Preview

Вестник МГСУ

Расширенный поиск
Том 18, № 8 (2023)
Скачать выпуск PDF

Архитектура и градостроительство. Реконструкция и реставрация 

1179-1185 117
Аннотация

Введение. Проанализирована значимость строящейся скоростной магистрали М-12 в качестве международного транспортного маршрута. Отмечена целесообразность реализации проекта исходя из интересов России.

Материалы и методы. Рассмотрены конструктивные решения проезжей части на трассе М-12. Приведены материалы для каждого конструктивного и функционального слоя дорожной одежды; краткий обзор опыта применения асфальтобетона, запроектированного по методу Суперпейв за рубежом и в России. Поставлен вопрос о неэффективном расположении дорогих по составу и сложных по технологии проектирования слоев из нового асфальтобетона внутри, а не в покрытии конструкции дорожной одежды на скоростной магистрали М-12.

Результаты. Показаны преимущества и недостатки технологии Суперпейв. Проанализированы особенности подбора битумного вяжущего. Представлены организационные, конструктивные, материальные и технологические мероприятия для реализации проектного гранулометрического состава минеральной части в технологии асфальтобетона по методу Суперпейв. Приведена аргументированная критика применения нового вида битумного вяжущего и гранулометрического состава асфальтобетона по методу Суперпейв.

Выводы. Отмечена необходимость дальнейшего изучения и развития технологии асфальтобетона по методу Суперпейв и материалов с добавками сверхабсорбирующего полимера для их эффективного применения. Обозначены вопросы обеспечения удобоукладываемости материалов с полимерными добавками и регулирования их применения стандартами.

1186-1200 41
Аннотация

Введение. В современном градостроительстве Российской Федерации планирование развития муниципальных образований в сложившихся системах расселения не стало приоритетной стратегической задачей. До настоящего времени в документации территориального планирования поселенческого уровня значимость этих компонентов систем расселения недооценивается, зависимость динамики отмечаемых изменений от функционального профиля территорий не выявляется, а в оценках объектов преобладает констатирующий, а не прогнозный подход. Однако планирование территории данного уровня способно снижать остроту противоречий между краткосрочными и долгосрочными перспективами развития регионов, а также обеспечивать точность привязки формируемых объектов разной величины с нетиповыми функциональными программами.

Материалы и методы. Методологической основой послужили общенаучные методы (системный подход, системно-структурный анализ, компаративный анализ, теоретическое моделирование) и специальные междисциплинарные (методы графоаналитического моделирования); научная литература; данные с официальных сайтов органов статистики и муниципальных образований; открытые картографические источники; градостроительные документы территориального планирования.

Результаты. Впервые осуществлена систематизация планировочных ситуаций поселений, которые отличаются от известных примеров реализацией проектов освоения территорий особых экономических зон производственного типа федерального и регионального значения. Разработана и применена система оценки территорий поселений, основанная на принципах структурирования, и выделения планировочных единиц муниципальных систем расселения, — населенных пунктов. Оценка позволяет определять в совокупности качественные и количественные характеристики поселений, что повышает обоснованность размещения и последующего формирования объектов.

Выводы. Приращение научных результатов заключается в совершенствовании методологии территориального планирования муниципального уровня. Оно обусловлено усилением семантического значения поселенческого звена в региональных системах расселения. В связи с этим корректируются используемые технологии разработки градостроительные решений и расширяется спектр решаемых ими задач. Они обоснованы результатами применения системы оценки поселенческих структур с выделением планировочных элементов низового звена расселения, что обеспечивает сравнимость и типологическое ранжирование исследуемых планировочных ситуаций.

1201-1211 50
Аннотация

Введение. Предмет исследования — объемно-пространственные элементы здания и их места размещения. Практическая значимость исследования — ускорение принятия решения при выборе объектов недвижимости для дальнейшей практической работы по обустройству. Цель исследования — найти возможность комплексной оценки архитектурных решений для гипотетических изменений, таких как функциональное назначение. Научная новизна: рассматривается возможность упростить перспективные изменения на этапе проектирования.

