Том 5, № 1 (2025)
АРХИТЕКТУРА
Устойчивое развитие городской среды на примере исторического центра Тулы
Аннотация
Изучение современных аспектов развития городской среды исторических городов России лежит в основе многих научных исследований, посвященных вопросам сохранения историко-культурного ландшафта. Основная цель настоящего исследования заключалась в выявлении потенциала развития градостроительной и объемно-планировочной структуры центральных территорий исторических городов на примере Тулы. Основные проблемы, принципы и оптимальные способы реконструкции отдельных объектов, территорий и сложившейся на протяжении многих веков планировочной структуры исторического центра города исследовались на примере реализованного проекта комплексного благоустройства территории и создания современного общественного пространства – Казанской набережной, ул. Металлистов и Крестовоздвиженской площади, прилегающих к Тульскому кремлю. В ходе научного исследования было предложено оптимальное решение стратегического развития исторически сформировавшейся городской среды: реконструкция отдельных объектов культурного наследия и закрытых для общего доступа территорий, ранее не задействованных в общественно-культурной жизни города. Изменения городской среды зафиксированы на градостроительном и архитектурно-планировочном уровнях и проанализированы с учетом урбоэкологических и экономических факторов.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):8-20
8-20
СТРОИТЕЛЬСТВО
Метод гидроразрыва для усиления грунтовых оснований под фундаментами зданий при горизонтальной проходке
Аннотация
Проанализированы методы гидравлического разрыва пласта при горизонтально ориентированных скважинах, а также способы усиления грунтовых оснований под фундаментами существующих зданий с применением высоконапорной инъекции (в том числе выполненных по манжетной технологии). Рассмотрено поведение гидроразрыва в массиве грунта, которое, в свою очередь, также зависит от давления гидроразрыва и напряженно-деформированного состояния грунта. Представлена сводная таблица с формулами отечественных и зарубежных ученых по определению давления, при котором происходит разрыв грунта. На основании выявленных преимуществ и недостатков рассмотренных методов закрепления грунтовых оснований предложен альтернативный способ – усиление оснований методом цементации при горизонтально ориентированной проходке. Суть технологии заключается в устройстве (с применением технологий, позволяющих производить горизонтальное бурение бестраншейным способом) горизонтальных полиэтиленовых (колтюбинговых) труб под фундаментом здания либо вдоль него, через которые по манжетной технологии в грунт под давлением, равным давлению разрыва грунта, будет поступать твердеющий раствор, образуя при этом гидравлические разрывы в грунте и тем самым увеличивая его механические характеристики.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):21-38
21-38
Влияние периодического проветривания в учебном кабинете на качество воздуха и микроклимат
Аннотация
Качество воздуха и параметры микроклимата в учебных кабинетах влияют на здоровье и успеваемость обучающихся. Определить расчетом уменьшение концентрации углекислого газа при периодическом проветривании весьма затруднительно. Проведено экспериментальное исследование для оценки влияния проветривания в холодный период года на качество воздуха и параметры микроклимата. Объект исследования – учебный кабинет площадью 55.6 м2. В первый день исследования проветривание проводилось перед началом занятий и во время перерывов. Во второй и третий дни режим проветривания определялся обучающимися и преподавателями. Измерение концентрации углекислого газа, температуры и относительной влажности воздуха производилось измерителем качества воздуха, установленным в центре помещения на высоте 1.5 м. В первый день требуемое качество воздуха было зафиксировано на протяжении 16 % учебного времени, допустимое и низкое на протяжении 47 и 37 % соответственно. При этом максимальная концентрация углекислого газа составила 2 639 ppm, и наблюдался неустойчивый тепловой режим с максимальным увеличением температуры на 4.7 °C за 45 мин занятия. Без контроля за режимом проветривания и при закрытой двери в кабинет во время занятий продолжительность учебного времени при низком качестве воздуха увеличилась в 2.2 раза, а максимальная концентрация углекислого газа была выше в 1.3 раза.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):39-51
39-51
Аппроксимация решения линейной задачи теплопроводности при одностороннем нагреве бетона в условиях стандартного температурного режима пожара
Аннотация
