Многофункциональный комплекс МФК «Лахта Центр» - масштабный проект общественно-деловой застройки Приморского района Санкт-Петербурга. В состав комплекса вошли три уникальных сооружения: сверхвысокая Башня, большепролётные Многофункциональное здание (МФЗ) и входная Арка[1], объединённые общей стилобатной частью. При возведении объектов комплекса было задействовано множество инновационных строительных технологий, применены нестандартные проектные решения.
В соответствии с действующими нормативными документами для обеспечения безопасности возведения и эксплуатации уникальных зданий в рамках проведения научно-технического сопровождения (НТС) строительства был организован комплекс мероприятий по постоянному мониторингу напряжённо-деформированного состояния (НДС) конструкций МФК.
Основная цель проведения мониторинга - минимизировать вероятность возникновения аварийных ситуаций, вызванных неопределённостями в работе несущих конструкций здания и грунтов основания.
В статье приводится общая информация о проектных и организационных решениях по внедрению системы автоматизированного мониторинга НДС конструкций Башни МФК «Лахта Центр». Даны подробные сведения об архитектуре и топологии системы, описаны применяемое оборудование, методика проведения измерений, программное обеспечение и регистрируемые с его помощью параметры напряжённодеформированного состояния сооружений.
Обобщён опыт проектирования, монтажа, наладки и эксплуатации системы мониторинга деформаций несущих конструкций Башни во время её возведения. Особое внимание уделено результатам сопоставления расчётов ряда ответственных конструкций с данными инструментального мониторинга. Отмечены проблемы, неизбежно возникающие при интерпретации результатов мониторинга, предложены пути их решения.
Особо подчёркнута ценность данных, предоставляемых системами автоматизированного мониторинга, для повышения качества научно-технического сопровождения строительства и калибровки компьютерных моделей основания, фундамента и несущих конструкций зданий.
[1] В статье приняты проектные написания названия МФК и составляющих его объектов.
Introduction. The paper presents those essential Structural Health Monitoring (SHM) implementation details that have not been sufficiently documented in Russian national guides or regulations. The study aims to systematize and share the experience of applying the previously developed SHM theoretical principles to the existing large-span unique sports facility Ekaterinburg Arena. The paper provides information about determining monitored structural elements, instrumentation alignment, and monitoring parameters’ threshold value.
Materials and methods. The long-term SHM system of the large-span structure of the Arena is organized around hardware and software for processing the data constantly incoming from tiltmeters, strain gauges, accelerometers, a motorized total station, and a weather station.
Results. A unified information system for automated SHM of the Arena has been created. It comprised modules for data acquisition, high-performance databases for storing metrics, metadata, and the project information, services for evaluating and visualizing structural parameters, components for the instrumentation self-diagnosis, an application development interface for sophisticated data analysis, and a 3D model of the structure. Engineering methods for evaluating the initial values of the controlled parameters and their thresholds acceptable for regular operation are proposed. The technique of calculating internal forces based on the strain gauge data with a redundant measurement pattern has been tested.
Conclusions. The obtained monitoring results have become a valuable source of initial data for developing automated methods for detecting and locating damages in structures, improving structural analysis and design methods, predictive maintenance, surveys, and solving other knowledge-intensive tasks. Applying the SHM theoretical principles to the real structure can significantly contribute to developing the current immature scientific and regulatory framework for implementing similar monitoring systems at complicated construction facilities.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.