Введение. Управление градостроительной деятельностью в России за 20 лет действия Градостроительного кодекса существенно трансформировалось. С одной стороны, накоплен огромный опыт, территориальное планирование и градостроительное зонирование охватили все пространство страны, с другой — увеличивающееся число документов порождает новые конфликты, решения часто не синхронизированы и даже противоречивы. Повысить качество управленческих решений возможно за счет выстраивания целеполагания, формализации задач управления развитием территорий и системного преобразования в способах принятия управленческих решений на основе результатов градостроительного проектирования. Цель исследования — обосновать и сформулировать аргументы в пользу комплексного градостроительного проектирования как интеллектуального базиса для эффективного управления пространственными изменениями урбанизированных территорий.

Материалы и методы. Исследование проведено на основе сравнительного анализа разработанных под руководством автора комплексных градостроительных проектов в городах различных регионов России и влияния их решений на качество управления и эффективность развития территорий.

Результаты. Обоснованы преобразования видов градостроительной документации, определены их состав и содержание в целях оптимизации управленческих процессов и повышения качества принимаемых решений, обеспечивающих достижение цели комплексного социально-экономического и пространственного развития территорий за счет полноты, актуальности и юридической значимости данных об объектах градостроительного планирования и градостроительного регулирования — результатов градостроительного проектирования. Градостроительное проектирование — интеллектуальный базис для принятия научно обоснованных решений по пространственному развитию урбанизированных территорий.

Выводы. Сфера градостроительного проектирования существенно расширяется. Для обеспечения системного и эффективного управления развитием территорий предлагается пять видов градостроительной документации, результаты которых в совокупности будут представлять собой интеллектуальный базис системы управления пространственным развитием в формате цифровой информационной модели управления развитием территорий: стратегический план; комплексный инфраструктурно-инвестиционный план; генеральный план землепользования и застройки; мастер-план (стратегический, отраслевой или локальный); проект планировки и межевания территории.

Введение. Климатические характеристики имеют ключевое значение в современной градостроительной практике. Увеличение количества атмосферных осадков «бросает вызов» устаревшим нормативным документам. Для повышения адаптационных возможностей городов к потеплению климата в 80-х гг. XX в. западными специалистами было предложено использовать зеленую инфраструктуру (ЗИФ). В нормативных документах РФ понятия, которое включало бы в себя применение науки и математики для решения проблемы подтопления городских пространств, еще не существует. Авторы предлагают свое видение решения обозначенной проблемы.

Материалы и методы. Дано авторское определение «инженерно-технического дизайна», указана разница между существующими видами действия в городской среде в этом вопросе, и выделены основные этапы внедрения данного определения в научную и практическую деятельность. Установлено, что часто подтапливаемые ливневыми водами городские территории в Москве — это магистральные улицы 2-го класса регулируемого движения в ЗАО. Проведен градостроительный анализ территории исследования с учетом климатических характеристик, обозначена роль ЗИФ и биоинженерных сооружений.

Результаты. Авторский расчет средней скорости потока ливневой воды в биоинженерном сооружении необходим для выбора размеров элементов ЗИФ, которые планируется разместить на территории. Скорость течения ливневой воды по непроницаемой поверхности почти в три раза выше, чем с сопротивлением почвы и растительности, в зависимости от уклона территории.

Выводы. Предложен вариант внедрения инженерно-технического дизайна на магистральной улице в Москве — Мичуринском проспекте, включающий дизайн-идею пространства с использованием структуры рукотворных биотопов. Ливневая вода аккумулируется и перераспределяется через биоинженерные сооружения, подпитывая растительность.

Введение. Количественная оценка уровня надежности и безопасности конструкционных решений является актуальной научно-технической проблемой. Мерой надежности в таком случае может выступать вероятность отказа несущего элемента конструкции. В практических задачах оценки и анализа надежности строительных конструкций данные о случайных величинах могут быть получены в интервальной форме (качественная неопределенность), в то время как классические методы анализа надежности не позволяют произвести оценку надежности при наличии таких данных. Недостаток статистических данных (количественная неопределенность) также присутствует в практических задачах анализа надежности.

Материалы и методы. Рассмотрено использование теории свидетельств как эффективного инструмента для анализа надежности конструкций стальных покрытий в задачах с интервальной неопределенностью статистических данных.

Результаты. Приведена графическая интерпретация алгоритма анализа надежности, которая позволяет наглядно и оперативно получить оценку вероятности безотказной работы элемента покрытия, а также снизить допустимую нагрузку на элемент до требуемого уровня надежности. Исследованы двухмерные и трехмерные модели для анализа надежности стержня стальной фермы по критерию устойчивости.

