Введение. Методологии башенных сооружений в научной среде уделяется незначительное внимание. Отчасти это связано с историческим контекстом и археологическими поисками таких сооружений. В существующих исследованиях можно получить представление описательного характера о башенных сооружениях Чечни, однако затруднительно извлечь комплексную техническую информацию, необходимую при сохранении и реставрации таких объектов культурного наследия (ОКН).

Материалы и методы. Исследование охватывает нормативную базу, Единый реестр объектов культурного наследия профильного ведомства и научные работы в сфере сохранения башенных сооружений, раскрывающие аспекты и подходы архитектурной характеристики башенных сооружений в техническом направлении. Использованы методы сравнительно-сопоставительного анализа, синтеза, обобщения, а также формализации.

Результаты. По итогам комплексного анализа реставрационных задач, методов, технологий и видов восстановительных работ, возможных к применению относительно башенных сооружений Чечни, сформирована методология сохранения ОКН, выявлена степень ее перспективности и систематизированы методологические подходы при восстановлении башенных сооружений в зависимости от реставрационной задачи. Определены перспективные методологические подходы сохранения и реставрации башенных сооружений Чечни с учетом их текущего технического состояния.

Выводы. Методологические подходы в зависимости от реставрационных задач и технического состояния объектов могут быть использованы при сохранении и реставрации башенной архитектуры не только Чечни, но и других регионов страны. Методологические подходы учитывают критическое техническое состояние многих учтенных объектов на территории региона. Практическая ценность произведенной оценки перспективности методологических подходов состоит в высокой степени адаптируемости архитекторами при проведении восстановительных работ башенных сооружений. Предложенная методология и ее оценка позволят научному сообществу расширить виды реставрационных работ, соответствующих методам реставрации башенной архитектуры, которая по итогам исследования нуждается в особом внимании в результате оценки ее состояния как критического.

Введение. В настоящее время актуальна проблема разработки легковозводимых самонесущих объектов, обеспечивающих надежную и универсальную защиту при любых экстремальных природных явлениях. К объектам такого класса можно отнести двухконтурные геодезические купольные системы, дизайн которых в полной мере отвечает современным направлениям геоклиматической или климатоустойчивой архитектуры. Несущий каркас двухконтурного геодезического купола формируется системой повторяющихся стержневых фрагментов, соединяемых с помощью специальных сборно-разборных узловых соединений. В литературе отсутствуют сведения о конечно-элементном моделировании динамического отклика двухконтурного геодезического купола на сейсмическое воздействие с учетом податливости узловых соединений стержней несущего каркаса.

Материалы и методы. Для численного анализа переходного процесса использовались макросы, написанные на языке APDL, встроенного в программный комплекс ANSYS Mechanical. Учет линейных и угловых податливостей узловых соединений стержней каркаса купола реализован с применением комбинированных конечных элементов COMBIN14. Процесс построения конечно-элементного ансамбля, состоящего из балочных и комбинированных элементов, автоматизирован.

Результаты. В итоге модального анализа установлено, что вид геометрии стержневого каркаса геодезического купола в сочетании с параметрами податливостей поворотных шарниров существенно влияет на собственные пары. Выполнены вычислительные эксперименты для двух вариантов каркасов геодезических куполов при сейсмическом воздействии интенсивностью восемь баллов.

Выводы. Предлагаемая концепция моделирования узловых соединений стержневого каркаса купола с помощью комбинированных конечных элементов позволяет опосредованно учесть эффект демпфирования при динамическом воздействии. Разработанная методика построения конечно-элементной модели каркаса геодезического купола с учетом шарнирно-стержневых связей может быть использована при проектировании дизайна реального арт-объекта подобного типа.

Введение. Строительство объектов повышенного класса ответственности, в частности, требует передачи высоких значений нагрузок на основание, что нередко достигается посредством свайных фундаментов, заглубляемых в скальные массивы. Расчет их несущей способности включает прогнозирование доли нагрузки, воспринимаемой боковой поверхностью сваи и ее основанием, однако сумма этих значений недопустима, поэтому необходимо точно спрогнозировать доли этих значений. Данный прогноз осложняется разнообразием свойств скальных грунтов, масштабным фактором и сложной работой контакта «свая – массив». Существует несколько методов прогнозирования работы сваи, наиболее распространенный — метод конечных элементов. Цель исследования — выполнение верификации результатов физического и численного моделирования, реализуемого в программном комплексе ZSoil, для последующего более глубокого изучения совместной работы сваи и скального массива.

Материалы и методы. Численное моделирование осуществлялось в программно-вычислительном комплексе (ПВК) ZSoil 3D с учетом фактически полученных характеристик используемых материалов. Для физического моделирования подготовлено три образца, идентичных численной модели, испытанных далее в установке трехосного сжатия.

