Введение. Совершенствование территорий современных городов способствует увеличению городской застройки и развитию транспортной и инженерной инфраструктуры. В связи с этим увеличивается потребление нефте­продуктов, что влияет на экологический баланс городских территорий. В крупных городах, расположенных в жарких регионах, формируются наиболее экстремальные экологические условия. Рост высотных зданий, интенсивное использование городского транспорта способствуют существенному загрязнению воздушного бассейна города. При высоких температурах, характерных для южных городов, загрязнение городского пространства является наиболее ощутимым.

Материалы и методы. Проанализирована экология в жарких городах России. Выявлены наиболее загрязненные участки городов, где концентрация загрязняющих веществ (ЗВ) превышает пределы допустимой из-за недостатка воздухообмена. Определена роль воздушных потоков термического происхождения в аэрации дворовых пространств.

Результаты. На примере девятиэтажного жилого здания в г. Волгограде выполнен анализ формирования воздушных потоков термического происхождения, описаны применяемые информационные материалы и научные методы. Приведен график натурных измерений скорости конвективных потоков у фасадов здания в разное время светового дня, регулирование которых может способствовать улучшению экологии городских территорий.

Выводы. Современные города с жарким климатом, которым характерна высотная плотная застройка, находятся в экологически неблагоприятных условиях. В дворовых пространствах создаются участки с застоями воздуха и концентрацией ЗВ в связи с нарушением аэрации территории. Проведенные исследования имеют практическую значимость и могут использоваться для оценки воздухообмена междомовых территорий при градостроительном планировании и развитии городских пространств. Формирование воздушных потоков термического происхождения, рассмотренные в исследовании, могут способствовать воздухообмену дворовых пространств и значительно улучшить экологическую ситуацию.

Введение. Приведены результаты исследования доходных домов Рязани, построенных на рубеже XIX–XX вв., являющихся важными элементами историко-архитектурной среды. Строительство доходных домов повлияло на формирование нового архитектурного типа городской застройки, на улицах города появлялись как целые доходные комплексы, так и отдельные многоквартирные строения. Актуальность работы обусловлена рядом факторов: отсутствием комплексных исследований по заявленной теме; стремительным исчезновением данного типа исторической жилой архитектуры; необходимостью определения характерных особенностей рязанских двухэтажных доходных домов, являющихся элементами историко-архитектурной среды. Цель исследования заключается в изучении сохранившихся двухэтажных деревянных доходных домов, установлении их планировочных, функциональных, объемно-пространственных и архитектурно-художественных особенностей.

Материалы и методы. Для определения сохранившихся объектов проведены натурные обследования с фотофиксацией. Особенности расположения объектов в структуре застройки и взаимодействие их с окружающей архитектурно-пространственной средой позволили выявить историко-градостроительный и визуально-ландшафтный анализы. Проанализированы научные труды, архивные документы и фотоматериалы; составлены и обработаны графические материалы.

Результаты. Установлено 30 сохранившихся двухэтажных доходных домов. Комплексный анализ объектов дал возможность определить ряд характерных особенностей данного типа жилой дореволюционной архитектуры исторического центра Рязани: расположение, функционально-планировочное решение, вариативность композиций объемов и декоративного решения.

Выводы. В начале XXI в. большой процент старинной застройки Рязани был утрачен в связи со строительством новых жилых комплексов и центров различного назначения. Особенно пострадали центральные и периферийные улицы с деревянными объектами. Каждый сохранившийся элемент исторически сложившегося центра является уникальным памятником. Особую роль играют двухэтажные деревянные дома (бывшие доходные), которые несут характерные следы рязанской культуры периода XIX – начала XX в.