Выводы. Теория свидетельств дает возможность эффективно моделировать различные источники неопределенностей в практических инженерных задачах. При ограниченной информации можно получить представление о количественном выражении уровня надежности по ее нижней оценке, которую можно увеличить за счет усиления элемента, более детального вероятностного анализа или ограничения эксплуатационной нагрузки на элемент. Учитывая большее количество недетерминированных величин в расчете, инженер получает более достоверное и осторожное решение. При учете площади поперечного сечения как случайной величины надежность стержня фермы по расчету на устойчивость оказалась на 23 % меньше (нижняя граница надежности), чем в аналогичном расчете с детерминированным значением.

Введение. При проектировании металлических конструкций учитывают множество факторов, включая податливость узлов, что влияет на результаты расчетов напряженно-деформированного состояния (НДС) элементов конструкции. При проектировании высотных зданий предусматривают аутригеры, распределяющие ветровую нагрузку между ядром жесткости и периметральными колоннами каркаса, снижая горизонтальные перемещения. Учет податливости в узлах аутригера оказывает влияние на распределение усилий в элементах конструкций здания, а также на деформации здания. Представлен анализ влияния учета податливости узлов аутригера на НДС элементов стальных конструкций высотного здания.

Материалы и методы. В качестве объекта исследования принята расчетная схема 60-этажного здания с аутригером, смоделированная в расчетном комплексе ETABS. Податливость узлов конструкций аутригера определялась с использованием программного комплекса IDEA StatiCa.

Результаты. По результатам статического расчета с учетом податливости узлов аутригера при постановке одного аутригера на 54 этаже максимальное горизонтальное перемещение верха здания увеличилось на 2,9 % по сравнению с результатами расчета без учета податливости. При постановке двух аутригеров увеличилось на 4,7 %. Максимальное значение продольной силы в раскосе аутригера снизилось на 23 % по сравнению с результатами без учета податливости, а максимальное значение изгибающего момента увеличилось на 10 %.

Выводы. При расчете высотного здания с учетом податливости значения горизонтального перемещения верха здания увеличиваются в пределах 5 %. Если при проектировании необходимо ограничить горизонтальные перемещения здания, то следует выполнять расчет с учетом податливости узлов металлических конструкций аутригера. Кроме того, учет податливости при расчете позволяет снизить металлоемкость проектируемых раскосов аутригера, так как определяющим усилием является продольная сила, которая при расчете с учетом податливости уменьшается в пределах 25 %.

Введение. Создание безотходных технологий производства малоэнергоемких строительных материалов и изделий с вовлечением в повторную переработку вторичных сырьевых ресурсов является одним из приоритетных направлений развития экономики большинства стран. В связи с этим актуальной является задача разработки конкурентоспособных вяжущих веществ на основе фосфогипса (ФГ) с добавлением гидратной извести путем проектирования рациональных составов фосфогипсо-известковых композиций, твердеющих по смешанному типу.

Материалы и методы. В качестве вторичного сульфатсодержащего сырья использовали отвальный ФГ предприятия ООО «Титановые инвестиции», г. Армянск. Гидратную известь для исследований получали путем гашения комовой извести, производимой в шахтных печах известкового цеха АО «Крымский содовый завод», г. Красноперекопск. Анализ минералогического состава ФГ и искусственного камня на его основе проводили с помощью синхронного TG-DTA/DSC термического анализа на анализаторе STA 8000 (Perkin Elmer). Дисперсный состав ФГ и гидратной извести устанавливали методом лазерной дифракции на лазерном анализаторе размеров частиц Partica LA-960 (Horiba). Определение механических характеристик опытных образцов выполняли на базе консоли управления МСС8 (Controls).

Результаты. Результаты разработки составов на основе фосфогипсо-известковых композиций показали, что после принудительной карбонизации данных составов в течение 180 мин в воздушно-газовой среде с 50 %-ной концентрацией СО2 можно получить водостойкий каменный материал (Kр 0,78–0,8) с прочностью при сжатии 28–32 МПа, средней плотностью 1750–1780 кг/м3 и водопоглощением по массе и объему 11–15 и 19–26 % соответственно.

Выводы. Вероятно, дополнительная оптимизация условий получения образцов (давление прессования, водосодержание смеси, введение заполнителя), режима принудительного карбонатного твердения (время твердения, концентрация СО2) позволит еще повысить исследуемые свойства получаемого каменного материала. Полученные экспериментальные данные позволяют предположить, что на основе предлагаемого вяжущего возможно производство определенной номенклатуры мелкоштучных стеновых изделий с учетом проведения дополнительных научных исследований в этой области.

