Главная » 2014»Июль»29 » Скачать Техническая диагностика и мониторинг при строительстве и эксплуатации быстровозводимых модульных зданий с учетом критериев бесплатно
04:55
Скачать Техническая диагностика и мониторинг при строительстве и эксплуатации быстровозводимых модульных зданий с учетом критериев бесплатно
Техническая диагностика и мониторинг при строительстве и эксплуатации быстровозводимых модульных зданий с учетом критериев безопасности и качества
Диссертация
Автор: Адам Франк-Михаэль
Название: Техническая диагностика и мониторинг при строительстве и эксплуатации быстровозводимых модульных зданий с учетом критериев безопасности и качества
Справка: Адам Франк-Михаэль. Техническая диагностика и мониторинг при строительстве и эксплуатации быстровозводимых модульных зданий с учетом критериев безопасности и качества : диссертация доктора технических наук : 05.23.08 Санкт-Петербург, 2005 346 c. : 71 07-5/20
Объем: 346 стр.
Информация: Санкт-Петербург, 2005
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
Глава
I Анализ состояния современных технологий быстровозводнмых модульных зданий н методов нх технической диагностики и моииторинга нри строительстве и экснлуатации
11 Обзор состояния конструктивных систем быстровозводимых модульных зданий (БМЗ) и их соответствие показателям безопасности и качества
12 Технологические особенности реализации основных проектов БМЗ
13 Опыт технической диагностики и мониторинга строительства и эксплуатации БМЗ в России и за рубежом
Выводы но главе
Глава
II Обоснование онтимальных организационно- технологических решений нри строительстве н экснлуатацни быстровозводнмых малоэтажных зданий с учетом критериев безоиасности и качества
21 Критерии оценки эффективности организационно технологических решений строительства и эксплуатации БМЗ и требования к обследованию и мониторингу их технического состояния
22 Обоснование главных факторов, влияющих на качество, безопасность и надежтюсть строительства и эксплуатации БМЗ
23 Исследование влияния теплотехнических и конструктивных характеристик модулей на технологические нараметры процессов строительства и эксплуатации БМЗ
Выводы но главе
Глава
III Методы технической диагностики и мониторинга строительства и экснлуатации быстровозводимых модульных зданнй с учетом критериев безонасности и качества
31 Критерии безопасности и качества диагностики зданий и строительных конструкций
32 Методы технической диагностики эксплуатации Методика определения остаточного срока службы с учетом физического и морального износа строительных конструкций БМЗ
33 Система И1ггегрированного наблюдения и непрерывного мониторинга состояния строительных конструкций БМЗ
Выводы но главе
Глава
IV Современные технологии нроведения обследовательских работ нри строительстве и эксилуатацнн быстровозводимых модульных зданий в России
1 Результаты обследования технического состояния БМЗ, HOCTpoeifflbix по технологии фирмы «БУК» (Германия)
42 Результаты исследований теплозащитных свойств и долговечности многослойных ограждающих конструкщ1Й жилых домов
43 Оценка риска и нрогноз безопасности БМЗ, построенных в России
44 Результаты обследований, диагностики и постоянного мониторинга строительных работ при реконструкции БМЗ Рекомендации по безопасной эксплуатации объектов
Выводы по главе
Глава
V Обоснование рациональных технологнческнх решений стронтельства быстровозводимых модульных зданнй
51 Многофакторная модель системы технико экономических показателей БМЗ
52 Выбор целесообразных методов транспортирования модулей к месту строительства с учетом их комплектации, оснастки и дорожных условий
53 Обоснования рациональных вариа1ггов технологии моетажа БМЗ в различных условиях производства работ
Выводы по главе
Глава
VI Результаты нрактнчеекого нрнменення теорни технической днагностикн н моннторннга нрн стронтельстве н эксплуатацнн БМЗ
61 Методы и оценка уровня технологичности строительства БМЗ
62 Технико-экономическая и социальная эффективность методов технической диагностики и мониторинга строительства и эксплуатации БМЗ
63 Рекомеьщации по внедрению современных технологий строительства и эксплуатащ1и БМЗ с использованием методов технической диагностики мошггоринга
Выводы но главе ОСНОВНЫЕ
ВЫВОДЫ НО РАБОТЕ СННСОК НСНОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ НРНЛОЖЕННЯ СНРАВКН О ВНЕДРЕННН
Введение:
Актуальность темы. Развитие индустриального малоэтажного строительства в современных условиях обусловлено нотребностью в достунном жилье в загородных зонах больших и малых городов России, необходимостью возведения в короткие сроки зданий различного назначения, жилых городков для военнослужащих и жителей районов, находящихся в особых и экстремальных условиях. Эта актуальная проблема может быть успешно решена путем строительства полносборных зданий высокой заводской готовности модульного тина с улучшенными теплотехническими и эксплуатационными характеристиками. Быстровозводимые модульные здання (БМЗ) это сооружения, монтируемые из объемных унифицированных элементов блок-модулей заводского изготовления. Они включают системы внутреннего инженерного оборудования, обеспечивающие надежность, безопасность и высокое качество возведения и эксплуатации БМЗ, а также заданные физико-механические свойства конструкций, устойчивость, жесткость, прочность, неизменяемость геометрических размеров модулей нри транспортировке, монтаже и экснлуатации. Снстема БМЗ это качественно новая, разработанная автором концепция модульного быстровозводимого полносборного строительства малоэтажных жилых домов высотой до 3-х этажей, а также зданий нроизводственного назначения из объемно-пространственных блок-модулей. Научное исследование по совершенствованию технологии возведения БМЗ выполнено в 1990-2005 г.г. по долгосрочной международной научно-технической программе «Копверсия» (подпрограмма «Модуль») по строительству в РФ жилья для военнослужащих, выведенных из Германии, прибалтийских стран и других зарубежных регионов. Основой исследования явилось осуществление непрерывного мониторинга БМЗ на различных стадиях их жизненного цикла. Развитие данного нанравления строительства сдерживается недостаточной изученностью проблемы безопасности, качества возведения и эксплуатации БМЗ, а также отсутствием соответствующей системы технологического обеспечения. Внедрение новых технологий строительства требует выполнения условий международной системы сертификации и ставит задачи в части повышения качества, полноты и оперативности технического освидетельствования фактического состояния каждого здания. Выполнение этих задач возможно только с применением современных технических средств, контрольно-измерительной аппаратуры, программно-технических систем диагностики и ненрерывного мониторшгга. Актуальность проблемы многократно возрастает при повышении требований качества, надежности и безопаспости монтажа, демонтажа, транспортировки и экснлуатации быстровозводимых блочных зданий различного назначения. Целью работы является совершенствование технологии строительства малоэтажных зданий из блок-модулей индустриального изготовления, обеспечивающих сокращение трудозатрат и сроков выполнения строительных работ, на основе разработки рациональных методов технической диагностики и непрерывпого мониторинга быстровозводимых модульных зданий с учетом критериев безопасности и качества их монтажа, демонтажа и эксплуатации. Задачи исследования: обобщение и анализ существующих конструкций и технологий строительства объемно-модульных быстровозводимых малоэтажных зданий с применением современных методов обследования и технической диагностики при их возведении и эксплуатации; выбор наиболее рациональных конструктивно-технологических решений, основанных на применении быстрособираемых блок-модулей полной заводской готовности, для малоэтажных зданий различного назначения, технологичных при транспортировании, монтаже и демонтаже модулей; разработка теоретических основ оценки безопасности, обеспечепия падлежащего качества строрггельства быстровозводимых модульных зданий и ироведения сравнительной оценки технологичности различных вариантов конструкций блок-модулей, их транснортировки и монтажа; выявление основных факторов, влияющих на качество и безонасность эксилуатации БМЗ, разработка методов технической диагностики и мони торинга их возведения и эксилуатации на основе критериев качества и безоиасности; исследование иараметров технологических режимов на всех этанах возведения БМЗ и разработка рекомендаций но внедрению блок-модульных быстровозводимых малоэтажных зданий в нрактику строительства с учётом оиыта фирмы «БУК» и реализации ирограммы «Модуль». Методика исследований заключается: в выявлении основных факторов и критериев безонасности и качества при диагностике зданий и строительных конструкций; разработке методов и классификации технической диагностики и мониторинга возведения и эксплуатации БМЗ; определении исходных данных для расчёта уровня технологичности конструктивных схем многофункциональных малоэтажных зданий ш блокмодулей различных типов; разработке системы интегрированного наблюдения и непрерывного мониторинга комплексов БМЗ жизненно важ1юго