Введение. Рассматривается распространение сейсмических волн через барьер с эффектом памяти на основе интегро-дифференциальных уравнений. Классические волновые модели, основанные на упругих уравнениях, зачастую не учитывают вязкоупругие свойства реальных грунтов и сейсмических барьеров, обладающих способностью «запоминать» предшествующие деформации. Для более точного описания явления используется интегро-дифференциальная модель с экспоненциальным ядром памяти, позволяющая моделировать широкий спектр диссипативных эффектов и получать аналитические решения, применимые для задач сейсмической защиты.

Материалы и методы. Модель основана на интегро-дифференциальных уравнениях движения, учитывающих историю деформации и релаксацию материала. С целью получения аналитических решений применяются прямые и обратные преобразования Фурье и Лапласа. Исследованы две формы импульсов — дельта-функция и гауссов импульс.

Результаты. При дельта-импульсе в среде с памятью формируются дополнительные «хвосты» и всплески, а параметры ядра (α и β) влияют на скорость «забывания» и ее интенсивность. Для гауссова импульса при введении эффектов памяти волна плавнее «расплывается», однако также приобретает дополнительные искажения, особенно при больших значениях α и при медленном затухании памяти β. В обоих случаях показано, что, управляя величинами α и β, возможно существенно менять характер взаимодействия, получая либо резкий локальный пик, либо более сглаженное распределение с выраженным энергорассеянием.

Выводы. Проведенное исследование демонстрирует важность учета «эффекта памяти» при моделировании сейсмических барьеров. Интегро-дифференциальные уравнения с экспоненциальным ядром позволяют точнее описывать процессы затухания, рассеяния энергии и трансформации формы сейсмических волн в реальных грунтовых условиях. Полученные аналитические решения служат основой для проектирования более эффективных сейсмических барьеров, способных «настраиваться» под нужный диапазон частот колебаний.

Введение. Сталежелезобетонные конструкции в настоящее время являются быстроразвивающимся и перспективным направлением монолитного железобетонного строительства. Возрастающие объемы применения комбинированных конструкций и некоторые особенности их сопротивления в стадиях изготовления и эксплуатации вызывают закономерный интерес у исследователей к установлению реального напряженно-деформированного состояния на всех этапах жизненного цикла конструкции. Цель исследования — изучение влияния начального прогиба профилированного настила в стадии бетонирования на прочность сталежелезобетонных плит при эксплуатации. Объект исследования — однопролетные ортотропные сталежелезобетонные плиты перекрытий, выполненные по несъемной опалубке в виде профилированного настила марок Н75, Н144, Н153 по ГОСТ 24045–2016 и TRP200 по ГОСТ Р 52246, толщиной 0,7–0,9 мм. Предмет исследования — прочность сталежелезобетонной плиты с учетом доэксплуатационного состояния конструкции.

Материалы и методы. Применялся расчетно-аналитический метод исследования на основе действующих в РФ нормативных документов.

Результаты. Установлены значения дополнительных изгибающих моментов и поперечных сил в сталежелезо-бетонных плитах в стадии эксплуатации, вызванные первичным прогибом профнастила, в стадии бетонирования. Выявлены зависимости действующих усилий от размеров пролета и величины полезной нагрузки для различных марок профлиста. Анализ результатов исследования реализован в графической и табличной формах. Полученные данные для наиболее распространенных марок профлиста и пролетов плит при различных уровнях нагрузки свидетельствуют о необходимости увеличения рабочего армирования плит по отношению к первоначальному армированию.

Выводы. Сделан вывод о необходимости проведения уточняющих прочностных расчетов с учетом геометрической нелинейности конструкции в стадии эксплуатации вследствие перегруза профнастила бетонной смесью при бетонировании из-за развития начальных прогибов. При пролетах плиты 3,5 м и более и полезных нагрузках свыше 3 кПа прогиб на стадии бетонирования от действия повышенного веса бетонной смеси приводит к необходимости установки дополнительного продольного армирования в ребрах плиты. Полученные сведения могут использоваться при проектировании сталежелезобетонных плит перекрытий и оценке технического состояния сталежелезобетонных плит.