Материалы и методы. Описан спектр изменений в зданиях с течением времени — от эксплуатационных необходимостей, перепланировок до капитального ремонта. Основанием работы является богатый на частые изменения материал по зданиям для научно-исследовательской и рисковой инновационной деятельности. Приведены разные по масштабу изменения, сравнительно часто встречающиеся в зданиях гражданского назначения. Использованы комплексно эмпирические и теоретические методы исследования.

Результаты. Перечислены приемы, используя которые архитектор может упростить возможные в будущем изменения в здании или помещении, связанном с перепрофилированием деятельности, со сменой арендатора или владельца. Описаны характеристики сторон рассмотрения каждой из особенностей объекта недвижимости. На двух упрощенных примерах проведена оценка архитектурных решений, влияющих на возможность перспективных изменений. Приводится оценочный комплекс по определению готовности здания к перспективным изменениям с применением ординарных диаграмм офисного типа.

Выводы. Оценочный аппарат может быть использован для сравнения объектов недвижимости, которым предстоит перепрофилирование (в связи с продажей или сдачей в аренду). Для применения представленного аппарата оценки потребуется создание математической формулы, учитывающей значительную по объему базу данных для каждого из объектов. Результат оценки — краткая запись в числовой форме и диаграмма, отражающая архитектурное решение, наглядно демонстрирующая степень готовности здания к изменениям.

Проектирование и конструирование строительных систем. Строительная механика. Основания и фундаменты, подземные сооружения 

1212-1219 41
Аннотация

Введение. В настоящее время в зданиях в качестве несущих элементов применяются в том числе круглые пластины переменной толщины, что вызывает необходимость в их диагностике и оценке качества. Профессор В.И. Коробко выявил взаимосвязь между частотами собственных поперечных колебаний w и максимальными прогибами W0 от равномерно распределенной нагрузки для изотропных пластинок постоянной толщины при однородном опирании по контуру. Цель исследования — установить взаимосвязь между максимальным прогибом и частотой собственных поперечных колебаний для пластин переменной по закону квадратной параболы толщины при утолщении к опоре.

Материалы и методы. Расчетная конструкция — стальная круглая изотропная пластина переменной по закону квадратной параболы толщины при утолщении к опоре. Исследования проводились методом конечных элементов, опирание по контуру — шарнирное и жесткое защемление.

Результаты. Определены максимальные прогибы и частоты собственных колебаний круглой изотропной пластинки при различном соотношении толщины пластины на опоре t1 к толщине в центре t2. Рассмотрена взаимосвязь максимальных прогибов равномерно распределенной нагрузки W0 и основной частоты собственных колебаний w круглой пластины. Построены графики зависимости максимальных прогибов и частот собственных поперечных колебаний пластины от соотношения t1/t2.

Выводы. Установлено, что коэффициент K подчиняется в пределах 5 % зависимости профессора В.И. Коробко только при соотношении толщины на опоре к толщине в центре t1/t2 = 55/50 < 1,1 для обеих схем опирания. При соотношении толщин t1/t2 = 100/50 = 2 расхождение коэффициента K с аналитическим составляет около 30 % для шарнирного опирания до 43,8 % при жестком опирании по контуру. Все значения коэффициента K для круглых изотропных пластин переменной по закону квадратной параболы толщины при утолщении на опоре дают завышенные значения коэффициента K по сравнению с теоретическими значениями для шарнирного и жесткого опирания.