назначения в режиме реального времени; сопоставление расчетных техиико-экономических показателей с фактическими данными реального строительства объектов и комплексов БМЗ по всем этапам технологического цикла с оценкой риска и прогноза безопасной эксплуатации жилых малоэтажных домов, возведенных по технологии фирмы «БУК» и других нроизводителей блок-модулей. Достовериость иолучеииых результатов подтверждается сходимостью результатов оценки надеж1юсти возведенных БМЗ но различным методикам с использованием теоретических и экснериментальных данных, а также достаточным количеством расчетных (нормативных) и фактических (статистических) данных, выявленных в результате обследования 465 зданий, построенных в России с 1993 г. по 2000 г. Практическая значимость результатов исследования состоит в повышении безопасности, надежности и качества комплекса работ по строительству модульных быстровозводимых объектов различного назначения. Результаты исследований использованы при составлении нормативно-технических документов по проектировапию и строительству, при разработке проектов производства работ, составлепии технических условий на приемку в эксплуатацию улучшенных зданий типа «БУК». Разработанные на основе выполненных исследований рекомендации и технологические регламенты приняты к внедрению: фирмой «БУК», г. Пшнов (ФРГ), благотворительным Фондом «Союз военных строителей», г. Калининград, 0 0 0 «Иетернациональные строительные технологии», г. Санкт-Петербург, «Завод обьёмно-модульных зданий», г. Переславль-Залесский и 000 «Обьёмно-модульное строительство», г. Санкт-Петербург, а также организациями, эксплуатирующими быстровозводимые модульные здания. Научная новизна нолученных автором результатов заключается в следующем: разработаны теоретические основы по оценке безопасности и качества строительства и эксплуатации БМЗ, включающие математические модели при технической диагностике и мониторинге комплексов зданий; применено математическое многоцелевое моделирование состоя1шя БМЗ при технической диагностике и непрерывном мониторинге строительной системы с использованием компьютерной техники, контрольно-измерительной аппаратуры и современных средств технического контроля; разработана методика сравнительного анализа и выбора рациональной технологии монтажа модульных полпосборных малоэтажных зданий на основе системы показателей комплексной оценки надежности и качества выполнения всех этапов технологического цикла в заданные сроки; разработаны методы монтажа БМЗ, принципы выбора средств монтажного оснащения, рациональные способы фиксации и закрепления блок-модулей при транспортировками монтаже; предложен алгоритм определения оптимальных параметров монтажного крана, разрабо- тано программно-информационное обеспечение по возведению БМЗ; выявлена область эффективного примепения манипуляторов и робототехнических средств при заводском изготовлении объемпых модулей и при транспортировке, монтаже, демонтаже быстрособираемых шарнирносочленённых конструкций механизмов; «летающий кран» для транспортировки и монтажа блок-модулей БМЗ; выявлены зависимости параметров производственных процессов (трудоемкости работ, продолжительности операций, затраты машинного времени и ручного труда, точности монтажа) от конструктивно-технологических характеристик блок-модулей и монтажного оборудования; установлено, что применение координатно-шагового механизма для пространственного ориентирования блок-модулей, оснащенных фиксирующими устройствами узлами соединений заводского изготовления, повышает точность наведения и монтажа по сравнению со свободным монтажом в несколько раз; автоматическое позицирование блокмодулей при их моетаже с помощью мапипуляторов и жестких траверс позволяет сократить время монтажного цикла и увеличить производительность крана на 40-60%, точность позицирования до 10-15 мм без примепения дорогостоящего монтажного оснащения и робототехники с автоматической системой сопровождепия и контроля качества работ; разработана комплексная система показателей оценки заводской, транспортной и монтажной технологичности возведения БМЗ на основе дифференциальных, обобщенных и интегральных технико-экономических показателей производствеппых процессов с учетом критериев напредложена приЕщипиальная схемаиспользования дирижабля типа дежности, безопасности и качества блок-модульного строительства, позволяющая выявлять резервы повышения эффективности полносборного объемно-блочного строительства. Практическое значение научных ноложеннй, выносимых на защиту, подтверждается экспертизами Восточно-Европейского