Результаты. Получены качественные и количественные результаты проведенного моделирования. Качественные результаты — установлено разрушение всего контакта «свая – скальный массив» как на лабораторных образцах, так и в численной модели. Количественно результаты сопоставлялись по графикам зависимости осадки головы сваи от возникающих напряжений.

Выводы. По результатам численного и физического моделирования характер и этапность разрушения системы идентичны, что определено в ходе визуального осмотра образцов и полученных результатов в ПВК. Количественная оценка результатов выполнена в рамках сравнения полученных графиков зависимости осадки головы сваи от напряжений, возникающих в ней. Сопоставление показало максимальное расхождение значений, равное ~ 15 %, что подтверждает применимость ПВК в последующем исследовании системы.

Введение. Сжатые трубобетонные элементы заняли достойное место в мировой практике строительства. В России также начал проявляться повышенный интерес к практическому применению трубобетонных колонн (ТБК), особенно при проектировании высотных зданий. Данные конструкции обладают такими ценными качествами, как высокая прочность и пластический характер разрушения, обусловленный большими осевыми деформациями в предельном состоянии. В действующих нормативных документах по проектированию ТБК в России, а также за рубежом содержатся только указания по расчету их прочности на основании метода предельных усилий, а в таком расчете деформативные свойства конструкций не учитываются. Несущую способность необходимо определять не только с учетом ее прочности, но и с возможной необходимостью ограничения осевой деформации. Решению этой задачи на примере центрально сжатых элементов посвящено данное исследование.

Материалы и методы. Рассмотрен расчет прочности коротких ТБК в условиях центрального сжатия по методу предельных усилий. Известно, что осевые деформации трубобетонных колонн могут достигать слишком больших величин, неприемлемых для эксплуатационной пригодности несущего каркаса. Расчет производится с возможностью ограничения предельных осевых деформаций заранее определенной величиной.

Результаты. Получена формула для установления осевых деформаций колонн в предельном состоянии по прочности, которые принимаются равными деформациям бетонного ядра при максимальных напряжениях. Проверка точности этой формулы выполнена по результатам сопоставлений вычисленных значений деформаций с опубликованными экспериментальными данными.

Выводы. Полученные зависимости позволяют оценить деформативность рассчитываемой конструкции и расширяют область применения метода предельных усилий на трубобетонные элементы, в которых предельно допустимая деформация не превышает 25 % от деформации бетонного ядра при максимальном напряжении.

Введение. Рассматривается влияние погрешностей изготовления стальных гнутых замкнутых сварных квадратных профилей размером 200 × 8 мм на прочность монтажного контактного стыка колонн по высоте. Предполагается, что допустимые отклонения размеров выпускаемого стального проката приняты в национальных стандартах с учетом обеспеченности заданного уровня надежности, равного 95,44 %.

Материалы и методы. Исследуются законы распределения для таких случайных величин, как толщина листа t, высота профиля h и радиус наружного закругления R. Для учета погрешностей изготовления элементов при определении несущей способности узла при центральном сжатии колонны предлагается ввести понижающий коэффициент условий работы γd, вычисляемый как отношение порогового значения площади контакта Aʹcont к нормативной площади сечения профиля колонны An.

Результаты. В зависимости от значений t, h, R для нижней и верхней колонн формируются площади их поперечного сечения (A1 и A2), а также площадь их контакта Acont при условии симметричности погрешностей изготовления и соосной установке колонн в ходе монтажа. Написана программа на языке Python для генерации возможных значений площади контакта Acont, подбора аппроксимирующей функции и вычисления коэффициента условий работы γd.

Выводы. В результате исследований с использованием метода Монте-Карло установлено, что при учете влияния погрешностей изготовления для толщины листа t, высоты профиля h и радиуса наружного закругления R прочность контактного стыка колонн при центральном сжатии может снижаться до 84 % от расчетной прочности, установленной по площади поперечного сечения, указанной в сортаменте.

Введение. Проектная документация на строительство капитального объекта включает раздел, в котором обосновывается энергетическая эффективность проектируемого здания, подтверждаемая соответствием теплотехнических показателей нормам, установленным на территории России. Одним из таких теплотехнических показателей является сопротивление теплопередаче наружных ограждающих конструкций здания, характеризующее их тепловую эффективность. Нормативная методика определения этого показателя, основанная на результатах теплотехнического расчета двухмерного теплового поля, не позволяет корректно оценить тепловую эффективность конструкции, так как не позволяет учесть все проблемные места по потерям тепла из здания, имеющие место в неоднородных ограждающих конструкциях и в их узловых сопряжениях.

Материалы и методы. Рассмотрено конструктивное решение фасадной системы монолитного жилого здания с лоджиями, спроектированного для строительства в г. Москве. Наружные стены выполнены из монолитного железо-
бетона и газобетонных блоков с применением навесной вентилируемой фасадной системы. Оценка тепловой эффективности исследуемого ограждения здания проводилась на основе теплотехнического расчета трехмерного температурного поля с использованием вычислительного комплекса TEPL.