1220-1229 66
Аннотация

Введение. В гражданских зданиях в последнее время намечается распространение сталежелезобетонных (сталебетонных) конструкций. В сталежелезобетонных перекрытиях сегодня чаще всего применяют прокатные профили. Использование гнутых профилей в сталежелезобетонных изгибаемых конструкциях пока не нашло широкого распространения. Поэтому исследование напряженно-деформированного состояния (НДС) сталежелезобетонных балок является актуальной задачей. Приведены новая методика и расчетные формулы оценки несущей способности изгибаемых сталебетонных элементов. Описаны компьютерные модели составной балки, состоящей из гнутых профилей, замоноличенных бетоном. На основе результатов численных исследований изготовлены и испытаны модели балок. Выявлено НДС экспериментальной составной балки. Анализ НДС опытных балок, их поведение под нагрузкой позволили разработать новую методику оценки несущей способности балок. Сопоставлены данные натурного эксперимента и численных исследований по компьютерным моделям, а также по аналитическим формулам. Проведены численные и графические сравнения итогов натурных испытаний с численными исследованиями
и по аналитическим формулам.

Материалы и методы. Компьютерное моделирование выполнено с помощью пакета программы ANSYS. Аналитические формулы для оценки прочности изгибаемого элемента записаны на основе предельных относительных деформаций сжатия бетона. Для натурных экспериментов изготовлены составные сталебетонные балки на основе гнутых швеллеров.

Результаты. Определено НДС балок по полученным зависимостям и в результате натурных испытаний, а также на основе компьютерного моделирования. Результаты числовых значений по предложенным аналитическим формулам сопоставлены с данными натурных экспериментов.

Выводы. Предложены аналитические зависимости оценки прочности сталебетонных изгибаемых элементов, изучены особенности работы сталебетонных балок по численному моделированию и аналитическим зависимостям, натурным экспериментам. Аналитические зависимости, записанные на основе предельных относительных деформаций сжатия бетона, дают лучшие результаты, чем известный метод расчета, базирующийся на методе предельных усилий.

Строительное материаловедение 

1230-1240 23
Аннотация

Введение. Актуальность исследования обусловливается необходимостью совершенствования процедуры строительного контроля дорожно-строительных материалов в части лабораторных испытаний. Одним из действенных методов проверки компетентности лаборатории являются межлабораторные сравнительные испытания. Цель их проведения — обнаружение недостатков и несоответствий, анализ причин их появления, осуществление корректирующих мероприятий и, таким образом, совершенствование лабораторной системы качества.

Материалы и методы. В качестве объекта исследования принята георешетка. Для межлабораторного сопоставления выбраны результаты определения прочности при растяжении, относительного удлинения при максимальной нагрузке, а также показатели морозостойкости материала и устойчивости к воздействию ультрафиолетового излучения. Все испытания выполнены в продольном направлении образцов георешетки. Установлены наиболее и наименее статистически однородные физико-механические показатели георешетки в условиях воспроизводимости результатов измерений по каждому из показателей, полученных в разных лабораториях и различными средствами измерений, с использованием алгоритма на основе Z-индексов.

Результаты. По совокупности результатов испытаний качество работы большинства испытательных лабораторий может быть признано удовлетворительным. Представленные данные получены по большинству показателей. В разрезе параметров неудовлетворительные сведения не выявлены; доля удовлетворительных результатов составляет ٨٧,٥–100 %.

Выводы. Обработанные данные протоколов испытаний свидетельствуют о высоком уровне компетентности участников межлабораторных сличений. Участие в программах межлабораторных сравнений несомненно является действенным способом проверки и повышения качества испытаний; индивидуальный анализ результатов позволяет улучшить лабораторную систему качества. Представляется целесообразным нормировать требования к коэффициенту вариации, сходимости и воспроизводимости контролируемых показателей.

1241-1250 36
Аннотация

Введение. Разработка рецептур многокомпонентных вяжущих композиций с использованием минеральных добавок различной природы является актуальной задачей. Многокомпонентные вяжущие связки «портландцемент – минеральная добавка», «портландцемент – минеральная добавка – пластификатор» позволят расширить ассортимент линейки вяжущих, найти экономное практическое применение ресурсоемкому материалу, снизить расход энергозатрат на высокотемпературную обработку, и все это не в ущерб эксплуатационным показателям бетона и железобетона.

