Anda mendapatkan kesan paling kuat dari gedung pencakar langit Lakhta Center ketika Anda melihatnya dari bawah, dari bawah ke atas dan tampaknya ia pergi ke suatu tempat tanpa batas surgawi. Dan saat itu, dan bukan dari perspektif kota yang jauh, itu menakjubkan dari ketinggian dan kekuasaan. Dan di suatu tempat di giliran ke sepuluh muncul pikiran - itu baik untuk tahu persis apa yang mereka bangun secara masuk akal dan jujur. Dan dua kali lebih baik kita memilikinya, memonitor. Pengembangan programmer dalam negeri, terutama untuk kompleks. Yang ajaib adalah mencegah kemungkinan sekecil apa pun dari opsi pengembangan masa depan yang buruk. Di bawah kucing - semua tentang cara kerjanya.
Setiap bangunan terkena banyak kekuatan eksternal. Perbedaan suhu dan kelembaban, tekanan angin, tekanan massa salju, heterogenitas tanah dan perubahannya dari waktu ke waktu. Pada gedung pencakar langit dengan ukuran, berat dan kompleksitas desain, efek ini meningkat beberapa kali.
Terjadinya deformasi, zona peningkatan tekanan struktur berbahaya bahkan untuk pondok kecil, untuk mengatakan apa-apa gedung pencakar langit, di mana konsekuensi dari perubahan tanpa disadari dalam desain jauh lebih kritis.
Oleh karena itu, di semua bangunan tinggi modern, sistem pemantauan deformasi digunakan, yang melibatkan penggunaan berbagai macam alat kontrol.
Kaca pembesar dalam toolkit ini, tentu saja, tidak termasuk, tetapi banyak sensor disertakan. Ada sekitar 3 ribu di antaranya di Pusat Lakhta, dan mereka berada di semua elemen struktural utama dari semua fasilitas kompleks.
Kelompok terbesar adalah pengukur regangan yang terletak di tepi depan pertahanan deformasi. Ini adalah salah satu yang paling dapat diandalkan dan tahan lama, dan karenanya sensor umum yang digunakan untuk mengukur tegangan dan tegangan. Masalahnya adalah kesederhanaan desain.
Faktanya, pengukur regangan hanyalah sepotong kawat baja berkekuatan tinggi - tali yang direntangkan di dalam tabung logam berlubang di antara dua blok ujung. Ketika struktur berubah bentuk, jarak antara blok-blok ujung berubah, bersamaan dengan itu gaya tarik tali dan, karenanya, frekuensi osilasi. Perubahan status diubah menjadi sinyal digital, yang ditransmisikan ke sistem pemantauan melalui multiplexer dan data logger (data logger).
Pengukur regangan dilas ke balok logam, dilemparkan ke beton, dan kurangnya kemungkinan pemeliharaannya dikompensasi oleh cadangan kuantitas berganda. Itu dipasang bahkan di tambang di bawah bidang tiang untuk tanda geodetik minus 100 m.
DiklikSinyal dari masing-masing urutan 2.500 alat pengukur regangan Lakhta Center ditransmisikan ke sistem pemantauan, dan bahkan kegagalan alat pengukur regangan individu - meskipun tidak ada yang istimewa untuk istirahat di sana - tidak akan secara khusus memengaruhi keakuratan gambaran keseluruhan keadaan struktur.
DiklikInformasi dari strain gauge diukur sekali dalam satu jam dan dikirimkan ke server setiap enam jam sekali. Ini lebih dari cukup untuk proses alam yang lamban seperti deformasi. Masalah yang sama sekali berbeda dari getaran bangunan adalah proses yang cepat, terus menerus, dan perubahan struktur juga dapat dideteksi dengan mengubah karakteristik getaran. Untuk melakukan ini, pos pemeriksaan yang dilengkapi dengan accelerometer - meter getaran diatur setiap beberapa lantai menara Lakhta Center.