Введение. Применение минеральных добавок (МД) в составах цементных бетонов дает возможность снижать расход портландцемента (ПЦ), что при возрастающих темпах строительства уменьшает негативное воздействие на экологию при его производстве. Однако высокая стоимость и территориальная ограниченность производства наиболее эффективных модификаторов (микрокремнезем, метакаолин) не позволяют в полном объеме удовлетворить возрастающий на них спрос. Разработка МД из широко распространенного сырья поможет решить проблему дефицита наиболее распространенных добавок, а также снизить объемы потребления ПЦ. Механизм твердения ПЦ с широко распространенными МД достаточно подробно изучен. При этом работы, описывающие процессы гидратации цементного вяжущего, модифицированного МД на основе термоактивированных глинистых и карбонатных пород, практически отсутствуют.

Материалы и методы. В качестве МД использованы: термоактивированная глина (Никитское месторождение, г. Саранск, Республика Мордовия), доломит (с. Ельники, Республика Мордовия), термоактивированная смесь глины и известняка (с. Атемар, Республика Мордовия). С применением метода рентгенофазового анализа исследованы механизмы действия указанных МД на процессы гидратации.

Результаты. Установлено, что применение рассматриваемых МД позволяет повысить степень гидратации ПЦ и направлено изменять фазовый состав цементного камня.

Выводы. Полученные данные свидетельствуют о перспективности и актуальности направления по разработке бетонов с модифицирующими добавками на основе термоактивированных полиминеральных глин и карбонатных пород, что позволяет расширить номенклатуру выпускаемых на сегодняшний день модифицированных цементных композитов за счет более полного использования местной минеральной сырьевой базы.

Введение. С одной стороны, загрязненные грунты выступают источником деградации экосистем, с другой — потенциальным основанием для возведения сооружений. На площадках нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий постоянно осуществляются строительные работы. Строительство новых и реконструкция существующих установок сопровождаются сносом старых объектов вплоть до извлечения фундаментов из загрязненной геосреды.

Материалы и методы. Оценку нефтезагрязненных грунтов проводили на существующих предприятиях нефтяного комплекса в ходе проектно-изыскательских работ по подготовке площадок к новому строительству. На стадии изысканий исследовали несущую способность загрязненных грунтов с использованием метода штамповых испытаний. Отдельные параметры, необходимые для оценки строительного освоения промплощадок без экскавации загрязненных грунтов, определяли в грунтовой лаборатории по стандартным методикам.

Результаты. Нефтезагрязненные грунты под площадками реконструируемых предприятий отличает многообразие видового состава, геомеханических свойств и экологических показателей. Соответственно многообразно и количество направлений ликвидации загрязнений. Промывку загрязненных грунтов осуществляли растворами реагентов (флокулянт, сода, карбонизированная вода) через сети дрен и скважин под давлением. При этом происходил перевод загрязнений, «защемленных» в порах и капиллярах грунта, в свободное состояние с последующим оттоком в дренаж, перехватом загрязненной жидкости и ее подъемом на поверхность для дальнейшей очистки.

Выводы. Учитывая значимость проблемы, авторами был разработан и внедрен в строительную практику набор технологий, позволяющих проводить на территориях реконструируемых и ликвидируемых объектов нефтяного комплекса удаление углеводородсодержащих загрязнений без извлечения грунтов из выемок.

Введение. При обосновании проектных решений в гидротехническом строительстве, разработке мероприятий по использованию и охране водных ресурсов практический и научный интерес представляет информация о внутригодовом распределении стока. Представлены итоги корреляционного анализа ежедневных уровней воды в реках Калининградской области по результатам наблюдений в годы разной водности с 2008 по 2021 г.

Материалы и методы. Выполнен статистический анализ массива данных наблюдений за ежедневными уровнями воды в 12 створах рек Калининградской области за период с 2008 по 2021 г. Источник данных — автоматизированная информационная система государственного мониторинга водных объектов. Обработка результатов наблюдений осуществлялась в среде Mathcad.

Результаты. Рассчитаны коэффициенты парной корреляции (КПК) между ежедневными уровнями воды в исследуемых створах рек Калининградской области. Определены средние, наибольшие и наименьшие КПК ежедневных уровней воды в рассматриваемых створах. Установлена зависимость КПК ежедневных уровней воды в двух створах, расположенных в одной речной системе, и для разных речных систем.