Для расчетной оценки предела огнестойкости железобетонных конструкций нужно знать, как распределяется температура по бетону в поперечном сечении элемента под воздействием стандартного температурного режима пожара. Известные приближенно-аналитические методики расчета опираются на классическое решение задачи теплопроводности при постоянной температуре поверхности. Авторами построена степенная аппроксимация стандартной температурной кривой пожара, которая позволяет получить приближенно-аналитическое решение задачи при изменении температуры поверхности тела в соответствии с режимом стандартного пожара. Цель работы заключалась в получении формулы, удобной для инженерных теплотехнических расчетов и применимой для бетонов с произвольными теплофизическими характеристиками. Полученная формула с достаточной точностью описывает температуру в любой точке тела в заданный момент времени. Приведено сравнение с решением, полученным высокоточным численным моделированием (ANSYS, MATLAB), для разных типов бетона. Предлагаемая аппроксимация не содержит специальных функций, поэтому ее использование не требует наличия каких-либо компьютерных программ. Точность, простота и универсальность позволяют рекомендовать данную формулу к использованию в инженерных расчетах на огнестойкость для определения температур прогрева бетона в зависимости от времени при стандартном огневом воздействии.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):52-66
52-66
Реагентная очистка бытовых сточных вод от ионов аммония в условиях арктической децентрализации поселений
Аннотация
Децентрализованные арктические поселки повсеместно оборудуются современными системами водоснабжения, но при этом все чаще сталкиваются с проблемой сбора и очистки бытовых сточных вод. В исследовании рассматривались методы физико-химической обработки бытовых сточных вод, схожих по составу со стоками малых северных населенных пунктов, с целью замены этапа биологической очистки, малоэффективной в отношении органических веществ. В лабораторных условиях была проведена очистка образцов сточных вод нормальной (18–22 °С) и экстремальной (3–6 °С) температур по разным технологическим схемам. В результате авторами предложена наиболее эффективная технологическая схема очистки бытовых сточных вод удаленных арктических поселений, которая предусматривает следующие этапы: преаэрацию, отстаивание взвеси с коагуляцией и флокуляцией, химическое окисление и осаждение струвита, механическое и сорбционное фильтрование. Выяснилось, что данная технология мало зависит от температуры воды и пригодна для бытовых сточных вод с температурой от 3 до 22 °С. Использование данной схемы позволило на 96.5 % снизить концентрацию ионов аммония, на 98 % – взвешенных веществ, на 91 % – ХПК. Предложенная схема очистки бытовых сточных вод позволит упростить эксплуатацию станций в сложных арктических условиях, а также сделает возможной их работу в автоматическом режиме.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):67-80
67-80
Преимущества применения текстильно-армированного бетона в конструкциях консольного типа
Аннотация
Текстильное армирование бетонных конструкций является одним из перспективных направлений современного строительства. Такие конструкции являются легкими, прочными, устойчивыми, требуют меньшего количества материалов. Однако использование текстильно-армированного бетона в консольных конструкциях ранее не изучалось. Авторы спроектировали и изготовили прототипы облегченных бетонных покрытий консольного типа с текстильным армированием. Прототипы прошли экспериментальную проверку на прочность в лабораторных условиях, также было проведено конечно-элементное моделирование для анализа напряженно-деформированного состояния конструкций. Результаты показали, что максимальная сила разрушения прототипа составила 400 Н, что эквивалентно напряжению в 4.08 МПа и превышает показатели бетона класса B20 в 1.9–2.4 раза. Эффективность текстильного армирования была подтверждена в условиях критических нагрузок, при этом остаточная прочность конструкции обеспечила устойчивость после разрушения бетонной матрицы. Прототип может быть использован как основа для разработки коммерческих решений. Технология перспективна для применения в регионах с повышенными требованиями к надежности конструкций, включая сейсмоактивные зоны.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):81-92
81-92
Свободные колебания тонкостенных магистральных нефтепроводов большого диаметра с учетом влияния продольной силы и массы протекающей жидкости
Аннотация
