Том 13, № 1 (2023)
Строительные конструкции. Основания и фундаменты. Технология и организация строительства. Проектирование зданий и сооружений. Инженерные изыскания и обследование зданий
Методика оценки несущей способности баретты глубокого котлована в сложных инженерно-геологических условиях г. Ханой
Аннотация
Введение. В настоящее время темпы роста развития процессов урбанизации в крупных городах с каждым годом стремительно убыстряются. На стадии предварительного проектирования свайных фундаментов важной частью является определение несущей способности сваи. Баретты — эффективные конструкции фундаментов, в том числе и для высотных зданий на слабых грунтах. В таких условиях проектируются баретты большой длины. При этом используемые нормативные методы расчета несущей способности и осадок не учитывают особенностей напряженно-деформированного состояния основания и взаимодействия с бареттами в фундаментах высотных зданий с развитой подземной частью.Материалы и методы. Задача рассмотрена по результатам полевых испытаний сваями (метод статических нагрузок) с расчетом аналитическим методом по прочностным характеристикам грунтового основания, описанным в нормативных документах СП 24.13330.2011 «Свайный фундамент». Предложена новая методика расчета, изложенная в Приложении Д указанного Свода правил с учетом соответствующих факторов, таких как взаимное расположение свай в грунте, их длина, шаг и т.д.Результаты. Получен график зависимости осадки от нагрузки по результатам натурных испытаний баретт при ограничении предельной осадки 40 мм. Проведено сравнение аналитических результатов с полевым испытанием сваи в сложных инженерно-геологических условиях г. Ханой, Вьетнам.Выводы. Выводы, полученные аналитическим методом расчета несущей способности одиночной баретты по прочностным характеристикам с учетом разгрузки на слабых грунтах при разработке глубокого котлована, достаточно близки к результатам статических полевых испытаний. Данные решения могут быть применены для определения несущей способности свай и баретт на слабых грунтах.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):6-21
6-21
Работа связевых стальных каркасов с учетом погрешностей монтажа и изготовления
Аннотация
Введение. В качестве материала строительных конструкций сталь находит широкое применение из-за своих высоких механических характеристик. Стальные несущие конструкции многоэтажных зданий представляют собой систему, образованную колоннами, балками, дисками перекрытий и связями. Каркас многоэтажного здания имеет большое число элементов и их соединений. Ошибки при изготовлении, монтаже и эксплуатации стальных каркасов многоэтажных зданий могут привести к снижению несущей способности конструкций по сравнению с проектной. Отклонения от проектного положения происходят в результате нарушений правил технической эксплуатации зданий сверх допускаемых пределов, ошибок проектирования, несовершенства норм и низкого качества работ при изготовлении и монтаже конструкций. В действующих российских нормах не учитывается влияние погрешностей изготовления и монтажа на работу многоэтажных каркасов. Начальные геометрические дефекты конструктивной системы и ее отдельных элементов способствуют отличию работы реальной конструкции от идеализированной.Материалы и методы. Изучение влияния начальных несовершенств на напряженно-деформированное состояние стального каркаса является актуальным. Начальные несовершенства учитывают или за счет приложения к идеализированной расчетной схеме эквивалентной нагрузки, или формирования геометрически искаженной несовершенствами расчетной схемы. Расчет может выполняться линейный или с учетом геометрической нелинейности.Результаты. Приводятся результаты исследования работы стального связевого каркаса при наличии начальных несовершенств. Рассмотрено влияние начальных несовершенств в виде отклонения колонн от вертикали. Величины начального несовершенства определены в соответствии с действующими нормами РФ.Выводы. Полученные результаты позволили предложить для расчета каркасов с несовершенствами поправочный коэффициент к результатам расчета идеализированного каркаса.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):22-40
22-40
Обзор методов прогноза гидравлического разрыва противофильтрационного ядра каменно-земляной плотины
Аннотация
