Строительные конструкции, здания и сооружения
Введение. К настоящему времени в отечественной и зарубежной научной литературе накоплен обширный экспериментальный материал по исследованию перемещений и деформаций железобетонных стен при совместном действии горизонтальной Q и вертикальной N нагрузок. Однако отсутствуют обобщающие работы, систематизирующие полученные данные с целью их использования в качестве эмпирического базиса для построения более точных деформационных моделей и инженерных методик расчёта стен, позволяющих дифференцированно оценивать перемещения изгиба ∆𝑓𝑙𝑒𝑥𝑢𝑟𝑒 и сдвига ∆𝑠ℎ𝑒𝑎𝑟. Данная статья направлена на решение этой проблемы.
Материалы и методы. Объект исследований — железобетонные стены зданий и сооружений при совместном действии горизонтальной Q и вертикальной N нагрузок. Предмет исследований — перемещения и деформации стен. Материалы — научные статьи зарубежных авторов, посвящённые исследуемому вопросу. Методы — формальная логика (анализ, синтез, индукция, дедукция), графический метод построения схем деформирования, аналитические методы нелинейной строительной механики.
Результаты исследования. При соотношении сторон стены 1,5 < H/B < 2,0 преобладают изгибные перемещения ∆𝑓𝑙𝑒𝑥𝑢𝑟𝑒 в структуре общих перемещений ∆, а перемещения горизонтального скольжения ∆𝑠𝑙𝑖𝑑 составляют порядка 1 % от ∆, и ими можно пренебречь. Доля перемещений от изгиба ∆𝑓𝑙𝑒𝑥𝑢𝑟𝑒 составляет приблизительно 98 % от ∆ на начальных этапах. С увеличением горизонтальной нагрузки Q вклад перемещений ∆𝑓𝑙𝑒𝑥𝑢𝑟𝑒 постепенно снижается: до 90 % — в момент появления трещин, до 85 % — при текучести вертикальной арматуры и до 80 % — в стадии разрушения (при выкрашивании сжатого бетона).
При соотношении сторон стены 1,0 < H/B < 1,5 перемещение ∆𝑠ℎ𝑒𝑎𝑟 оказывает значительное влияние на общее перемещение ∆: доля ∆𝑠ℎ𝑒𝑎𝑟 на начальных этапах нагружения составляет около 22 %, в момент отслоения защитного слоя бетона — 46 %, и достигает 64 % в момент разрушения.
По графикам относительных перемещений стены при соотношении сторон 1,5 < H/B < 2,0 нами выявлено, что в стадии разрушения доля перемещений при изгибе и сдвиге составляет соответственно 88 % и 12 % от общих. Аналогичные графики получены для стен с соотношением сторон 1,0 < H/B < 1,5 и установлено, что перемещение ∆𝑠ℎ𝑒𝑎𝑟 оказывает значительное влияние на общее перемещение ∆. Доля ∆𝑠ℎ𝑒𝑎𝑟 на начальных этапах нагружения составляет около 22 %, в момент отслоения защитного слоя бетона — 46 % и достигает 64 % в момент разрушения.
Обсуждение и заключение. Метод «Х-диагоналей», реализованный в плоской расчётной схеме, позволяет с высокой точностью выделить из общих перемещений составляющие, вызванные деформациями изгиба и сдвига. Благодаря этому преимуществу, данная схема является перспективным инструментом для дальнейших экспериментальных и теоретических исследований. Причём, на наш взгляд, высота фрагмента стены, в границах которого строятся диагонали, должна быть произвольной — Hi, что позволит сделать данный метод более универсальным.
Помимо плоской расчётной схемы возможно использование и стержневой. Стержневую расчётную схему стены при известных закономерностях об изменениях жесткостных параметров стержня на концевых участках (в местах образования пластических шарниров) удобно применять в инженерных расчётах каркасных зданий и сооружений на основе метода конечных элементов в том или ином вычислительном комплексе.
Введение. Настоящая работа посвящена актуальной проблеме обеспечения сейсмостойкости зданий и сооружений в зонах с повышенной сейсмической активностью. Целью исследования является комплексный анализ существующих методов защиты от сейсмических воздействий и разработка инновационных конструктивных решений для повышения устойчивости зданий. Актуальность исследования обусловлена растущей необходимостью защиты населения и инфраструктуры в сейсмически активных регионах мира.
Материалы и методы. В ходе исследования рассмотрены два основных подхода к повышению сейсмостойкости: традиционный метод увеличения сечений конструкций и специальный метод снижения нагрузки через изменение динамической схемы работы сооружения. Особое внимание уделено разработке и анализу работы узла крепления связи каркаса с использованием фасонки из гнутой тонкостенной пластины. Для проведения исследования применялись современные методы математического моделирования и компьютерного анализа.