Введение. Соединения элементов стальных конструкций выполняются с использованием заклепок, болтов и сварки. Для крепления тонколистовых стальных оболочек мембран, особенно оцинкованных, в качестве элемента соединения могут применяться высокопрочные дюбели, устанавливаемые при помощи пороховых зарядов или запрессовывания в предварительно сделанные отверстия в соединяемых элементах.

Материалы и методы. Экспериментальные исследования проведены с использованием образцов трех типов. Образцы состояли из стальных оцинкованных листов толщиной 0,5 и 0,7 мм, которые крепились к стальной пластине толщиной 3 мм при помощи высокопрочных дюбелей 3 мм. Рассмотрена возможность использования этих дюбелей при толщине стальных пластин 6 и 10 мм, в том числе в предварительно просверленные отверстия диаметром 2 мм.

Результаты. Дюбели диаметром 3 мм пробивали стальную пластину толщиной 3 мм и прочно крепили оцинкованный лист толщиной 0,5 и 0,7 мм. Установлен характер разрушения образцов в зависимости от числа и расположения дюбелей. При двух дюбелях наблюдалось разрушение стального оцинкованного листа в районе дюбелей. При четырех дюбелях оцинковка разрушалась вне дюбельного соединения в виде разрыва стального листа. Определено, что в пластины толщиной 6 и 10 мм дюбели диаметром 3 мм на всю длину не входят. При устройстве в этих пластинах отверстий диаметром 2; 2,5 и 3 мм дюбели удается установить на всю длину.

Выводы. Экспериментальные исследования дюбельных соединений тонколистовой оцинкованной стали показали, что даже бытовые дюбели обладают высокой прочностью и стабильностью параметров и могут использоваться для соединения несущих элементов стальных конструкций.

Введение. При численном моделировании механических систем близость расчетной модели к поведению объекта в значительной степени определяется адекватностью задаваемых граничных условий. На практике условия закрепления элементов конструкций нередко отличаются от идеализированных предположений, принимаемых в расчетных моделях, что приводит к расхождению расчетных и экспериментальных данных.

Материалы и методы. Рассматривается подход к оптимизации граничных условий конечно-элементной модели на основе эволюционного алгоритма CMA-ES. Объектом исследования стала пространственная рамная конструкция, над которой проведены инструментальные исследования динамических характеристик — собственных частот и свободных колебаний. Сравнение расчетных и экспериментальных частот и форм свободных колебаний осуществлялось с использованием получаемого значения коэффициента согласования форм свободных колебаний и относительной ошибки между значениями вычисляемых собственных частот расчетной модели и их величинами, устанавливаемыми экспериментально. На основе этих метрик формировалась целевая функция задачи оптимизации.

Результаты. Определялись оптимальные значения коэффициентов жесткости опорных связей в нижнем поясе конструкции в направлениях шести степеней свободы. Полученные результаты показали, что применение эволюционного подхода позволяет существенно снизить расхождения между модельными и натурными данными и тем самым повысить точность расчетной модели.

Выводы. Точность конечно-элементного моделирования конструкций можно увеличить за счет согласования модельных и экспериментальных динамических характеристик, используя эволюционные алгоритмы.

Введение. В связи с постоянным увеличением на здания и сооружения запроектных влияний техногенного и природного характера актуальным направлением повышения их безопасности является проведение экспериментальных исследований строительных конструкций, направленных на защиту от таких воздействий. Важнейшим элементом рассматриваемых конструктивных систем служат соединения их элементов, которые должны обеспечивать безопасность каркасов при различных, включая особые, воздействиях. Это связано с необходимостью более полной оценки их трещиностойкости при особых воздействиях.

