تحصل على أقوى انطباع عن ناطحة السحاب في مركز لختا عندما تنظر إليها من الأسفل ، من القدم إلى الأعلى ويبدو أنها تذهب إلى مكان ما إلى ما لا نهاية. وحينئذٍ فقط ، وليس من منظور المدينة البعيدة ، فهي تخطف الأنفاس من الارتفاع والقوة. وفي مكان ما في المنعطف العاشر تأتي الفكرة - من الجيد أن تعرف بالضبط ما بنوه بشكل معقول وصادق. ومرتين أنه من الجيد أن نمتلكها ، نراقبها. تطوير المبرمجين المحليين وخاصة للمجمع. الشيء السحري هو منع أدنى احتمال لخيارات التطوير المستقبلية السيئة. تحت القط - كل شيء عن كيفية عمله.
يتعرض أي مبنى للعديد من القوى الخارجية. الاختلافات في درجة الحرارة والرطوبة وضغط الرياح وضغط كتلة الثلج وعدم تجانس التربة وتغيرها بمرور الوقت. على ناطحات السحاب بحجمها ووزنها وتعقيد تصميمها ، يزداد هذا التأثير عدة مرات.
إن حدوث التشوهات ومناطق الضغط المتزايد للهيكل أمر خطير حتى بالنسبة للمنازل الصغيرة ، ناهيك عن ناطحات السحاب ، حيث تكون عواقب التغييرات غير الملحوظة في التصميم أكثر أهمية بشكل لا مثيل له.
لذلك ، في جميع المباني الشاهقة الحديثة ، يتم استخدام أنظمة مراقبة التشوه ، والتي تنطوي على استخدام مجموعة كاملة من أدوات التحكم.
بالطبع ، لا يتم تضمين المكبر في مجموعة الأدوات هذه ، ولكن يتم تضمين العديد من أجهزة الاستشعار. يوجد حوالي 3 آلاف منهم في مركز لختا ، وهم موجودون في جميع العناصر الهيكلية الرئيسية لجميع مرافق المجمع.
أكبر مجموعة هي مقاييس الضغط الموجودة في الحافة الأمامية للدفاع عن التشوه. هذه هي واحدة من أكثر أجهزة الاستشعار موثوقية ومتانة ، وبالتالي فهي مشتركة لقياس السلالات والضغوط. الشيء هو بساطة التصميم.
في الواقع ، مقياس الضغط هو مجرد قطعة من سلك فولاذي عالي القوة - سلسلة تمتد داخل أنبوب معدني مجوف بين كتلتين طرفيتين. عندما يتشوه الهيكل ، تتغير المسافة بين الكتل الطرفية ، إلى جانب قوة الشد في السلسلة ، وبالتالي ، تردد التذبذب. يتم تحويل تغيير الحالة إلى إشارات رقمية ، والتي يتم إرسالها إلى نظام المراقبة من خلال معددات الإرسال وتسجيل البيانات (مسجلات البيانات).
يتم لحام مقاييس الضغط إلى العوارض المعدنية ، ويتم صبها في الخرسانة ، ويتم تعويض نقص إمكانية صيانتها من خلال احتياطي متعدد من الكمية. يتم تثبيته حتى في المناجم أسفل حقل الوبر إلى علامات جيوديسية ناقص 100 م.
قابل للنقريتم إرسال الإشارة من كل طلب من 2500 مقياس سلالة Lakhta Center إلى نظام المراقبة ، وحتى فشل مقاييس الضغط الفردية - على الرغم من عدم وجود شيء خاص للكسر هناك - لن يؤثر بشكل خاص على دقة الصورة العامة لحالة الهيكل.
قابل للنقريتم تجميع المعلومات من مقاييس الإجهاد مرة واحدة في الساعة وإرسالها إلى الخادم مرة واحدة كل ست ساعات. هذا أكثر من كافي لعملية بطيئة في الطبيعة مثل التشوه. هناك مسألة مختلفة تمامًا في اهتزازات المباني هي العملية السريعة والمستمرة ، ويمكن أيضًا اكتشاف التغييرات في الهياكل عن طريق تغيير خصائص الاهتزازات. للقيام بذلك ، نقاط التفتيش مجهزة بمقاييس التسارع - يتم تنظيم عدادات الاهتزاز كل طوابق قليلة من برج مركز لختا.