Материалы и методы. Согласно нормативно-техническим документам ГОСТ ٣١١٠٨, ГОСТ 20515 рекомендуется использовать в качестве компонента вяжущих систем тонкодисперсные добавки как природного, так техногенного происхождения, не оказывающие вредного влияния на свойства цементного теста и камня.

Результаты. Представлены топологические модели многокомпонентной вяжущей системы, отличающиеся в зависимости от природы и гранулометрии минерального порошка наполнителя. На основании проведенных исследований приведены модели диффузионной межфазовой зоны цементного камня, состоящей из прореагировавшей клинкерной и минеральных составляющих; пограничные слои которых отличаются присутствием в составе новообразований гидратных силикатов кальция и микропор различной конфигурации. Качественный состав пограничной межфазовой зоны определяется природой и реакционной способностью наполнителя.

Выводы. Анализ результатов показал, что соответствующий химико-минералогический состав, наличие ионообменных центров и высокий коэффициент активности способствуют повышению реакционной способности минеральных добавок, что важно для создания прочной вяжущей наполненной связки, необходимой для организации монолитного высотного строительства с конструктивными элементами сложной герметической конфигурации.

1251-1261 34
Аннотация

Введение. Холодильные машины применяются во многих областях промышленности с целью получения искусственного холода. Для поддержания оптимальных рабочих температур, повышения энергоэффективности и уменьшения энергопотерь при работе холодильных машин используется теплоизоляция. Теплоизоляция — это элементы конструкции холодильной камеры, которые уменьшают процесс теплопередачи и играют роль основного термического сопротивления в конструкции. Ключевые характеристики теплоизоляционных материалов — теплопроводность, плотность, влагопоглощение, гидрофобность, морозостойкость, прочность и горючесть. В зависимости от условий, в которых будет находиться холодильная камера, можно определить, какой материал предпочтительней в качестве теплоизоляции. На данный момент существует множество теплоизоляционных материалов, что может поставить потребителя в тупик, ведь в большинстве случаев в описании характеристик данного материала предоставляется информация лишь о его положительных качествах. Другие особенности, которые делают его применение недостаточно эффективным, не указываются.

Материалы и методы. Проведен анализ разных видов теплоизоляционных материалов, которые являются приоритетными при конструировании холодильных камер. Чтобы понять, какой материал обладает нужными характеристиками, следует воссоздать условия, при которых он будет эксплуатироваться. Для этого используются несколько основных лабораторных воздействий для создания неблагоприятных условий для материалов.

Результаты. Исследованы материалы, которые продемонстрировали сильные и слабые стороны при разных физических условиях.

Выводы. На основе приведенных результатов понятно, какие материалы приоритетны в качестве теплоизоляции холодильной камеры, а какие нуждаются в дополнительной обработке.

Гидравлика. Геотехника. Гидротехническое строительство 

1262-1271 26
Аннотация

Введение. Проведен анализ математических моделей двумерных плановых потоков. Такие потоки характеризуются местными осредненными скоростями по глубине и местными глубинами в каждой точке потока. Формирование математической модели водного потока основано на его разделении на несколько участков. На этапе выхода потока из трубы имеется участок, где сохраняются постоянными параметры потока (скорость, глубина, ширина) — инерционный фронт. Определена цель статьи и ее актуальность.

Материалы и методы. Введением безразмерных комплексов и на основе π-теоремы выведена формула длины инерционного фронта водного потока при его растекании из прямоугольной трубы в широкое отводящее русло. Использована аналогия из газовой динамики, а именно переход в плоскость годографа скорости потока. С использованием годографа скорости получены законы распределения глубин и скоростей потока вдоль его продольной оси симметрии и вдоль крайней линии тока. Сформулированы основные задачи расчета параметров потока.