Материалы и методы. Экспериментальное исследование проводилось на специально разработанной установке, позволяющей моделировать напряженно-деформированное состояние ригеля, как в эксплуатационной стадии, так и при аварийном влиянии. При осуществлении эксперимента на различных этапах загружения проектной нагрузкой и после аварийного воздействия измерены деформации1542-1552 бетона и арматуры, вертикальные и горизонтальные перемещения элементов узла, зафиксирована схема образования, развития и раскрытия трещин.

Результаты. Выполнено исследование узлов сопряжения стержневых элементов из тяжелого бетона при статическом и статико-динамическом нагружении. Получены результаты экспериментальных исследований трещиностойкости, развития и раскрытия трещин, а также картины трещинообразования узлов сопряжения стержневых элементов при статическом и статико-динамическом нагружении.

Выводы. Отмечен схожий характер трещинообразования в узлах сопряжения при статическом и статико-динамическом нагружении в ригелях и колоннах. Отличным является расположение нормальных трещин в колоннах, что объясняется многоступенчатостью и временным интервалом приложения статической нагрузки.

Введение. Глобальное потепление и значительный вклад цементной промышленности в выбросы углекислого газа (7–8 % от общего объема) делают поиск экологически безопасных альтернатив портландцементу актуальной задачей. Одной из таких альтернатив являются геополимеры — безобжиговые вяжущие материалы, получаемые путем щелочной активации алюмосиликатного сырья. Геополимеры превосходят портландцемент по энергоэффективности, ресурсосбережению и экологичности, а их структура и химический состав принципиально отличаются от традиционных цементов. Использование геополимеров в строительной отрасли может позволить значительно снизить затраты на строительство и улучшить экологическую обстановку в регионах.

Материалы и методы. Рассмотрены зола-уноса, золошлаковая смесь, молотый гранулированный доменный шлак, калиевое и натриевое жидкое стекло, которые использовались для приготовления геополимерного вяжущего. Для определения прочности образцов вяжущего применялся пресс ИР 5081-5. Прочность геополимерного бетона испытывалась с помощью пресса ТП-1-350. Испытание на морозостойкость проводилось по ускоренному методу с использованием климатической камеры. Водонепроницаемость определялась с помощью прибора АГАМА-2РМ.

Результаты. Представлены результаты комплексных испытаний по подбору состава геополимерного вяжущего и бетонов на его основе в качестве альтернативы тяжелому бетону на портландцементном вяжущем. Подобраны составы геополимерного бетона, которые соответствуют классам бетона B15, B20, B22,5, B25, B30. Изучено влияние тепловлажностной обработки (ТВО) на прочность получаемого геополимерного вяжущего.

Выводы. Проведены химические и физико-механические испытания компонентов геополимерного вяжущего. Изучено влияние вида используемого жидкого стекла и ТВО на прочность геополимерного вяжущего. Подобраны рациональные составы геополимерного вяжущего и бетонов на его основе. Получены данные испытаний геополимерного бетона на водонепроницаемость, прочность при сжатии и изгибе, пористость, морозостойкость. У геополимерных смесей измерена осадка конуса. По результатам испытаний можно сделать вывод, что представленные составы геополимерного вяжущего классом до B30 можно использовать в строительной отрасли в качестве альтернативы портландцементым бетонам.

Введение. В настоящее время нашли широкое распространение сухие строительные смеси на базе гидравлических вяжущих материалов. Применение сухих смесей многогранно и связано в основном с приготовлением растворов и мелкозернистых бетонов. Указанные смеси получают путем регулирования реологических и физико-механических свойств за счет введения модифицирующих добавок и микронаполнителей в виде стеклянных микросфер.