Perangkat ini adalah accelerometer sederhana. Beban diperbaiki pada pegas. Damper menekan getaran beban. Semakin besar percepatan yang terlihat, semakin kuat pegas berubah bentuk, mengubah instrumenBerdasarkan pengukuran, karakteristik frekuensi amplitudo dari elemen struktural bangunan dibangun, dan penyimpangan dari norma frekuensi atau amplitudo adalah sinyal bahwa ada sesuatu yang salah.
Tipe lain dari sensor - inclinometer - mengukur sudut kemiringan elemen struktur tempat mereka dipasang.
Kompleks pengukuran modern dipasang di puncak menara Lakhta Center. Menggunakan stasiun GNSS, posisi puncak menara dilacak dalam sistem koordinat dua dimensi: satelit, secara kasar, mengambil gambar bahwa menara menggambar dengan menara, tergantung pada kekuatan dan arah angin.
Diklik
Stasiun cuaca, pada gilirannya, akan mengevaluasi ketergantungan kondisi struktur pada pembacaan kelembaban, suhu, kecepatan dan arah angin.
DiklikTotal station yang dipasang pada lengkungan mengukur sudut kemiringan dan jarak dengan laser pada titik referensi, perpindahannya yang ke segala arah dapat mengindikasikan perubahan lokasi struktur, misalnya, karena curah hujan.
Tetapi fitur utama dari sistem otomatis Lakhta Center untuk memantau struktur teknik bukanlah pada variasi dan jumlah sensor. Setiap bangunan tinggi modern penuh dengan sensor, dan di Burj Khalifa mereka tidak kalah. Tetapi sistem analisis informasi yang berasal dari meter di supertoll St. Petersburg benar-benar unik. Ini didasarkan pada perbandingan konstan dari keadaan sebenarnya dari bangunan Lakhta Center, berdasarkan pembacaan sensor, dengan prediksi nilai-nilai deformasi.
Perhitungan tegangan-regangan struktur dilakukan berdasarkan paket perangkat lunak bersertifikat untuk pemodelan struktur berdasarkan metode elemen hingga
FEM- model PI Georekonstruktsiya LLC.
Model perhitungan bangunan dibuat bersama dengan fondasi dan fondasi (massa tanah), karena bagian bawah tanah dan di atas permukaan bangunan bekerja bersama, saling mempengaruhi satu sama lain. Untuk membuat model perhitungan bangunan, elemen hingga dari sistem ini diberkahi dengan sifat-sifat bahan nyata dengan parameter mekanik terkini yang ditentukan secara tepat.
Model FEM dibangun menggunakan desain model 3D (BIM), dengan mempertimbangkan geometri nyata bangunan, yang dapat disesuaikan selama konstruksi dan operasi. Artinya, model BIM asli disempurnakan dalam model interaktif dan karakteristik bahan nyata dari mana setiap elemen dibuat - kelas beton, ketebalan lantai, penampang balok, dll.
Vladimir Lukin, kepala departemen struktur beton bertulang di Lakhta Center, mengawasi pembuatan proyek untuk sistem pemantauan kompleks Lakhta Center :
- Perbandingan data pemantauan dengan model elemen hingga interaktif memungkinkan untuk mengontrol parameter model, yaitu: untuk mengubah skema struktural sesuai dengan jalannya konstruksi bangunan, mengubah parameter bahan dan struktur sesuai dengan dokumentasi eksekutif, mengubah besarnya beban sesuai dengan gambaran nyata dari memuat struktur . Dengan demikian, model elemen hingga bangunan beradaptasi ketika kondisi eksternal berubah dan memberikan perkiraan yang semakin dekat dengan nilai riil yang direkam oleh sensor pemantauan.