Введение. С явлением гидравлического разрыва связывают аварии некоторых каменно-земляных плотин, при которых была нарушена целостность ядра, выполненного из глинистого грунта. Считается, что гидравлический разрыв возникает, когда давление воды, находящейся в порах и микротрещинах, преодолевает сжимающие напряжения в грунте. К настоящему времени предложены несколько методик расчетного прогноза гидравлического разрыва. Они направлены на определение условий возникновения гидравлического разрыва и определение величины критического давления воды, вызывающего рост трещины.Материалы и методы. Для систематизации информации о методах и методиках определения критического давления был выполнен обзор зарубежных научных публикаций.Результаты. Приведена классификация методов прогноза гидравлического разрыва. Теоретические методы основаны на использовании теории упругости, теории пластичности или механики разрушения. Самая простая методика основана на анализе напряженного состояния массива грунта. Описаны методики, основанные на анализе напряженно-деформированного состояния грунта вокруг полости, испытывающей внутреннее давление. В них рассматриваются несколько механизмов продвижения трещины, в том числе за счет потери прочности на растяжение и сдвиг. Также приведены эмпирические формулы, основанные на результатах лабораторных экспериментов. В рамках аналитического обзора было выполнено сравнение некоторых методик. Большинство методик сходятся в том, что критическое давление в первую очередь зависит от минимального главного напряжения σ3 в грунте. Сравнение показало, что критическое давление, рассчитанное по теоретической методике анализа трехосного напряженного состояния, заметно ниже, чем по эмпирическим методикам. При наличии полости более вероятной причиной гидроразрыва является потеря прочности грунта на сдвиг, а не на растяжение.Выводы. Несмотря на обилие методик прогноза гидравлического разрыва, в настоящее время не создано теоретически выверенной и точной методики.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):41-59
41-59
Напряженно-деформированное состояние трехгранной фермы с неразрезными поясами пятигранного составного профиля
Аннотация
Введение. Рассматриваются конструкции трехгранных ферм, которые могут применяться для покрытий и перекрытий производственных и общественных зданий, различных комбинированных систем, а также в качестве конструкций эстакад линейных объектов в различных районах строительства. Представлена конструкция пространственной фермы в рамках патентной разработки покрытия из трехгранных ферм с неразрезными поясами замкнутого сечения. Цель численных исследований — оценка напряженно-деформированного состояния (НДС) пролетной трехгранной фермы при приложении статической узловой нагрузки и различном примыкании элементов раскосной решетки, а также создание базы верификационных данных для проведения последующих численных исследований бесфасоночных узлов сопряжения.Материалы и методы. Методикой численных исследований учитывается приложение узловых статических нагрузок, моделирующее размещение ограждающей конструкции покрытия с применением прогонов. Использование метода единичных нагрузок направлено на определение реакции несущей системы в рамках проведения сравнительной оценки и сопоставления с полученными данными других исследовательских задач.Результаты. В ходе численных исследований получены данные, характеризующие НДС модели трехгранной фермы по распределению усилий в стержнях и вертикальных перемещений узлов.Выводы. Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что принятая расчетная модель трехгранной фермы адекватно отражает ее НДС. Практическое применение методики численных исследований на основе приложения единичных узловых нагрузок состоит в возможности использования результатов расчета в виде структурированного массива данных, необходимых при расчетах по методу предельных состояний. Полученные результаты могут использоваться в качестве основы для верификации данных последующих численных исследований конструкций бесфасоночных узлов в рамках пластинчатой математической модели. Представленные численные исследования входят в комплекс научных исследований изучения действительной работы пролетных трехгранных ферм.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):60-71
60-71
Технологическая карта как один из инструментов повышения качества ремонтно-строительных работ
Аннотация
Введение. В настоящее время повышение качества ремонтно-строительных работ является важной комплексной проблемой, недостаточное внимание к которой неизбежно ведет к их удорожанию, увеличению эксплуатационных расходов, увеличению количества текущих и капитальных ремонтов, а также уменьшению межремонтных сроков, ухудшению качества жизни потребителей. В худших случаях низкий уровень качества ремонтно-строительных работ может привести к авариям, стать источником угрозы жизни и здоровью, приводя к несчастным случаям. Качество работ — это основная цель использования технологической карты; в этом стандартизированном организационно-технологическом документе содержится подробная инструкция для рабочего персонала, позволяющая понять все процессы, которые предстоит выполнить в ходе реализации проекта, а также оценить необходимые для этого ресурсы. Технологическая карта содержит комплекс мероприятий по организации труда с наиболее эффективным использованием современных средств механизации, технологической оснастки, инструмента и приспособлений. В этот документ включаются наиболее прогрессивные и рациональные методы по технологии строительного производства, способствующие сокращению сроков и улучшению качества работ, снижению их себестоимости. Технологическая карта обеспечивает не только экономное и высококачественное, но и безопасное выполнение работ, поскольку содержит нормативные требования и правила безопасности.