Выводы. Выявлено, что наиболее тесная стохастическая связь ежедневных уровней воды наблюдается у р. Неман и рук. Матросовка; в маловодные годы значения КПК ежедневных уровней воды в рассматриваемых створах снижаются; в качестве аналогов для водотоков Калининградской области следует рекомендовать р. Преголю (ГП Гвардейск) и р. Инструч (ГП Ульяново). Полученные результаты могут быть использованы при разработке мероприятий по использованию и охране водных ресурсов региона.

Введение. Накопление нефтесодержащих сточных вод в окружающей среде становится все более серьезной угрозой экосистеме и здоровью человека. Исследовали модификацию ультрафильтрационной PVDF мембраны с целью создания гидрофильного слоя на ее поверхности, повышения производительности и увеличения противообрастающих свойств при очистке водонефтяных эмульсий.

Материалы и методы. Использовались половолоконные капиллярные мембраны PVDF с порами диаметром 0,1 мкм. Мембраны были подвергнуты двухступенчатой модификации, которая включала обработку таниновой кислотой и последующее окисление перманганатом калия в различных буферных растворах. Для создания модельных водонефтяных эмульсий применялись масло моторное, керосин, дистиллированная вода и додецилсульфат натрия. Все эксперименты по разделению водонефтяных эмульсий проводили при поддержании постоянного давления фильтрации 1 бар на приготовленной фильтровальной ячейке в тупиковом режиме. Приготовленные модельные растворы выполнены с применением додецилсульфата натрия и содержали загрязняющие вещества — моторное масло или керосин. Фильтрат после мембраны отбирали для определения проницаемости и эффективности разделения растворов. Модификация поверхности оказала положительное влияние на эффективность задержания нефтепродуктов. При разделении эмульсии моторного масла эффективность достигала 99 %, содержание нефтепродуктов во всех пробах фильтрата было ниже 0,4 мг/л. В случае с разделением эмульсии керосина наблюдали незначительное снижение эффективности очистки до 95 %, содержание нефтепродуктов — ниже 1,15 мг/л.

Результаты. Полученные результаты показали значительное увеличение производительности и эффективности разделения. Удельная производительность мембраны увеличилась до 143 % при разделении моторного масла и до 67 % при разделении керосина.

Выводы. Модифицированные мембраны продемонстрировали высокую эффективность удаления нефтепродуктов, до 99 % для моторного масла и до 98 % для керосина, также обладали высокой степенью восстановления потока (FRR) до 91 %. Данные результаты могут быть перспективными для масштабирования.

Введение. Предпринята попытка решения задачи определения производительности труда, рассмотрен метод ее повышения. Представление производительности труда в виде сложной системы, формирующейся исходя из положений системотехники в строительстве, позволяет создать декомпозицию ее составляющих в виде факторов и влияющих на них параметров.

Материалы и методы. Рассмотрена производительность труда как сложная строительная система, имеющая большое количество подсистем ее формирующую. Математическая модель производительности труда, сформированная из факторов и влияющих на них параметров, дает возможность определять фактическое значение производительности труда.

Результаты. Фактическое значение производительности труда предлагается сравнивать с нормальным значением — величиной, обеспечивающей требуемую производительность труда в строительстве, его отдельном виде или даже производственной структуре. В качестве основных факторов взяты исследуемые подсистемы, каждая из них принята за факторы, влияющие на производительность труда. К ним можно добавить и другие, например унификацию проектных решений или какой-нибудь еще фактор. Каждый из перечисленных факторов характеризуется создающими его параметрами. Так же, как и факторы, параметры, их создающие, представляют открытую подсистему, наполнение которой является предметом исследования. Результат — построение математической модели производительности труда.

Выводы. Решение прямой задачи — определение фактической величины производительности труда на основе значений факторов и влияющих на них параметров может осуществляться для сравнения с нормальным значением производительности труда и определением фактического роста производительности труда. Решение обратной задачи — достижение директивной продолжительности труда за счет присвоения факторам и влияющим на них параметрам значений, необходимых для решения поставленной задачи.

Введение. Техническое нормирование рабочих процессов заключается в хронометрировании рабочих операций и процессов в разбивке по фиксажным точкам и последующее проектирование оптимальных рабочих операций и процессов. Требуется проведение ряда сопоставимых по результирующей продукции и составу бригад замеров для различных строительных площадок и организаций. Крайне затруднена организация выездов специалистов на производственные площадки по причине незаинтересованности организаций и несогласованности действий по формированию целенаправленно организованных трудовых процессов. Проблема заключается в невозможности массовой фиксации процессов и актуализации норм. В современных реалиях создать стандартизированную государственную систему производственного нормирования для массового применения возможно только при коренном изменении процесса сбора и анализа информации. Предлагается создание центров моделирования, анализа и апробации моделей рабочих операций и процессов для производственной сферы.