الجهاز عبارة عن مقياس تسارع بسيط. الحمولة ثابتة على زنبرك. يمنع المثبط اهتزازات الحمل. كلما زاد التسارع الظاهر ، كلما كان الربيع أكثر تشوهًا ، فغير الصكاستنادًا إلى القياسات ، يتم بناء خاصية تردد السعة للعناصر الهيكلية للمبنى ، والانحراف عن معيار التردد أو السعة هو إشارة إلى حدوث خطأ ما.
نوع آخر من أجهزة الاستشعار - أجهزة قياس الميل - يقيس زاوية ميل العنصر الهيكلي الذي يتم تركيبه عليه.
تم تركيب مجمع قياس حديث في برج برج مركز لاختا. باستخدام محطة GNSS ، يتم تتبع موضع البرج في نظام إحداثيات ثنائي الأبعاد: يلتقط القمر الصناعي ، تقريبًا ، صورة يرسمها البرج مع البرج ، اعتمادًا على قوة الرياح واتجاهها.
قابل للنقر
ستقوم محطة الطقس بدورها بتقييم اعتماد حالة الهيكل على قراءات الرطوبة ودرجة الحرارة والسرعة واتجاه الرياح.
قابل للنقرتقيس المحطة الكلية المركبة على قوس زاوية الميل والمسافة بالليزر عند نقطة مرجعية ، يمكن أن يشير إزاحتها في أي اتجاه إلى تغير في موقع الهيكل ، على سبيل المثال ، بسبب هطول الأمطار.
لكن الميزة الرئيسية لنظام Lakhta الآلي الآلي لرصد الهياكل الهندسية ليست في تنوع وعدد أجهزة الاستشعار. أي مبنى حديث مرتفع مكتظ بأجهزة استشعار ، وفي برج خليفة لا يقل عن ذلك. لكن نظام تحليل المعلومات الواردة من العدادات في supertoll سان بطرسبرج فريد حقا. يعتمد على مقارنة مستمرة للحالة الحقيقية لمباني مركز لختا ، بناءً على قراءات المستشعر ، مع قيم التشوه المتوقعة.
يتم حساب حالة الإجهاد والضغط على الهياكل على أساس حزمة برامج معتمدة لنمذجة الهياكل بناءً على طريقة العناصر المحدودة
FEM- نماذج PI Georekonstruktsiya LLC.
يتم إنشاء نموذج حساب المباني مع الأساس والأساس (كتلة التربة) ، حيث تعمل الأجزاء تحت الأرض وفوق سطح الأرض معًا ، مما يؤثر على بعضها البعض. لإنشاء نموذج حسابي للمبنى ، تم تزويد العناصر المحدودة للنظام بخصائص المواد الحقيقية مع المعلمات الميكانيكية الحالية المحددة بدقة.
تم بناء نموذج FEM باستخدام نموذج التصميم ثلاثي الأبعاد (BIM) ، مع مراعاة الهندسة الحقيقية للمبنى ، والتي يمكن تعديلها أثناء البناء والتشغيل. أي ، تم تحسين نموذج BIM الأصلي في النموذج التفاعلي وخصائص المواد الحقيقية التي يصنع منها كل عنصر - فئة الخرسانة ، سمك الأرضية ، المقطع العرضي للحزمة ، إلخ.
يشرف فلاديمير لوكين ، رئيس قسم الهياكل الخرسانية المسلحة في مركز لختا ، على إنشاء مشروع لنظام المراقبة في مجمع مركز لختا :
- مقارنة بيانات المراقبة مع نموذج العناصر المحدودة التفاعلية يجعل من الممكن التحكم في معلمات النموذج ، وهي: تغيير المخطط الهيكلي وفقًا لمسار تشييد المبنى ، وتغيير معلمات المواد والهياكل وفقًا للوثائق التنفيذية ، وتغيير حجم الأحمال وفقًا للصورة الحقيقية لتحميل الهياكل . وبالتالي ، فإن نموذج العناصر المحدودة للمباني يتكيف مع تغير الظروف الخارجية ويعطي تنبؤات قريبة أكثر فأكثر من القيم الحقيقية المسجلة بواسطة أجهزة استشعار المراقبة.
بناءً على التحليل الهيكلي الذي تم إجراؤه في بيئة البرامج ، يتم التحقق من جميع الإصدارات المحتملة لتطوير التشوه. وبالتالي ، تم العثور على حدود الطوارئ لقراءات المستشعرات والسيناريوهات وخوارزميات تطوير التشوه ، وتم وضع معايير لتقييم الحالة الفنية الحقيقية - الاستقرار ، والعمر المتبقي والمتانة ، وفقًا لقراءات مستشعرات المراقبة الهيكلية. تشمل معايير التقييم الانحرافات المطلقة والنسبية للهياكل ، مع مراعاة سلوك المبنى ككل.
