СПОСОБ МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ И СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

1. Способ мониторинга технического состояния здания и сооружения (объекта), включающий возбуждение колебаний объекта на собственных частотах, регистрацию вибраций и/или ускорений колебаний и/или скоростей колебаний и/или амплитуд колебаний и/или наклонов и/или прогибов и/или напряжений и/или нагрузок и/или измерения абсолютной и неравномерной осадки и/или геодезических параметров и/или контроль трещин, стыков, швов, отличающийся тем, что осуществляют фильтрацию параметров технического состояния зданий и сооружений на две группы параметров: группу параметров технического состояния нижней части объекта и группу параметров технического состояния верхней части объекта, определяют с использованием параметров технического состояния нижней части объекта путем математического (компьютерного) моделирования объекта расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта, сравнивают расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта с аналогичными параметрами строительных конструкций верхней части объекта, определенных по результатам натурных измерений от датчиков для мониторинга технического состояния верхней части объекта, корректируют параметры математической модели объекта при условии, что расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта, определенные по результатам математического моделирования, отличаются от аналогичных параметров строительных конструкций верхней части объекта, определенных по результатам натурных измерений на величину больше заданного порога, определяют по измеренным параметрам технического состояния нижней части объекта тренды параметров технического состояния нижней части объекта, экстраполируют трендовые значения параметров технического состояния нижней части объекта на заданный временной интервал, определяют на основе данных экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта прогнозные расчетные параметры технического состояния строительных конструкций верхней части объекта, фиксируют для потребителя прогнозную оценку будущего технического состояния объекта на основе сравнительного анализа прогнозных расчетных параметров технического состояния строительных конструкций верхней части объекта с предельно допустимыми значениями.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве нижней части используют подземную часть объекта, а в качестве верхней части используют наземную часть объекта.
3. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для нижней части объекта определяют следующие параметры технического состояния: наклоны и/или неравномерность осадки и/или абсолютная осадка и/или деформации в фундаментной плите и/или сваях и/или давление под фундаментной плитой и/или под пятой свай и/или деформации в «стене в грунте» и/или деформации в несущих конструкциях подземных этажей и/или температура и/или влажность и/или горизонтальное и/или вертикальное смещение конструкций нижней части объекта и/или грунта вблизи и/или под объектом.
4. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что по данным датчиков, установленных на нижней части объекта определяют тренды следующих параметров технического состояния нижней части объекта: наклон, неравномерность осадки объекта и/или отдельных конструкций объекта, горизонтальное и/или вертикальной смещение строительных конструкций объекта и/или грунта и/или вибрационные параметры (например, амплитуда колебаний, спектр, спектральная плотность и другие характеристики вибрационных явлений) и/или температуру и/или влажность.
5. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что регистрация параметров технического состояния нижней части объекта осуществляется в определенных местах, в том числе: на фундаментной плите и/или в фундаментной плите и/или в сваях и/или под пятой свай и/или на грунт и/или в грунт и/или в грунт в специально оборудованном помещении (например, в бункере) и/или на несущих конструкциях подземных этажей и/или в несущих конструкциях подземных этажей и/или в «стене в грунте» и/или в шпунтовых конструкциях и/или несущих колоннах и/или несущих стенах.
6. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что по данным экстраполяции технических параметров состояния подземной части здания и сооружения методами математического моделирования определяют следующие расчетные параметры строительных конструкций верхней части объекта: деформации в несущих конструкциях и/или передаточные функции и/или периоды (частоты) собственных колебаний и/или формы собственных колебаний и/или наклоны и/или прогибы и/или абсолютные осадки и/или неравномерные осадки и/или размеры трещин и/или величину раскрытия стыков, швов и/или геодезические параметры (в том числе и пространственные координаты)) и/или вертикальные и/или горизонтальные перемещения.
7. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что по результатам натурных измерений датчиками, установленных на верхней части объекта определяют следующие параметры строительных конструкций верхней части зданий и сооружений: деформации в несущих конструкциях и/или передаточные функции и/или периоды (частоты) собственных колебаний и/или формы собственных колебаний и/или наклоны и/или прогибы и/или абсолютные осадки и/или неравномерные осадки и/или размеры трещин и/или величину раскрытия стыков, швов и/или геодезические параметры (в том числе и пространственные координаты)) и/или вертикальные и/или горизонтальные перемещения.
8. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что для математического моделирования объекта используют программные пакеты конечно-элементного анализа (ANSYS, NASTRAN, MicroFe, ЛИРА, SCAD, МОНОМАХ и др.)
9. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем что, величина заданного порога, устанавливаемого в пороговом устройстве, выбирается в зависимости от используемой расчетной схемы объекта и/или методов математического моделирования и/или точностных характеристик датчиков.
10. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что устройство ударного воздействия может представлять собой механическое устройство и/или электрическое устройство и/или электромеханическое устройство и/или магнитное устройство и/или электромагнитное устройство и/или гидравлическое устройство и/или взрывное устройство и/или устройство возбуждения гармонических и/или специальных колебаний.
11. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что ударное воздействие на объект может осуществляться воздействием микросейсмического фона и/или техногенного характера.
12. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что датчики, устанавливаемые на нижней и/или верхней части объекта изготавливаются с использованием оптоволокна.
13. Способ по одному из пп.1 и 2, отличающийся тем, что величина временного интервала на который экстраполируют трендовые значения технических параметров состояния нижней части объекта выбирается исходя из конструктивных особенностей объекта, сейсмогеологических и/или гидрогеологических условий расположения объекта.