Материалы и методы. Задача — провести анализ технологических карт на разные виды работ при капитальном ремонте с выявлением перечня недостатков, ошибок и неточностей при составлении технологических карт.Результаты. Разработаны предложения по корректировке основных данных и параметров в технологических картах, необходимые для операционного контроля технологического процесса.Выводы. Проанализирован перечень технологических карт на разные виды работ при капитальном ремонте; выявлен перечень недостатков, ошибок и неточностей при составлении технологических карт, требующий корректировки.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):72-83
72-83
Формирование организационно-технологического механизма повышения технологичности производства работ при капитальном ремонте зданий
Аннотация
Введение. Современные способы производства работ по капитальному ремонту зданий основаны на принципах поточности и научных методах организации труда, разработанных с учетом специфики отдельных видов технологий ремонтно-строительных работ. В качестве основных показателей технологичности производства работ при капитальном ремонте рассмотрены: трудоемкость и продолжительность работ, материалоемкость, стоимость и затраты на изготовление конструкций. Каждый из этих показателей имеет соответствующие резервы, которые идентифицируются и используются для повышения технологичности производства как каждого вида работ, так и по зданию в целом.Материалы и методы. В основу статьи положен метод оценки эффективности различных вариантов сокращения продолжительности проведения работ, что непосредственно влияет на изменение технологических параметров. Проведено рейтингование среди подрядных организаций, позволяющее выявить резервы повышения производительности труда, а также определить добросовестные подрядные организации для заказчиков.Результаты. Разработанная методика оценки технологичности производства работ по капитальному ремонту позволяет подрядным организациям обосновывать для заказчиков предложения по сокращению сроков и стоимости работ по капитальному ремонту. Использование разработанного организационно-технологического механизма в практике взаимодействия всех участников процесса капитального ремонта позволит не только достигнуть наиболее высоких показателей, но и будет служить основой для актуализации нормативных документов по капитальному ремонту зданий.Выводы. Использованный метод оценки эффективности различных вариантов сокращения продолжительности работ и связанных с этим изменений технологических параметров по критерию Вальда, Сэвиджа и Гурвица позволил установить наиболее предпочтительное конструктивно-технологическое решение. Разработанная рейтинговая оценка подрядных организаций позволит на основе достигнутых результатов выявить имеющиеся резервы повышения производительности труда при производстве ремонтно-строительных работ и стимулировать эти организации в предпочтительности при осуществлении конкурсных процедур по выбору исполнителей работ заказчиком. Выявленные резервы сокращения продолжительности работ по капитальному ремонту использованы как основа для формирования мероприятий по повышению технологичности производства работ.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):84-97
84-97
Строительная механика и расчет сооружений
Влияние параметров дисперсного армирования на ползучесть высокопрочного сталефибробетона
Аннотация
Введение. В настоящее время при возведении сооружений атомных электростанций (далее АЭС) применяют несъемную опалубку из высокопрочного сталефибробетона (далее СФБ). За счет улучшенных физико-механических характеристик и высокой адгезии к монолитному бетону опалубка из СФБ является несущим элементом. В результате получают конструкцию с комбинированным армированием в виде стержневой арматуры и слоев из высокопрочного СФБ. При расчете подобных конструкций необходимо знать расчетные характеристики применяемых материалов для определения действительного напряженно-деформированного состояния. Высокопрочный СФБ является малоизученным материалом, и исследование его свойств, особенно при длительном действии нагрузок, является актуальной задачей.Материалы и методы. Выполнены экспериментальные исследования влияния параметров дисперсного армирования (вид стальной фибры и ее количество по объему) на величину ползучести СФБ, изготовленного на высокопрочной цементно-песчаной матрице. Исследования выполнены на одном составе матрицы для трех видов стальной фибры, подходящих для изготовления листов опалубки толщиной 30 мм, наиболее часто встречающейся на рынке РФ. Рассмотрено объемное содержание фибры до 6 %. Уровень нагрузки составляет 0,3 от разрушающей (призменная прочность).