Исследуются свободные колебания тонкостенных магистральных нефтепроводов большого диаметра с учетом влияния продольной силы и массы протекающей жидкости, подтверждается их критичное влияние на надежность конструкции, а значит, необходимость учета в расчете. Численный анализ проведен на основе полубезмоментной теории оболочек с учетом внутреннего давления, толщины защитного железобетонного слоя, коэффициента постели грунта и действующей продольной силы. Результаты показали, что при транспортировке нефти собственные частоты колебаний трубопровода снижаются быстрее, чем при транспортировке газа, а увеличение толщины железобетонной рубашки и внутреннего рабочего давления повышает частоты и общую жесткость системы. Коэффициент постели грунта также играет существенную роль, компенсируя часть нагрузок и увеличивая частоты колебаний. В ходе исследования было подтверждено, что наибольшее влияние на динамические характеристики трубопровода оказывает продольная сила, приводящая к заметному снижению частот свободных колебаний. Полученные выводы и закономерности целесообразно использовать при проектировании и эксплуатации крупных нефтепроводов в неоднородных грунтах, чтобы обеспечить требуемую устойчивость и минимизировать риск резонансных явлений.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):93-101
93-101
ТРАНСПОРТ
Влияние сезонности на формирование потребности в запасных частях автомобилей
Аннотация
В структуре эксплуатационных затрат автомобильного транспорта расходы на приобретение и хранение запасов запасных частей составляют до 45 %. Чаще всего система управления запасами основывается на анализе спроса за прошлые периоды. На формирование номенклатуры и количественной потребности в запасных частях влияет ряд факторов: надежность автомобиля, интенсивность и условия его эксплуатации, спрос, наличие запаса у торговых сетей и прочие. На предприятии самым значимым критерием формирования запаса являются общие затраты, которые включают затраты на приобретение, доставку и обслуживание запасов. Исследование показало, что не существует единой методики определения нормы запаса автомобильных запасных частей. Установлено, что на расход запасных частей влияют интенсивность эксплуатации и надежность автомобилей, а также сезонные колебания. Анализ статистических данных подтвердил зависимость нормы запаса запчастей от сезона, зависимость описывается гармонической моделью. Установлено, что существуют некоторые сдвиги крайних значений в зависимости от группы запасных частей в пределах одного сезона. При их более точном учете можно снизить затраты на хранение запаса. Предлагаемый подход к корректированию нормативов запаса запасных частей на складе позволит уменьшить срок хранения запасных частей и, как следствие, повысить эффективность управления запасами. По рассматриваемым статистическим данным эффективность обосновывается сокращением запасов на сумму в 470 тыс. рублей за год. Данную методику корректирования норматива запасных частей можно использовать как на сервисных, так и на эксплуатационных предприятиях.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):102-111
102-111
Анализ действующих методик по определению потоков насыщения на городских регулируемых пересечениях
Аннотация
В процессе обновления нормативной документации в Российской Федерации устанавливается система национальных и переходных национальных стандартов (ГОСТ, ПНСТ), готовятся к отмене такие формы документации, как СП, ОДМ и др. Согласно федеральному законодательству, в нормативных документах не должно быть дублирующих положений. В настоящее время при расчете потока насыщения и пропускной способности на регулируемых пересечениях используются две оформленные в виде дорожных нормативов методики, основанные на результатах отечественных исследований и стандартах Highway Capacity Manual, принятых в США. Цель статьи – провести анализ применяемых методик по расчету потока насыщения и средней задержки одного автомобиля, а также сравнительный анализ расчетных значений потока насыщения по представленным документам на примере регулируемых пересечений. При общем сходстве величин транспортных задержек, рассчитанных на пересечениях с коэффициентом загрузки до 1 (расхождение в расчетах находятся в пределах 10 %), выявлено отличие в значениях, полученных по методике Вебстера, и методике, базирующейся на нормах Highway Capacity Manual, при уровне загрузки равном и превышающем 1. Некорректное применение указанных коэффициентов имеет накопительный характер и влияет на общую точность расчетов. Необходимо принятие единого национального стандарта по расчету потока насыщения и пропускной способности, учитывающее наработки как отечественных, так и зарубежных исследований.
Архитектура, строительство, транспорт. 2025;5(1):112-124
112-124