14. Система мониторинга технического состояния зданий и сооружений, содержащая устройство ударного устройства, блок обработки и выходной информации, блок градации выходной информации и/или датчики измерения вибраций объекта и/или датчики измерения ускорений колебаний объекта и/или датчики измерения скоростей колебаний объекта и/или датчики измерения амплитуд колебаний объекта и/или датчики измерения наклонов и/или датчики измерения прогибов и/или датчики измерения напряжений и/или датчики измерения нагрузок и/или датчики измерения абсолютной и неравномерной осадки и/или датчики контроля трещин, стыков и швов и/или датчики измерения геодезических параметров, отличающаяся тем, что в нее дополнительно включены датчики давления (в том числе для контроля давление объекта на грунт и/или давление грунта на объект) и/или датчики измерения деформаций и/или датчики измерения температуры и/или датчики измерения влажности (при этом все перечисленные выше датчики объединены в одном блоке - блок датчиков и оборудования автоматизированной системы мониторинга), блок расчета параметров технического состояния объекта, блок фильтрации параметров технического состояния объекта, блок определения трендов и экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта, блок сравнения, пороговое устройство, блок математического моделирования и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, блок корректировки параметров математической модели объекта, электронный ключ, блок отображения прогнозной и мониторинговой информации, причем выход блока датчиков и оборудования автоматизированной системы мониторинга соединен с входом блока расчета параметров технического состояния объекта, первый выход которого соединен с входом блока фильтрации параметров технического состояния объекта, а второй выход соединен с входом блока обработки и выходной информации, выход которого соединен с входом блока градации выходной информации, первый выход блока фильтрации параметров технического состояния объекта соединен с первым входом блока математического моделирования и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, второй выход блока фильтрации параметров технического состояния объекта соединен с входом блока сравнения, выход блока сравнения соединен с входом порогового устройства, первый выход которого соединен с входом блока корректировки параметров математической модели объекта и первым управляющим входом электронного ключа, а второй выход соединен со вторым управляющим входом электронного ключа, выход блока корректировки параметров математической модели объекта соединен со вторым входом блока математического моделирования объекта и расчета параметров технического состояния верхней части объекта, первый выход которого соединен с входом блока сравнения, а второй выход соединен с первым входом блока отображения прогнозной и мониторинговой информации, третий вход блока математического моделирования объекта и расчета параметров технического состояния верхней части объекта соединен с выходом блока определения трендов и экстраполяции параметров технического состояния нижней части объекта, вход которого соединен с выходом электронного ключа.
15. Система по п.14, отличающаяся тем, что выходная информация блока градации выходной информации представлена информационным сигналом в виде не менее трех градаций, отличающиеся друг от друга различной окраской и/или звуковым сопровождением.
16. Система по п.14, отличающаяся тем, что в блок обработки и выходной информации включены геоинформационные системы.
17. Система по п.14, отличающаяся тем, что в блок градации выходной информации включены геоинформационные системы
18. Система по п.14, отличающаяся тем, что в ней отсутствует устройство ударного воздействия, а его функцию выполняет микросейсмический фон природного и/или техногенного характера.
19. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчики, устанавливаемые на нижней и/или верхней части объекта изготавливаются с использованием оптоволокна.
20. Система по п.14, отличающаяся тем, что линиями связи функциональных блоков системы являются проводные линии связи.
21. Система по п.14, отличающаяся тем, что линиями связи функциональных блоков системы являются беспроводные линии связи.
22. Система по п.14, отличающаяся тем, что линиями связи функциональных блоков системы являются комбинации проводных и беспроводных линий связи.
23. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками измерения ускорений колебаний объекта могут являться акселерометры.
24. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками измерения скоростей колебаний объекта могут являться велосиметры.
25. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчики измерения амплитуд смещения объекта могут являться сейсмометры.
26. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками измерения наклонов объекта могут являться наклономеры и/или инклинометры и/или клинометры.
27. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками измерения прогибов объекта могут являться прогибомеры.
28. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками измерения напряжения и/или деформаций объекта могут являться тензометры.
29. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками измерения нагрузок на объект могут являться датчики давления.
30. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками контроля трещин, стыков и швов могут являться трещиномеры.
31. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками измерения геодезических параметров объекта могут являться тахеометры и/или теодолиты со вспомогательным оборудованием.
32. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчики, устанавливаемые на нижней и/или верхней части объекта изготавливаются с использованием оптоволокна.
33. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками, осуществляющими регистрацию параметров технического состояния нижней (подземной) части объекта являются: датчики измерения наклона и/или датчики измерения вибраций и/или датчики измерения нагрузок и/или давления (в том числе на грунт) и/или датчики измерения деформаций, и/или оборудование для измерения геодезических параметров и/или навигационные приборы для измерения пространственных координат и/или датчики измерения температуры и/или датчики измерения влажности и/или устройство ударного воздействия.
34. Система по п.14, отличающаяся тем, что датчиками, осуществляющими регистрацию параметров технического состояния верхней (наземной) части здания и сооружения являются: датчики для измерения вибраций и/или датчики измерения ускорений колебаний и/или датчики измерения скоростей колебаний и/или датчики измерения амплитуд колебаний и/или датчики измерения наклонов и/или датчики измерения прогибов и/или датчики измерения напряжений и/или деформаций и/или датчики измерения нагрузок и/или датчики измерения абсолютной осадки и/или датчики измерения неравномерной осадки и/или датчики контроля трещин, стыков и швов и/или датчики измерения геодезических параметров и/или навигационные приборы для измерения пространственных координат и/или датчики измерения температуры и/или датчики измерения влажности и/или устройство ударного воздействия.