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

Результаты. Для сбора и обработки данных рабочих операций в строительстве целесообразно использовать современные технологии, основанные на системах захвата движений и переноса сцены, в результате чего не требуется проводить несколько замеров, так как получаемая модель может быть отредактирована и дополнена в соответствии с оптимальным расположением людей, средств и предметов труда. Предложена концепция формирования автоматизированной технологической линии проектирования рабочих операций и процессов.

Выводы. Внедрение предлагаемого комплекса мер по созданию, ведению и сопровождению массовой системы производственного нормирования в строительстве будет способствовать формированию единого государственного стандарта системы производственного нормирования, сохранению технологий производства работ, ускорению процесса обучения приемам труда, созданию основы для роботизации производства и применения искусственного интеллекта в моделировании оптимальных технологических процессов.

Введение. Современное состояние инвестиционно-строительной деятельности (ИСД) на корпоративном уровне определяется не только усложнением применяемых инженерных решений объектов капитального строительства, но также изменениями в аналогичном тренде внешней и внутренней среды хозяйствующих субъектов, участвующих в возведении здания или сооружения. Подобное усложнение обусловлено перманентным нарастанием научно-технического прогресса и проявлением соответствующих ему экономических явлений, которые влияют на запросы потребителей и регуляторные регламенты государства. Как следствие этого, нарастание и обострение противоречий между условиями реализации ИСД и организацией управления строительством, что является причиной появления новых вариантов реализации бизнес-процессов, их сложения и интеграции с производственными и обеспечительными процессами, т.е. возникновения новых организационных схем управления строительством. Одной из таких схем можно принять управление строительством на основе производственно-инжинирингового центра (ПИЦ). Ключевым направлением повышения эффективности в этом организационном построении служит трансформация управленческих процессов, т.е. их реинжиниринг.

Материалы и методы. В основе исследования лежат постулаты кибернетики, логистики регулирующих воздействий, организации производственных систем, структурно-функционального анализа. Использовался научный задел авторов, который нашел отражение в их публикациях по данной проблематике. Дополнительными источниками послужили научные труды отечественных и зарубежных ученых в данной предметной области.

Результаты. Обоснованы структура и состав ПИЦ, выполнено распределение основных групп функций, определено место подобного организационного построения в корпоративной системе управления ИСД, установлены направления реинжиниринга бизнес-процессов.

Выводы. Формирование новых, современных организационных структур — перспективное направление реинжиниринга бизнес-процессов для увеличения эффективности строительства, повышения качества строительной продукции, а также взаимодействия участников инвестиционно-строительной деятельности.

Введение. В данной статье обобщается опыт тестирования светопрозрачных фасадов и оконных систем на выполнение таких работ в Северной Америке и проводится сравнение с подходами в этом вопросе на территории Российской Федерации.

Материалы и методы. Анализируются история тестирования фасадных систем и оконной продукции в Канаде и США, учитывая их богатый опыт в возведении и испытаниях таких конструкций. Проводится сравнительный анализ с существующими методами тестирования в Российской Федерации, конкретно на основе недавно изданного ГОСТа 70941–2023 «Конструкции Фасадные Светопрозрачные. Методы определения водопроницаемости в натурных условиях». Приводятся примеры используемого оборудования для тестирования на строительной площадке и лаборатории.

Результаты. Определяется порядок проведения таких тестов, используемое оборудование и правила техники безопасности при проведении работ по тестированию на строительной площадке.

Выводы. Отсутствие единого стандарта на проведение испытаний светопрозрачных фасадов в Российской Федерации на строительной площадке может привести к ситуации, которая в свое время возникла в канадском Ванкувере, когда фасады множества зданий не справлялись со своей основной функцией — отделения наружной окружающей среды от внутреннего пространства и создания благоприятных условий пребывания людей внутри здания. Вновь принятый ГОСТ 70941–2023, к сожалению, напоминает описание методов мытья фасадов перед сдачей здания в эксплуатацию, и не описывает адекватные инженерные подходы к тестированию светопрозрачных фасадов для определения их устойчивости к природным воздействиям (ветра и дождя). Назрела необходимость создания единого стандарта тестирования для всех участников строительства светопрозрачных фасадов и выработки показателей, которые будут характеризовать такие конструкции по типам и способности предотвращать проникновения дождя или воздуха во внутренние помещения.