Berdasarkan analisis struktural yang dilakukan dalam lingkungan perangkat lunak, semua versi pengembangan deformasi yang mungkin diperiksa. Dengan demikian, batas darurat pembacaan sensor, skenario dan algoritma pengembangan deformasi ditemukan, kriteria dikembangkan untuk menilai kondisi teknis nyata - stabilitas, sisa umur dan daya tahan, sesuai dengan pembacaan sensor pemantauan struktural. Kriteria evaluasi meliputi penyimpangan absolut dan relatif dari struktur, memperhitungkan perilaku bangunan secara keseluruhan.
Dmitry Babichev, Manajer Proyek, Perusahaan Telros :
- Bahan-bahan dari mana bangunan dibangun selalu berbeda dari yang tercantum dalam model desain. Yang, pada gilirannya, mempengaruhi penyimpangan beban nyata dari yang dihitung. Model matematika yang digunakan dalam sistem otomatis untuk memantau keadaan struktur teknik Lakhta Center adalah model objek nyata. Dan berdasarkan analisis pembacaan sensor, sudah dapat dinyatakan bahwa objek nyata ini ternyata jauh lebih kaku daripada model desain, dan dibangun dengan lebih dari batas keselamatan yang serius.
Layout alat ukur pada skema perhitungan tiga dimensiModel FEM adalah kembar digital sejati. Sama seperti, misalnya, kembar digital pesawat ruang angkasa yang digunakan NASA untuk mensimulasikan situasi di luar angkasa. Memang, di sana, mengumpulkan informasi dari sensor menggunakan telemetri juga merupakan satu-satunya cara untuk memantau situasi, mengidentifikasi masalah, dan, setelah menganalisis dan memodelkan apa yang terjadi di tanah di orbit, mencari cara yang mungkin untuk menyelesaikan masalah.
Sistem pemantauan deformasi Pusat Lakhta memantau kondisi struktur penahan beban secara real time dengan frekuensi pemungutan suara hingga seribu pembacaan per detik, mengakumulasi statistik hampir sejak awal pembangunan gedung, memantau perubahan seiring bertambahnya beban dan terus melakukannya selama operasi. Selain itu, sistem dapat dilatih dan, karena ini, secara otomatis mengubah model bangunan dengan mempertimbangkan pembacaan sensor yang sebenarnya.
Kabel dari sensor pertama di tumpukan - mereka dipasang pada awal konstruksiPerbedaan lain antara sistem pemantauan yang digunakan di Lakhta Center dan analog di gedung pencakar langit lainnya adalah keberadaan tidak hanya batas darurat deformasi elemen bangunan, tetapi juga peringatan. Berdasarkan model matematika yang sama, dengan mempertimbangkan keadaan sebenarnya dari gedung, serangkaian nilai yang dapat diterima dibangun di mana tidak ada penyimpangan dari indikator perkiraan, dan area peringatan, yang, dari sudut pandang SNiP, masih jauh dari keadaan darurat, tetapi memasukkannya sudah menjadi alasan untuk mengambil manajerial keputusan.
Zona kuning - penyimpangan peringatan dari nilai perkiraan, merah - daruratTerlepas dari kenyataan bahwa semua data yang berasal dari sensor dianalisis secara otomatis, orang membuat keputusan. Dispatcher, setelah menerima sinyal alarm, memberi tahu petugas jaga tentang hal ini, yang melakukan inspeksi visual, mengambil foto yang dilampirkan pada titik yang diinginkan dalam sistem dan menyiapkan laporan. Laporan ini dianalisis oleh insinyur desain dan memutuskan untuk menghitung ulang model FEM jika alasan perubahan parameter tidak kritis dan terkait, misalnya, dengan penyelesaian alami dan diprediksi bangunan. Kalau tidak, notifikasi akan diterima oleh chief engineer, yang bahkan dapat memutuskan evakuasi. Tetapi, dengan mempertimbangkan margin keselamatan dari Pusat Lakhta, pengembangan skenario seperti itu membutuhkan tindakan eksternal pada tingkat gempa berkekuatan enam skala Richter. Sinyal mendekati batas darurat pengembangan deformasi secara otomatis ditransmisikan ke Kementerian Darurat.