Союза Экспертов (Германия), Общества Стройпадзора Берлин-Бранденбург (Гермаггая), НИИСФ РААСН и б. ГЛАВГОСЭКСПЕРТИЗЫ Росстроя применением рекомендаций автора строительными и эксплуатационными организациями. Анробацня результатов работы. В период 1998 2005 гг. основные положения и работа в целом докладывались на международных конференциях в г. Пипнов (Германия) в августе 1998 г. и 1999 г.; на семинарах в городах Лейнциг, Берлин и Мюнхен в апреле 2000г.; на международной научнопрактической копференции «Строительные конструкции 21 века» в Московском государственном строительном университете в ноябре 2000 г., г. Москва; на 58-ой, 59-ой, 60-ой, 61-ой и 62-ой научных конференциях профессоров, преподавателей, научных работников, инженеров и аспирантов СПбГАСУ в нериод 2001- 2005гг., г. Санкт-Петербург; на международной научно-практической конференции «Постсоветское градостроительство» в ГУП ПИИПГрадостроительства Госстроя РФ в апреле 2001г., г. Санкт-Петербург; на 55-ой, 56-ой и 57-ой международных конференциях молодых учёных СПбГАСУ «Актуальные проблемы современного строительства» в период с 2001- 2004 гг., г. Санкт-Петербург; на XIII конференции «Москва энергоэффективный город» в мае июне 2000 г., г. Москва; международной научнопрактической конференции «Реконструкщя Санкт-Петербурга-2003» в СанктПетербургском государственном архитектурно-строительном университете, 2002 г., г. Санкт-Петербург; на «Международной строительной Ярмарке» в ноябре 2002 г., в г. Лейнциге (Германия); на международной конференции «Будущее строительства» в октябре 2003 г., в г. Рига (Латвия); на научнометодической конференции «Проблемы строительства, реконструкции и капитальпого ремонта зданий и сооружений на железнодорожном транспорте» в Петербургском государственном университете нутей сообщения, в 2003 г.; на конференции «Интеллектуальные здания и их безопасность», в октябре 2003 г., г. Санкт-Петербург; на III Международном инвестициошюм форуме «Юг России 2003», в октябре 2003 г., на Международной конференции в рамках Лейнцигской строительной ярмарки «BAUFACH 2003», в ноябре 2003 г., г. Лейнциг (Германия); на международной конференции «Education» в ноябре 2003 г., г. Берлин (Германия); на международной научно-практической конференции «Реконструкция Санкт-Петербурга-2005» в Санкт-Петербургском государственном архитектурно-строительном университете, в октябре 2005 г. Публикации. По результатам выполненных исследований автором опубликована 31 работа, в том числе основные научные положения диссертации онубликованы в монографиях и изданиях, рекомендованных ВАК России. Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложений. Объем работы 346 стр., в том числе основной текст 277 стр., 102 рисунка, 50 таблиц, библиография из 200 наименований и приложения на 69 стр.Методика выполнения днссертации Блок схема методики выполнения автором научных исследований приведена на рис.1. Проблема: обеспечение безопасности, надежности и требуемого качества строительства н эксплуатации быстровозводимых зданий. Цель работы: совершенствование методологии технической диагиостики и моннторинга возведения и эксплуатации зданий на основе критериев безопасиости и качества с разработкой на ее базе рациональных конструктивно-технологических решений БМЗ Задачи исследования Выбор методов обследования и диагностики строительиых конструкций Методика анализа эксплуатации объектов БМЗ Обоснование критериев оптимальности: безопасности и качества работ Методики н-> физического и У1 морального /Н (функционального) нзноса зданий Исследование ноказателей эксплуатационных качества БМЗ Математическое моделирование нри диагностике и моделировании технологических процессов Технические условия и технологические регламеиты на строительство и эксилуатацию БМЗ Результаты долговременных прогнозов н оценка рисков резервирования j элементов, систем и комилексов БМЗ Выбор и обосиование инструментария диагностики и мониторинга Непрерывный мониторипг с оценкой качества конструктнвнотехпологических решеиий БМЗ Рекомендации по внедрению рациональных технологий возведения БМЗ Нрогноз развития и совершенствования систем и комплексов БМЗ на основе непрерывного мониторннга Практическое исиользование результатов исследования Нормативнотехническая документацня Экспертиые заключения, рекомендации по методологии обследований Расчет экономической и социальиой эффективности диагностики и мониторинга Методология оценки эффективности мониторинга и принимаемых конструктивнотехнологических решеннй Рис. 1. Блок-схема методики выполнения диссертационной работы
