The object of research, development or design (in Russian) : Система мониторинга фундаментов зданий в реальном времени с использованием распределенных волоконно-оптических датчиков от стадии строительства до эксплуатации

The object of research, development or design (in Kazakh) : Құрылыс кезеңінен пайдалану кезеңіне дейін бөлінген талшықты-оптикалық сенсорларды пайдалана отырып, нақты уақыт режимінде құрылыс іргетасының өнімділігін бақылау жүйесі

Aim of work (in Russian) : Цель проекта - разработка инновационной системы мониторинга несущих конструкции зданий и сооружений с применением распределенного волоконно-оптического тензометрического зондирования фундаментов.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты: іргетастарды таралған талшықты-оптикалық тензометрлерді пайдалана отырып, ғимараттар мен құрылыстардың жүк көтергіш құрылымдарының мониторингінің инновациялық жүйесін әзірлеу.

Методы исследования (на русском) : Для реализации проекта выбраны следующие методы исследования: - эмпирические познания: обзор методов и систем в области структурного мониторинга зданий и сооружений; - экспериментальные: полевые испытания на строительной площадке; - численный анализ расширения перекрытия; - аналитические исследования: моделирование бетонной плиты под полной нагрузкой Plaxis/Midas, анализа полученных результатов, построения графиков и определения критических точек. Одним из важных методов является анализ деформаций плиты в программе Plaxis 3D. Так как необходимо разработать рекомендации по граничным значениям при проведении экспериментальных исследований, анализ деформаций плота в программе Plaxis 3D на основе полной расчетной гравитационной нагрузки покажет смещение на уровне поверхности рафа и осадку колонны. Методы сбора первичной информации будет осуществлен путем обзора научных работ, анализа результатов ранее выполненных проектов и исследований, а также путем проведения измерений на полевых испытаниях.

Методы исследования (на казахском) : Жобаны жүзеге асыру үшін келесі зерттеу әдістері таңдалды: - эмпирикалық білім: ғимараттар мен құрылыстардың құрылымдық мониторингі саласындағы әдістер мен жүйелерді қарастыру; - тәжірибелік: құрылыс алаңындағы далалық сынақтар; - еденнің кеңеюін сандық талдау; - аналитикалық зерттеулер: Plaxis/Midas толық жүктеме кезінде бетон плитасын модельдеу, алынған нәтижелерді талдау, графиктерді салу және критикалық нүктелерді анықтау. Маңызды әдістердің бірі - Plaxis 3D бағдарламасында плиталардың деформацияларын талдау. Тәжірибелік зерттеулер кезінде шекаралық мәндер бойынша нұсқаулықтарды әзірлеу қажет болғандықтан, Plaxis 3D бағдарламалық жасақтамасында толық жобалық гравитациялық жүктемеге негізделген салдардың деформацияларын талдау кедір-бұдырдың беткі деңгейіндегі жылжуды және колоннаның отыруын көрсетеді. Бастапқы ақпаратты жинау әдістері ғылыми жұмыстарды қарау, бұрын орындалған жобалар мен зерттеулердің нәтижелерін талдау, сондай-ақ далалық сынақтарда өлшемдер алу арқылы жүзеге асырылады.

Obtained results and novelty (in Russian) : Научная новизна проекта обоснована: - научно-технологическим обеспечением новой методики мониторинга фундаментной плиты с использованием фиброоптических датчиков; - новой предложенной системой датчиков для улучшения процесса визуализации и анализа мониторинга здоровья сооружения, в дополнение к эксплуатационной безопасности здания; - рекомендациями по проведению базового или структурного анализа Полученные результаты: -Разработана Схема расположения системы фибро-оптических сенсоров; -Сформирован отчет по комиссионным тестам для сбора и обработки данных на строительной площадке; -Оформлены рекомендации по установке (укладке) кабеля для проведения измерений; -Оформлены рекомендации по проведению тестов; -подана статья для публикации.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаның ғылыми жаңалығы келесі бағыттар бойынша негізделеді: фиброоптикалық датчиктерді қолдана отырып, фундаменталды плитаны мониторингілеудің жаңа әдістемесін ғылыми-технологиялық қамтамасыз ету; ғимараттың пайдалану қауіпсіздігін арттыруға қосымша ретінде құрылыстың «денсаулық жағдайын» бейнелеу мен талдауды жақсартуға арналған жаңа датчиктер жүйесін ұсыну; базалық немесе құрылымдық талдау жүргізу бойынша әдістемелік ұсынымдар әзірлеу. Алынған нәтижелер: Фибро-оптикалық сенсорлар жүйесінің орналасу сызбасы әзірленді; Құрылыс алаңында мәліметтерді жинау және өңдеу бойынша жүргізілген комиссиялық сынақтар жөнінде есеп жасалды; Өлшеулер жүргізу үшін кабельді орнату (төсеу) бойынша ұсынымдар ресімделді; Тестілерді жүргізу тәртібі бойынша ұсынымдар дайындалды; Ғылыми мақалалар жариялануға жіберілді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Основные конструктивные и технико-экономические показатели такой системы можно охарактеризовать следующим образом: 1. Конструктивные показатели: Распределённые волоконно-оптические датчики: используются оптические волокна, которые встраиваются в фундамент и фиксируют изменения механических и температурных параметров по всей длине кабеля. Метод измерений основан на принципе рассеяния Бриллюэна или Рамановского рассеяния в оптоволокне, что позволяет измерять деформации и температуры вдоль всей длины волокна. Технико-экономические показатели системы мониторинга фундаментов с использованием распределённых волоконно-оптических датчиков включают: 1. Экономическая эффективность Снижение затрат на эксплуатацию: благодаря постоянному мониторингу и быстрому выявлению отклонений, можно минимизировать расходы на капитальный ремонт и поддержание безопасного состояния здания. Удлинение срока службы здания: предотвращение аварий и своевременное устранение проблем позволяет продлить срок службы зданий и сооружений. Оптимизация расходов на контроль и диагностику: автоматизированный мониторинг заменяет периодические визуальные осмотры и инструментальные обследования, что уменьшает необходимость в людских ресурсах и снижает эксплуатационные расходы.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Мұндай жүйенің негізгі конструкторлық және техникалық-экономикалық көрсеткіштерін келесідей сипаттауға болады: 1. Жобалау көрсеткіштері: Таратылған талшықты-оптикалық сенсорлар: іргетасқа енгізілген оптикалық талшықтарды пайдаланыңыз және кабельдің бүкіл ұзындығы бойынша механикалық және температуралық параметрлердің өзгерістерін жазып алыңыз. Өлшеу әдісі талшықтың бүкіл ұзындығы бойынша деформация мен температураны өлшеуге мүмкіндік беретін оптикалық талшықтағы Brillouin шашырауы немесе Раман шашырауы принципіне негізделген. Бөлінген талшықты-оптикалық сенсорларды пайдаланатын іргетастың мониторингі жүйесінің техникалық және экономикалық көрсеткіштеріне мыналар жатады: 2. Шығындық тиімділік Пайдалану шығындарының төмендеуі: Үздіксіз мониторинг пен ауытқуларды жылдам анықтаудың арқасында күрделі жөндеуге кететін шығындарды барынша азайтуға және ғимараттың қауіпсіз жағдайын сақтауға болады. Ғимараттың қызмет ету мерзімін ұзарту: апаттардың алдын алу және проблемаларды уақтылы жою ғимараттар мен құрылыстардың қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді. Бақылау және диагностикалық шығындарды оңтайландыру: автоматтандырылған бақылау кезеңді визуалды тексерулер мен аспаптық тексерулерді ауыстырады, бұл адам ресурстарына қажеттілікті азайтады және операциялық шығындарды азайтады.