Результаты. Приведены результаты анализа распределения температур на поверхностях теплообмена, которые позволили установить зоны излишних тепловых потерь в исследуемых конструкциях. Предложены варианты дополнительного утепления конструкций здания. С помощью программного комплекса TEPL вычислены величины приведенного сопротивления теплопередаче исследуемых ограждающих конструкций, позволившие достоверно оценить тепловую эффективность проектного конструктивного решения наружного ограждения (до утепления) и утепленных конструкций.

Выводы. Оценку тепловой эффективности наружных вертикальных ограждающих конструкций следует производить на основе численного расчета трехмерного температурного поля, позволяющего не только точно определить величину приведенного сопротивления теплопередаче ограждения, но и выявить все имеющиеся в конструкции «мостики холода» для их устранения в конструктивном решении.

Введение. Сжатые стабилизированные грунтовые кирпичи (ССГК) представляют собой устойчивую альтернативу традиционному обожженному кирпичу, обеспечивая значительные экологические преимущества, такие как снижение энергопотребления и уменьшение выбросов углерода. ССГК изготавливаются путем смешивания грунта, песка, воды и стабилизирующей добавки, как правило, портландцемента, извести, золы-уноса, битума или их комбинации с последующим механическим уплотнением смеси в формах.

Материалы и методы. Изучены механические свойства (прочность на сжатие и прочность при изгибе) и водопоглощение ССГК, стабилизированных в малых дозировках: 2 % извести + 3 % цемента, 3 % извести + 4 % цемента, 4 % извести + 6 % цемента, 5 % цемента, 0 % стабилизатора (нестабилизированный образец). Экспериментальная программа включала оценку прочности на сжатие в сухом и увлажненном состоянии, прочности при изгибе, а также капиллярного и общего водопоглощения.

Результаты. Увеличение содержания стабилизатора значительно повышает как прочность на сжатие, так и прочность при изгибе. При этом механические характеристики соответствуют требованиям стандартов для категорий A и B. Однако общее водопоглощение также возрастает с увеличением дозировки стабилизатора. Несмотря на это, зафиксированные значения водопоглощения остаются ниже максимальных пределов, установленных соответствующими стандартами.

Выводы. В целом результаты исследования демонстрируют, что применение небольших дозировок стабилизаторов позволяет ССГК обладать достаточным потенциалом в качестве устойчивого, эффективного и пригодного для практического применения строительного материала. Использование местных сырьевых ресурсов способствует существенному снижению стоимости строительства и минимизации негативного воздействия на окружающую среду по сравнению с традиционными обожженными кирпичами и бетонными блоками.

Введение. Рассматривается влияние «зеленых» крыш на экологическую безопасность городов. Частицы мелко-дисперсной пыли РМ2,5 и РМ10 влияют на здоровье человека, уменьшая не только продолжительность трудоспособного периода жизни, но и угрожая жизни. Поэтому снижение концентрации этих твердых частиц (ТЧ) в воздухе городских территорий — серьезная проблема специалистов в области техносферной безопасности. Одним из возможных решений проблемы является повсеместное внедрение «зеленых» крыш для озеленения городов.

Материалы и методы. Изучается способность «зеленых» крыш снижать плотность твердых взвешенных частиц PM различной фракции и связанных с ними микроэлементов несколькими видами многолетних растений в течение весны, лета и осени. Детоксикация воздуха окружающей городской среды может происходить благодаря фиторемедиации, позволяющей использовать растения для снижения загрязнения воздуха. Растения, находящиеся на уровне крыш зданий общественного назначения, могут улавливать тяжелые металлы (ТМ) из воздуха, особенно на селитебных территориях, где крыши зданий имеют значительные площади. Проведена оценка способности растительного покрова улавливать частицы мелкодисперсной пыли в воздушной среде городских территорий на основе анализа восьми видов растений. Для экспериментального исследования выбраны растения с листьями с разнообразной морфологией, которая оказывает влияние на улавливание ТМ.

Результаты. Исследование подтверждает важность выбора растений с особыми структурными особенностями для зеленой городской инфраструктуры. Высокие уровни ТМ на «зеленых» крышах обнаружены в летний период года, что связано с условиями окружающей среды и активностью работы промышленных предприятий.

Выводы. На содержание ТЧ в растениях влияет также смена времен года. Исследование подчеркивает важность изучения удержания ТМ частицами разного размера растениями.