Результаты. Описаны числовые расчеты сформулированных основных задач определения параметров потока. Приводится сравнение с экспериментальными данными и подтверждается адекватность уточненной математической модели двумерного планового потока.

Выводы. Полученная формула длины инерционного фронта позволяет добиться желаемой погрешности расчета параметров водного потока. При расширениях потока до ٥ относительная погрешность ординат и скоростей потока не превышает 7–10 %. Расчетные формулы и реализованные программы позволят проектировщикам ГТС быстрее и точнее определить границы, скорость и глубину безнапорного потока над водопропускной трубой.

1272-1282 32
Аннотация

Введение. В мире происходит много разрушений грунтовых плотин из-за потери фильтрационной прочности грунтов тела плотины или основания. Фильтрационная устойчивость грунтов связана с явлением гидравлического разрыва (ГР), поэтому предотвращение условий, вызывающих ГР, является важной задачей при проектировании и эксплуатации грунтовых плотин. Гидравлический разрыв тесно связан также с неравномерной осадкой грунтов плотины и строительных конструкций. В грунтовых плотинах явление неравномерной осадки часто возникает в зонах между грунтом плотины и бортовыми массивами створа плотины, грунтом плотины и бетонными конструкциями, такими как водопропускные трубы и водосбросы, фундаментные элементы конструкций; водонепроницаемым ядром плотины и примыкающими к нему зонами грунта. Рассмотрена фильтрационная устойчивость грунтовых плотин в области трубчатых водосбросных сооружений.

Материалы и методы. Исследование проводилось с помощь численного моделирования с применением программного комплекса Plaxis. В качестве объекта исследования принята грунтовая плотина Бунг Бунг (Вьетнам).

Результаты. Результаты исследования показали, что нормальное напряжение вокруг водопропускной трубы было снижено до уровня намного ниже, чем давление воды в фильтрационном потоке с высокой вероятностью ГР в объеме грунта, находящегося под водосбросной трубой. В этих областях может произойти ГР. Предложены два конструктивных подхода к предотвращению ГР: изменить форму сечения водопропускной трубы, устроить глиняную рубашку вокруг водосбросной трубы. Оба подхода были проверены численным методом. Расчеты продемонстрировали, что применение обоих методов снижает условия возникновения ГР вблизи водопропускной трубы.

Выводы. Разрушение плотины из-за ГР может привести к серьезному повреждению. Внедрение методов предотвращения ГР важно для обеспечения безопасных условий работы плотины.

Технология и организация строительства. Экономика и управление в строительстве 

1283-1297 55
Аннотация

Введение. Возможности использования особых экономических зон (ОЭЗ) в аспекте повышения объемов осуществляемых строительных работ и количества возведенных объектов недвижимости различного типа обусловлены ростом учреждения ОЭЗ, на которые возлагают значительные ожидания по решению ряда задач и вызовов, существующих в строительной отрасли. Проблемы диспропорции факторов производства на территории страны закладывают негативные последствия неверно принятых решений по формированию устойчивого социально-экономического развития регионов, что приводит к дифференциации в размещении объектов инфраструктуры и возникновению дисбаланса в трудовых высококвалифицированных кадрах. Авторы исследования полагают, что необходимым условием решения данных проблем является создание предпосылок и условий по реализации инвестиционно-строительных проектов (ИСП), имеющих коренное значение для отрасли, сконцентрировав субъекты экономической деятельности на едином территориальном пространстве, применив для этого ОЭЗ.

Материалы и методы. Изложенный метод оценки строится на применении коэффициентов линейной и обратной пропорциональности, выражающих зависимость переменных величин при реализации ИСП в ОЭЗ на различных этапах его жизненного цикла. Ключевым методом, применяемым в рамках научного исследования, является построение графиков линейных и параболических функций, иллюстрирующих изменения величины затрат и степени влияния этапов проекта.