Level of implementation (in Russian) : Разработанные инструкции и тестовые протоколы могут быть включены: -в регламенты строительного контроля; -в процедуры мониторинга ответственности высокого уровня (высотные здания, насосные станции, гидротехнические сооружения); -в образовательные программы и курсы по структурному мониторингу.

Level of implementation (in Kazakh) : Әзірленген нұсқаулықтар мен тестілеу протоколдары төмендегі құжаттарға енгізілуі мүмкін: -құрылыс бақылауының регламенттеріне; -жоғары жауапкершілікті объектілерді (биік ғимараттар, насос станциялары, гидротехникалық құрылымдар) мониторингтеу рәсімдеріне; -құрылымдық мониторинг бойынша білім беру бағдарламалары мен оқу курстарына.

Efficiency (in Russian) : Разработанная схема стала основой для внедрения технологии DFOS в реальные строительные объекты и позволила стандартизировать процесс монтажа кабеля для последующих проектов.

Efficiency (in Kazakh) : Әзірленген сызба DFOS технологиясын нақты құрылыс нысандарына енгізудің негізіне айналып, кейінгі жобалар үшін кабельді монтаждау үдерісін стандарттауға мүмкіндік берді.

Field of application (in Russian) : Использование научно-технической продукции осуществляется: строительные компании, специализирующиеся в строительстве высотных зданий, сооружений и мостовых конструкций; компании, задействованные в процессе эксплуатации и обеспечении безопасности зданий и сооружений. Разработанная система предназначена для непрерывного контроля напряженно-деформированного состояния фундаментных конструкций зданий и сооружений на всех стадиях жизненного цикла — от строительства до эксплуатации. Она может применяться в следующих областях: 1) Мониторинг в процессе строительства; 2)Эксплуатационный мониторинг зданий; 3) Мониторинг высоконагруженных или критически важных объектов ические комплексы (ангарные здания, насосные станции АЭС, ТЭС); 4)Системы управления безопасностью сооружений (SHM); 5)Реконструкция и капитальный ремонт;

Field of application (in Kazakh) : Ғылыми-техникалық өнімді қолдану келесі ұйымдармен жүзеге асырылады: биік ғимараттар, ірі құрылыстар және көпірлік конструкциялар саласына маманданған құрылыс компаниялары; ғимараттар мен құрылыстарды пайдалану және олардың қауіпсіздігін қамтамасыз ету үдерісіне тартылған кәсіпорындар. Әзірленген жүйе ғимараттар мен құрылымдардың фундаменттік конструкцияларындағы кернеулі-деформацияланған күйді құрылыс кезеңінен бастап пайдалану кезеңіне дейінгі барлық өмірлік цикл барысында үздіксіз бақылауға арналған. Жүйе келесі салаларда қолданылады: Құрылыс кезеңіндегі мониторинг; Ғимараттарды пайдалану кезеңіндегі мониторинг; Жоғары жүктемелі немесе ерекше жауапты объектілерді мониторингтеу (өнеркәсіптік кешендер, ангарлық ғимараттар, АЭС және ЖЭС насос станциялары және т.б.); Құрылымның қауіпсіздігін басқару жүйелері (SHM); Реконструкция және капиталдық жөндеу.