Материалы и методы. Для регулирования свойств смеси на микроскопическом уровне использовались фибровые полимерные и базальтовые волокна, создавая тем самым упрочненную армированную микроструктуру затвердевшего мелкозернистого бетона. Подобраны составы сухих смесей на основе полимерных и базальтовых фибровых волокон с применением суперпластификатора и аппретированных полых стеклянных микросфер марки МС-ВП-А9 в количестве 10 %. Сухая смесь на базе указанного состава с использованием суперпластификаторов, стеклянных микросфер, а также базальтовой или полимерной фибры приготавливается путем перемешивания и измельчения в линейно-индукционном вращателе, который имеет показатель индуктивности переменного поля 0,2 Тл и частоту 50 Гц. Обработка смеси осуществляется в течение 240 с. Полимерные и базальтовые волокна вводились в сухую смесь раздельно, т.е. в каждом составе использовался только один из двух представленных видов волокон.

Результаты. Активированные в электромагнитном поле сухие смеси затворялись водой в количестве, необходимом для получения растворов равной подвижности. Приготовление раствора производилось в течение 4–5 мин, при этом полученные смеси имели повышенную пластичность и однородность с равным количеством воды затворения в сравнении с контрольными составами без применяемых базальтовых или полимерных волокон.

Выводы. Анализ экспериментальных данных показал, что оптимальная концентрация суперпластификатора составляет 0,5 % от массы цемента, при которой наблюдается максимальный прирост прочности. Установлено, что оптимальное количество фиброволокна (как базальтового, так и полипропиленового) — 1,4 кг/м³. При этом базальтовое волокно обеспечивает увеличение прочности при сжатии на 28 % и при изгибе на 45 %, а полипропиленовое — на 29 и 42 % соответственно.

Введение. Рассматриваются концептуальные основы модели системы термогравитационной вентиляции жилых зданий, основанные на исследовании зданий с низкими потребностями в вентиляции в климатических условиях, где температурные различия между внутренним и внешним воздухом значительны. Исследуется гравитационная вентиляция в контексте термического режима стен при инсоляции фасадов зданий, возводимых в регионах с доминированием высокого уровня солнечного теплового потока.

Материалы и методы. Для анализа и мониторинга светоинсоляционного и ветрового режимов территорий стран с продолжительным теплым периодом использован метод, основанный на базе данных гидрометеорологических справочников. Процесс естественной вентиляции изучен с помощью методов солнечно-инсоляционного анализа конструктивной оболочки зданий в программе Revit, а также на основе натурных исследований инсоляционного и термического режимов этой оболочки.

Результаты. Разработано теоретическое положение термогравитационной вентиляции зданий для регионов с продолжительным теплым периодом. Составлена физико-математическая модель системы термогравитационной вентиляции, описывающая естественный процесс циркуляции воздуха в помещениях, основанный на разнице плотностей воздуха внутри и снаружи здания. Изучен механизм естественной аэрации квартир в зданиях с использованием комплексного подхода, включающего натурные экспериментальные исследования, математическое моделирование микроклиматических и теплофизических процессов, а также применение программного обеспечения и тепловизионного обследования.

Выводы. Разработанное теоретическое положение термогравитационной вентиляции зданий для регионов с продолжительным теплым периодом позволило сформулировать физико-математическую модель системы термогравитационной вентиляции зданий, описывающую естественный процесс циркуляции воздуха в помещениях, основанный на разнице плотностей воздуха внутри и снаружи здания. В целом термогравитационная вентиляция является эффективным и экологически чистым решением для обеспечения естественного воздухообмена, поддерживая комфортный воздушный режим в зданиях, особенно в условиях маловетреной погоды и штилей.

Введение. Развитие современных кампусов университетов в рамках федерального проекта «Создание сети современных кампусов» проводится с применением механизма государственно-частного партнерства (ГЧП), в котором кампус рассматривается как многоуровневая социально-экономическая система, одновременно создающая образовательную, научно-технологическую и предпринимательскую ценность. Эффективность управления такой системой может быть доказана через комплексную систему показателей, способную объективно отражать результативность управления одновременно тремя прямыми участниками: публичным партнером в лице регионального правительства, частным партнером в лице инвестора проекта и университетом в достижении общих стратегических целей проекта.