Результаты. Обнаружены и описаны посредством коэффициентов линейной и обратной пропорциональности перспективы по созданию инструмента регулирования прибыльности и рентабельности проекта. Выявление точки пересечения затрат и влияния проекта открывает широкие перспективы по внедрению разработанной методики в девелоперскую деятельность предприятий инвестиционно-строительной сферы, придавая практическую ценность проведенной научной работы.

Выводы. Разработанный метод оценки эффективности проекта предполагает раздельное применение инструментов расчета на каждом из его этапов, что связано с особенностью использования вышеупомянутых коэффициентов. Визуально-наглядное представление и простота применения метода в значительной степени упрощает его применение, что в особенности необходимо при проведении оперативной экспресс-оценки прибыльности проекта в обозримой перспективе.

1298-1305 52
Аннотация

Введение. Возможно или нет автоматизированное генерирование технологических изобретений? Для проверки этой гипотезы предлагается опробовать интеграцию машинного и живого интеллекта человека с помощью искусственного интеллекта (ИИ) на примере разработанной Microsoft и OpenAI нейросети GPT.

Материалы и методы. Использование ИИ в креативном синтезе экологически ориентированных прогрессивных или перспективных словесных и графических образов прорывных технологий с учетом машинной статистической обработки патентной информации и фондов технических регламентов представляется одной из задач креативного прогнозирования объектов техносферы.

Результаты. Намечены подходы к разработке методики автоматизированного прогнозирования прорывных технологий строительного производства. Решены задачи исследования: поиск методов исследования будущего строительной отрасли; поиск корректной терминологии для синтеза образов будущих прорывных технологий и вариантов использования ИИ, способного креативно генерировать словесные и графические образы технологий. Рассмотрены аспекты автоматизированного прогнозирования перспективных строительных технологий, словесные и графические образы будущих прорывных технологий экологически ориентированного строительного производства.

Выводы. Обзор образов прорывных технологий строительного производства показал возможность интеграции живого и искусственного интеллекта при соответствующей терминологической и методологической проработке баз данных и алгоритмов информационной логистики для автоматизированного генерирования новых технологических изобретений.

1306-1317 83
Аннотация

Введение. В современных условиях производственное нормирование является основой для разработки сметных нормативов и показателей, используемых при расчете достоверных сметных затрат на строительство (реконструкцию, капитальный ремонт) объектов капитального строительств. Качество разработки первичных производственных норм, их состав, методология разработки, правила использования напрямую влияют на номенклатуру и степень детализации разрабатываемых сметных нормативов и показателей. Обоснованием сметных нормативов служат технологические карты, содержащие карты нормативных наблюдений, фотографии элементов процесса, иногда видеозапись процессов и др. Возникает необходимость проведения нескольких замеров на различных площадках для получения усредненных данных, в том числе за счет влияния человеческого фактора в установлении фиксажных точек и формировании карты рабочих операций, что создает возможность фальсификации данных. Целесообразно пересмотреть подходы к созданию массовой системы производственного нормирования государственного уровня при условии коренного изменения подходов к организации процесса сбора, анализа и хранения информации, в том числе с учетом развития строительной отрасли в условиях цифровизации.

Материалы и методы. Применены системный подход, общетеоретические методы познания (анализ, синтез, аналогия, обобщение, сопоставление) и др.

Результаты. Предложено использовать электронную базу нормативных наблюдений для повышения достоверности сметных расчетов в строительстве. Определены цели и принципы создания, а также структура электронной базы нормативных наблюдений. Рекомендована к разработке регистрационно-информационная карта объекта, содержащая всю информацию о создании, обработке, регистрации, хранении и передачи в пользование для целей нормирования.

Выводы. Внедрение предлагаемого подхода к созданию, ведению и сопровождению электронной базы нормативных наблюдений будет способствовать повышению достоверности сметных затрат в строительстве, а также минимизации трудовых и временных затрат на разработку сметных нормативов и показателей.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1997-0935 (Print)
ISSN 2304-6600 (Online)