Результаты. Получены фактические величины параметров ползучести СФБ, необходимые для выполнения расчетов конструкций с комбинированным армированием.Выводы. Установлено, что введение стальной фибры до 6 % обеспечивает снижение предельной меры ползучести до 20 % по сравнению с мелкозернистой матрицей. Однако при объемном содержании фибры до 1,5 % в результате разуплотнения матрицы может происходить и повышение меры ползучести до 10 %. С учетом большого числа факторов, влияющих на свойства СФБ, расчетные характеристики следует определять экспериментально.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):98-108
98-108
Архитектура. Реконструкция. Реставрация. Творческие концепции архитектурной деятельности. Архитектурное проектирование. Градостроительство. Градорегулирование
Расчетные параметры функционального зонирования озелененной территории центральной части города Реутова
Аннотация
Введение. Статья посвящена решению актуальной проблемы по оптимизации природного каркаса города на основе рационального использования территории населенного пункта в качестве озелененной территории общего пользования. Использован подход, основанный на современных тенденциях урбанизации, экологической полезности, социальной выгоды и рационального использования территорий. Одним из важных элементов оптимизации экологической среды является озеленение пространства города. В настоящее время сохранение равновесия урбанизированных территорий является приоритетным направлением, поскольку с ростом и развитием городов среда становится все более агрессивной. Также с увеличением количества жителей возрастает рекреационная нагрузка, а из-за высокой концентрации выбросов автотранспорта и промышленных предприятий состояние городских природных систем меняется, что ведет к ухудшению качества жизни населения. Система зеленых насаждений современного города формируется для оздоровления окружающей среды, обогащения внешнего облика города, создания условий для массового отдыха населения в природном окружении. Для формирования экологической обстановки в городе, наряду с кардинальными мероприятиями, необходимо сохранение и развитие природных массивов и озеленение территории города.Проанализированы соответствующие планировочные возможности и ограничения, обеспечивающие градостроительное преобразование города, а также выбрана оптимальная стратегия пространственно-территориального развития реорганизации природного каркаса.Материалы и методы. Использована собранная атрибутивная информация, правовые документы, картографические материалы. Расчет потенциальных посетителей проведен с учетом нормативного значения по рекреационной нагрузке, а расчет посетителей природно-антропогенного территориального комплекса (далее — ПАТК) производился путем натурного наблюдения. Результаты наблюдения были обработаны с помощью программного продукта Microsoft Office Excel, с последующим моделированием проектного предложения по использованию озелененной территории г. Реутова в программном комплексе Qgis.Результаты. На основе проведенного исследования было выявлено превышение нормативного значения рекреационной нагрузки ПАТК «Яблоневый сад» г. Реутова и предложен проект функционального зонирования, включающий в себя проектирование трех зон различного функционального назначения.Выводы. Увеличенный темп притока населения и экологического загрязнения приводит к вынужденной реорганизации зеленых ядер городов.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):109-119
109-119
Современные принципы организации университетских музеев и выставочных пространств
Аннотация
Введение. Сегодня многие университетские музеи по всему миру стоят перед необходимостью пересмотра принципов своей деятельности для полноценного включения в повседневную жизнь своих учебных учреждений. Главными для таких музеев являются патриотическая, имиджевая, образовательная, воспитательная и профориентационная функции. К современным вызовам относится привлечение не только студентов и абитуриентов, но и более широкой аудитории. Задачи внедрения новых технологий позволят сделать их более востребованными у молодого поколения. Но без определения главной цели существования музея невозможно выстраивать последовательный путь его развития.Цель. Определить основные принципы организации экспозиции и ее размещения в структуре университетского кампуса в зависимости от характера музея и имиджа образовательного учреждения.Результаты. На примере музеев крупнейших университетов мира определены особенности их размещения в зависимости от специализации, соотнесение организации пространства с тематикой экспозиции, особенности экспозиционного оборудования, принципы размещения разного рода экспозиций в структуре кампусов.Выводы. Установлено, что при имиджевой ориентации университета на историю и традиции музеи размещаются в исторических зданиях и имеют более привычную пространственную структуру и принципы организации экспозиции. При стремлении продемонстрировать инновационный характер университета в приоритете размещение в наиболее доступных и технологически развитых современных корпусах. Выставки, связанные с текущей жизнью университета, размещаются в более светлых, универсальных и демократичных пространствах. Последней тенденцией является активное использование мультимедиа и интерактива.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):120-136
