Система GPS мониторинга высотного сооружения
Система GPS мониторинга высотного здания позволяет разрабатывать методики оценки поведения здания при ветровом воздействии и сопоставлять экспериментальные данные с результатами, полученными при численном анализе работы конструкций с помощью МКЭ и испытаний моделей в аэродинамической трубе.
В состав системы входят:
Двухчастотные фазовые GPS приемники Trimble 5700 в количестве четырех роверных и одной базовой станции.
Принцип работы системы:
Система установлена на административном 22 этажном здании университета. Амплитуда колебаний данного типа зданий может достигать порядка 50 см. Разработанная система мониторинга позволяет осуществлять определение перемещений и ускорений конструкций здания и оценивать их влияние на фундаментные и надфундаментные конструкции.
На начальном этапе работы на крыше административного корпуса по угловым точкам установлены 4 роверные станции, позволяющие контролировать помимо вертикальных и горизонтальных перемещений крутильные деформации сооружения. Базовая станция располагается на кровле одноэтажного корпуса университета, устойчивость ее положения и достоверность измерений контролируется с помощью введения в измерительную сеть сторонних базовых станций.
С помощью созданной сети GPS приемников осуществляются измерения динамических параметров колебания здания при ветровом воздействии в режиме реального времени (real time kinematic – RTK), а также последующая постобработка результатов для получения данных с заданной точностью.
Информация с приемников по сети интернет передается на диспетчерский пункт, где в дальнейшем обрабатывается с помощью программного обеспечения Trimble 4D control. Данное ПО является ядром системы автоматического мониторинга и позволяет комбинировать и совместно уравнивать данные с разных приемников в режиме RTK, а также производить в режиме постобработкианализ деформаций, создание отчетов, графиков и выдачу тревожных сообщений о происходящих изменениях.
В режиме постобработки информации определяются фоновые и резонансные компоненты смещения в направлениях по ветру и перпендикулярно ему, что дает представление об общей картине реакции высотного сооружения на ветровое воздействие для сравнения с его расчетами.
Производственные задачи проекта:
- отработка методики автоматического мониторинга высотного здания в условиях мегаполиса
- повышение точности GPS измерений за счет использования дополнительных базовых станций
- оценка эффективности использования различного оборудования для контроля динамических параметров
-
расширение системы мониторинга за счет использования дополнительного оборудования.
Научные задачи проекта:
-
оценка точности и анализ GPS измерений
-
оценка направления и величин ветровых нагрузок, действующих на сооружение в ходе мониторинга
-
проверка норм расчета конструкций на ветровые нагрузки
-
проверка возможности использования GPS при измерении относительно небольших отклонений для оценки нагрузочного воздействия и отклика сооружения
-
анализ полученных данных с помощью численного анализа напряженно-деформированного конструкций методом конечных элементов.
Подразделение:
Научно-образовательный центр испытания сооружений (НОЦ ИС)