Введение. При проведении ряда экспериментов по сжатию расписания календарно-сетевого графика проекта строительства выдвинута и подтверждена гипотеза о том, что использование методологии пакетно-узлового метода (ПУМ) позволяет сокращать плановые сроки строительства на 25 % без изменения длительности выполняемых операций и назначения дополнительных ресурсов. Данный подход, с одной стороны, решает задачу сжатия расписания, с другой — создает дополнительные проблемы или задачи, связанные с увеличением информационных потоков и объемов планирования. Цель исследования — сокращение сроков выполнения строительно-монтажных работ через детализированное планирование и качественную реализацию проекта по сценарию, обозначенному как сценарий ИИ.

Материалы и методы. В качестве исходной методологии календарно-сетевого планирования принята процессная модель Planning & Scheduling. Рассматриваются разные сценарии планирования и реализации строительного проекта: в одном данные со степенью детализации, возрастающей по мере поступления, в другом используется ПУМ строительства.

Результаты. Подтверждена актуальность интеграции машинного обучения (ML) и искусственного интеллекта (AI) в строительную индустрию. Это направление представляет значительный научный и практический интерес, открывая новые горизонты для повышения производительности, безопасности и качества строительных проектов. Проведен анализ технологий нейросетей для решения задач управления сроками и других задач календарно-сетевого планирования. Итоговым решением исследовательской задачи стала инициация проекта «Разработка и внедрение системы ИИ-планировщик и ИИ-помощник руководителя проекта».

Выводы. Интеграция ML и AI в строительную индустрию является важным шагом к устойчивому развитию отрасли, что подтверждается результатами проведенного исследования и требует дальнейшего изучения и развития гипотез.

Введение. Актуальность исследования мегаполисов как центров научно-технической деятельности и инновационно-экономического пространства Китая определяется необходимостью изучения механизмов реализации государственной политики в экономической и социальной сферах, анализа принципов управления экономическими системами и оценки методов стратегического менеджмента в контексте инновационного развития. Цель исследования — выявление параметров и основных направлений развития китайских мегаполисов как инновационных центров.

Материалы и методы. Применены методы: восхождения от абстрактного к конкретному, сравнительный, исторический и структурно-функциональный, анализ данных. Использование данных методов позволяет исследовать механизмы разработки и реализации государственной политики, принципы управления сложными экономическими системами и формы стратегического управления инновационным развитием. Исследование базируется на анализе китайских источников и работ китайских авторов.

Результаты. Определены особенности развития мегаполисов как центров инновационно-технологического развития в Китае, включая: системный анализ государственной политики поддержки инноваций на национальном и региональном уровнях; выявление принципов и методов управления экономическими системами мегаполисов; оценку эффективности различных стратегий инновационного развития и моделей взаимодействия государства, науки и бизнеса.

Выводы. Развитие инноваций и новых технологий в Китае демонстрирует эффективную модель сочетания стратегического государственного планирования с гибкими методами управления на региональном уровне. Реализация особой политики инновационной поддержки осуществляется через комплекс мер и механизмов государственного регулирования экономических систем, включая создание национальных научных центров, специальных экономических зон и многоуровневую систему стимулирования. Китайский опыт представляет значительный интерес для изу-чения методов стратегического менеджмента в условиях трансформации городов в глобальные инновационные центры.

Введение. Разработан и апробирован подход к оценке жизненного цикла (ЖЦ) для несущих стальных конструкций объектов промышленности с применением стоимостной оценки рисков. Подход основан на принципах дисконтирования денежных потоков и включает детализированную декомпозицию всех этапов ЖЦ: от предпроектных исследований до утилизации, с выделением фазы реконструкции стальных конструкций как ключевого стоимостнообразующего фактора.

Материалы и методы. Центральным элементом исследования является интеграция в классическую модель стоимостной оценки вероятностных аварийных рисков (механических, коррозионных, усталостных и т.п.), выполненная с применением методологии анализа деревьев событий.

Результаты. Разработан риск-ориентированный подход к оценке объектов промышленности в условиях ЖЦ. На примере стропильной фермы пролетом 24 м проведен подробный расчет, иллюстрирующий динамику затрат и рисков в течение 40-летнего горизонта планирования. Результаты, представленные в табличной форме, демонстрируют, что доля рисковых составляющих может достигать 20–25 % от общей стоимости для решений с минимальными начальными инвестициями. Сравнительный анализ альтернатив с базовой и усиленной защитой подтверждает экономическую целесообразность превентивных инвестиций, обеспечивающих снижение совокупных затрат по ЖЦ на 35–45 % за счет резкого уменьшения эксплуатационных расходов и вероятности катастрофических отказов. Проведен анализ чувствительности, устанавливающий зависимость итоговой стоимости от ставки дисконтирования, стоимости простоя производства и достоверности исходных вероятностных данных.

Выводы. Разработанный подход предназначен для использования в технико-экономическом обосновании проектов при выборе конструктивных решений промышленных зданий в составе объектов промышленности.