ديميتري بابيشيف ، مدير مشروع شركة Telros :
- تختلف المواد التي يتم بناء المبنى منها دائمًا عن تلك المنصوص عليها في نموذج التصميم. وهذا بدوره يؤثر على انحرافات الأحمال الحقيقية عن الأحمال المحسوبة. النموذج الرياضي المستخدم في النظام الآلي لرصد حالة الهياكل الهندسية لمركز لختا هو نموذج لكائن حقيقي. وبناءً على تحليل قراءات المستشعر ، يمكن القول بالفعل أن هذا الكائن الحقيقي أصبح أكثر صلابة بكثير من نموذج التصميم ، وبناءً عليه بأكثر من هامش أمان خطير.
تخطيط معدات القياس على مخطط حساب ثلاثي الأبعادنموذج FEM هو توأم رقمي حقيقي. مثل ، على سبيل المثال ، التوائم الرقمية للمركبة الفضائية التي تستخدمها وكالة ناسا لمحاكاة المواقف في الفضاء. في الواقع ، يعد جمع المعلومات من أجهزة الاستشعار باستخدام القياس عن بُعد أيضًا الطريقة الوحيدة لرصد الحالة ، وتحديد المشاكل ، وبعد تحليل ونمذجة ما يحدث على الأرض في المدار ، ابحث عن الطرق الممكنة لحل المشكلات.
يراقب نظام مراقبة التشوه في مركز Lakhta حالة الهياكل الحاملة في الوقت الحقيقي مع تردد اقتراع يصل إلى ألف قراءات في الثانية ، ويجمع الإحصاءات تقريبًا منذ بداية بناء المبنى ، ويرصد التغييرات مع زيادة الحمل ويستمر في القيام بذلك أثناء التشغيل. علاوة على ذلك ، يمكن تدريب النظام ، ونتيجة لذلك ، يتم تغيير طراز المبنى تلقائيًا مع مراعاة القراءات الفعلية لأجهزة الاستشعار.
أسلاك من أجهزة الاستشعار الأولى في أكوام - تم تثبيتها في بداية البناءهناك اختلاف آخر بين نظام المراقبة المستخدم في مركز لختا ونظائره في ناطحات السحاب الأخرى ، وهو عدم وجود حدود طارئة لتشوه عناصر المبنى فحسب ، بل وجود تحذير أيضًا. استنادًا إلى نفس النموذج الرياضي ، مع الأخذ بعين الاعتبار الحالة الحقيقية للمبنى ، يتم إنشاء مجموعة من القيم المقبولة التي لا توجد فيها انحرافات عن مؤشرات التوقعات ، ومنطقة تحذير ، والتي ، من وجهة نظر SNiP ، لا تزال بعيدة عن حالة الطوارئ ، ولكن الدخول إليها بالفعل هو سبب لاتخاذ الإدارة القرارات.
المنطقة الصفراء - تحذير انحراف عن القيم المتوقعة ، أحمر - طوارئعلى الرغم من حقيقة أن جميع البيانات الواردة من أجهزة الاستشعار يتم تحليلها تلقائيًا ، يتخذ الناس القرارات. يقوم المرسل ، عند استلام إشارة إنذار ، بإبلاغ الضابط المناوب بهذا الأمر ، الذي يقوم بفحص بصري ، ويلتقط صورة مرفقة بالنقطة المطلوبة في النظام ويعد تقريرًا. يتم تحليل هذا التقرير من قبل مهندس التصميم ويقرر إعادة حساب نموذج FEM إذا كانت أسباب التغيير في المعلمات غير حرجة وترتبط ، على سبيل المثال ، بالتسوية الطبيعية والمتوقعة للمبنى. خلاف ذلك ، سيتم استلام الإخطار من قبل كبير المهندسين ، الذي يمكنه حتى اتخاذ قرار بشأن الإخلاء. ولكن ، مع الأخذ في الاعتبار هامش السلامة لمركز لختا ، فإن تطوير مثل هذا السيناريو يتطلب إجراءات خارجية على مستوى زلزال بقوة ست درجات. يتم إرسال إشارة تقترب من حدود الطوارئ لتطور التشوه تلقائيًا إلى وزارة الطوارئ.