120-136
Строительные материалы и изделия. Технологии производства строительных материалов. Наноматериалы и нанотехнологии
Влияние содержания комплексных добавок на деформационные характеристики цемента
Аннотация
Введение. При использовании бетонных и железобетонных конструкций необходимо преодоление проблем, связанных с качеством бетона при затвердевании и высыхании уменьшаться в размере и испытывать усадку. Для решения проблем с усадкой особое внимание уделяется материалам, которые при добавлении к обычному портландцементу дают возможность получить безусадочные, расширяющиеся цементы. Широко известным способом получения расширяющихся цементов является совместный помол цементного клинкера, гипса и специальной добавки. Кроме того, введение активных минеральных добавок, обладающих пуццолановыми свойствами, позволяет уплотнить структуру цементного камня, снизить пористость, повысить прочность и уменьшить усадку. Они также экономят клинкер для производства цемента, способствуют снижению себестоимости и помогают снизить нагрузку на окружающую среду. Одной из таких минеральных добавок является трепел.Материалы и методы. Было изучено влияние содержания добавок на деформационное свойство композиционного вяжущего с использованием метода планирования эксперимента. Деформации цемента в возрасте 2, 3, 7, 14 и 28 сут определялись в соответствии с методом обработки результатов в соответствии с ГОСТ Р 56727–2015, ГОСТ 11052–74. Исследования проводились в лаборатории кафедры строительного материаловедения НИУ МГСУ.Результаты. Полученные результаты представлены в виде поверхности уравнения регрессии второго уровня, описывающего зависимость деформации вяжущего от содержания комплексной расширяющей и пуццолановой добавки. В результате проведенных экспериментов были получены состав с максимальным расширением и состав с максимальной усадкой с использованием комплексных добавок. Полученные результаты будут в дальнейшем использованы для прогнозирования деформационных свойств вяжущего.Выводы. Основываясь на результатах этого исследования, в будущем авторы продолжат изучение свойств вяжущих материалов на основе комплексной расширяющей и пуццолановой добавки.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):137-151
137-151
Инженерные системы. Эксплуатация зданий. Проблемы ЖКК. Энергоэффективность и энергосбережение. Безопасность зданий и сооружений. Экология
Управление городскими озелененными территориями общего пользования
Аннотация
Введение. При комплексном социальном, экономическом и экологическом исследовании условий жизнедеятельности человека в городе для анализа существующего уровня безопасности и комфортности мест проживания применяются различного рода социологические опросы населения, проводятся форсайт-сессии с экспертами предметных областей. Однако в условиях растущих урбанизированных систем наблюдается острая нехватка новых методов, способов и инструментов их познания в целях эффективного управления и сбалансированного развития.Материалы и методы. Приводятся аспекты методологии извлечения и структурирования знаний в системе планирования и управления городскими озелененными территориями общего пользования. Работа основана на парадигмах онтологического инжиниринга и управления знаниями.Результаты. Онтологический инжиниринг как теория и методология разработки онтологий активно развивается. Однако основные успехи лежат в области технологии формализации знаний, а методология извлечения и структурирования знаний по-прежнему находится на этапе развития. Открытой остается проблема содержательного анализа предметной области, актуальность исследования которой подтверждает цель 11, задача 11.7 Повестки дня в области устойчивого развития. Описывается процесс разработки таксономии знаний эксперта о городских озелененных территориях общего пользования.Выводы. Представленные результаты по концептуализации знаний предметной области могут использоваться как элементы при построении каркаса графа знаний. При соответствующей доработке таксономия может быть востребована для проведения научных исследований, проектирования инновационных сервисов, а также интеллектуальных систем, применяемых в градостроительной деятельности и городском хозяйстве.
Строительство: наука и образование. 2023;13(1):152-173
152-173