже создаются пространственные карты техсостояния конструкций аварийно опасных промышленных объектов.
«Результаты оценки рисков отображаются на цифровой модели здания в виде карт рисков в каждом конструктивном блоке, — говорит Альберт Байбурин. — Если опасность износа превышает критические значения, раздается сигнал тревоги, и людей эвакуируют до устранения причин появления риска. Составленные в формате 3D-модели карты аварийных рисков пригодятся для разработки плана техобслуживания и ремонта здания.
Пространственная модель подскажет, когда нужно провести ремонт на каждом участке цеха. Причем по срокам обслуживания и ремонта степени износа на ней выделены разными цветами, которые меняются в автоматическом режиме. Тем самым становится возможным запустить «умное» управление техсостоянием зданий, минимизировать или избежать ущерба при возможных авариях».
Как считают ученые, моделирование аварийных ситуаций повысит достоверность прогнозирования износа зданий, снизит затраты на эксплуатационный контроль. Этот метод универсален, в перспективе позволит оценить безопасность как производственных объектов, так и жилых домов. Эксперты предлагают растиражировать его на федеральном уровне, создать единую систему моделирования «жизненного срока» зданий, способную предотвращать ЧП с их обрушением в масштабах страны.
Поделиться