Материалы и методы. Цель исследования — разработка подхода к определению комплекса показателей оценки результативности совместной деятельности участников управления кампусом в проектах с применением механизма ГЧП с учетом интересов публичного партнера, частного партнера и университета. Использованы методы нормативно-
правового анализа, сравнительного кейс-стади опыта создания зарубежных и отечественных кампусов университетов, контент-анализа российских и зарубежных публикаций.

Результаты. Анализ существующих подходов продемонстрировал переход фокуса управления кампусом от материально-технической базы к процессам формирования конкурентных преимуществ в результате деятельности, осуществляемой в границах кампуса. Обоснована применимость продуктово-сервисного подхода для достижения конкурентоспособности кампуса, которая устанавливается качеством разработанного продуктового портфеля с учетом целей развития, потенциала и компетенций регионального правительства, частного инвестора и университета. Предложен подход к определению комплекса показателей, который позволяет оценивать результативность совместного управления кампусом, сопоставлять академические, инфраструктурные и региональные социально-экономические эффекты, оперативно выявлять диспропорции в целевой продуктовой модели развития кампуса и тем самым обосновывать управленческие решения, направленные на баланс интересов участников управления для достижения аналитических показателей оценки кампуса, заложенных в федеральном проекте. Разработанный подход может использоваться при проектировании комплекса показателей отдельных проектов кампусов, реализуемых при помощи механизма ГЧП как инструмента управления совместной деятельностью, содействуя возврату инвестиций, достижению академических целей и повышению региональных социально-экономических эффектов.

Выводы. Конкурентоспособность кампуса, реализованного с применением ГЧП, равна конкурентоспособности его продуктового портфеля, формирующегося на пересечении трех взаимозависимых контуров — деятельности университета, качества инфраструктуры и потенциала региона. Достижение конкурентоспособности продуктового портфеля происходит через управление процессами создания конкурентных преимуществ, в которых одновременно задействованы все прямые участники управления — публичный партнер, частный партнер и университет.

Введение. Несмотря на существенные масштабы и значимость сферы теплоснабжения для жилищно-коммунального хозяйства страны, в ее функционировании накопился ряд проблемных вопросов, которые снижают ее надежность и экономичность. Это определяет актуальность решения задачи формирования направлений повышения эффективности и надежности теплоснабжения посредством рационального использования энергетических ресурсов и разработки системы показателей оценки эффективности данных направлений. В соответствии со стратегическими документами страны энергосбережение выступает приоритетным направлением развития энергетики России, в том числе в теплоснабжении городского и жилищно-коммунального хозяйства, определяя возможности роста надежности сферы за счет динамики снижения аварий на сетях и источниках теплоснабжения и экономичности благодаря разумному использованию источников энергии.

Материалы и методы. Решение поставленной задачи осуществлялось на основе применения таких методов исследования, как логический анализ и метод систематизации. Анализ открытых информационных источников и исследований экспертов в области теплоснабжения позволил систематизировать практический опыт применения энерго-сберегающих мероприятий в теплоснабжении городского и жилищно-коммунального хозяйства в зависимости от этапа генерации, передачи и потребления тепловой энергии.

Результаты. Сформирован и систематизирован комплекс мероприятий, нацеленных на повышение надежности и экономичности сферы, связанный с рациональным использованием энергетических ресурсов, а также решена задача по разработке системы показателей эффективности функционирования теплоснабжения городского
и жилищно-коммунального хозяйства, отражающей рост надежности и экономичности функционирования сферы в ходе реализации предложенных мероприятий.

Выводы. Применение выделенных направлений повышения энергосбережения и энергоэффективности теплоснабжения на этапах генерации, передачи и потребления тепла позволит добиться увеличения надежности и экономичности функционирования теплоснабжения городского и жилищно-коммунального хозяйства, а предложенная система показателей эффективности даст возможность отразить результаты реализации данных мероприятий с позиций роста данных характеристик сферы.