Результаты исследования. Выполнен анализ архитектурно-планировочных и конструктивных решений, направленных на повышение сейсмостойкости зданий. Сформулированы принципы проектирования сейсмостойких зданий, обеспечивающих минимизацию ущерба от землетрясений. Проведено исследование пластических свойств стали как эффективного способа поглощения сейсмической энергии. Представлена классификация энергопоглощающих устройств по пяти основным типам: стержневые, кольцевые, трубчатые, балочного типа и работающие на сдвиг. Детально изучены конструктивные особенности энергопоглотителей, их преимущества и недостатки.
Обсуждение и заключение. Проведен конечно-элементный анализ напряженно-деформированного состояния узла крепления с использованием программного комплекса Stark ES. Результаты анализа позволили оценить эффективность предложенного конструктивного решения. Практическая значимость исследования заключается в возможности применения разработанных решений при проектировании и строительстве сейсмостойких зданий в зонах повышенной сейсмической активности. Предложенные методы и конструкции позволяют повысить устойчивость зданий, снизить металлоемкость и обеспечить простоту замены элементов при необходимости. Разработанные решения могут быть масштабированы для применения в различных типах строительных конструкций и климатических условиях.
Строительные материалы и изделия
Введение. Механическая активация сухих компонентов цементных композитов используется для повышения начальной прочности, улучшения реологических характеристик смеси, сокращения сроков схватывания за счет повышения реакционной способности вяжущего. Кинетика тепловыделения компонентов цементных композитов, модифицированных методами механической активации, на данный момент мало изучена, и исследование ее изменения является актуальной задачей. Для описания кинетики тепловыделения используются известные уравнения, связывающие степень гидратации и относительное тепловыделение. Целью данной работы является исследование процесса тепловыделения механоактивированной цементно-песчаной композиции с определением параметров уравнений, описывающих кинетику тепловыделения.
Материалы и методы. Исследуемая механоактивированная композиция состоит из цемента и песка с отношением по массе 1:2,14, удельная поверхность — 3690,8 см2/г. С помощью изотермического калориметра проведен калориметрический анализ механоактивированной цементно-песчаной композиции, а также неактивированного цемента, получены данные тепловых потоков.
Результаты исследования. Определено, что цемент в составе механоактивированной композиции по показателям тепловыделения относится к умереннотермичным со значениями тепловыделения в возрасте 3 и 7 суток 247 Дж/г и 281 Дж/г соответственно. При предварительной механической активации цементно-песчаной композиции сокращаются время индукционного периода и время достижения 50 % от максимального значения тепловыделения цемента в 1,34 и 1,76–1,79 раз соответственно.
Обсуждение и заключение. В ходе проведенных исследований описана кинетика тепловыделения механоактивированной цементно-песчаной композиции. Установлено уменьшение индукционного периода процесса гидратации при механической активации цемента, что подтверждает эффективность механоактивации исходных сухих компонентов бетонов. Полученные результаты могут иметь практическое применение на заводах по производству сухих строительных смесей и бетонов при внедрении технологии механической активации компонентов бетонных композитов.
Введение. Лицевой керамический кирпич, имеющий варианты разных поверхностей, форм и цветовой палитры в настоящее время очень востребован на строительном рынке России. Ангобирование является эффективным методом цветного декорирования керамического кирпича, однако необходим индивидуальный подбор ангобного состава для каждого вида изделий на заводе с учетом используемой сырьевой базы, производственных режимов и необходимого эстетического решения. В условиях импортозамещения важным стал вопрос замены европейских производителей декоративных покрытий и организации производства ангобов на российских предприятиях. Целью работы является комплексное исследование метода ангобирования, направленное на получение лицевого кирпича с высокими эстетическими показателями, устойчивыми эксплуатационными качествами и внедрение его в производство с учетом отечественного строительного рынка сбыта.
Материалы и методы. Для проведения экспериментов в качестве базовой продукции для нанесения ангобного слоя выбраны два вида лицевого кирпича формата 1 НФ с гладкой поверхностью: красный и коричневый, производимые по технологии пластического формования. Составы ангобов для декорирования были разработаны на основе фритт «Дулевского красочного завода» в трех основных цветах: бело-бежевый, коричневый и графитовый. В ходе работы были проведены лабораторные исследования ангобных покрытий, полупромышленные испытания составов с различными вариантами нанесения на кирпич, а также исследования свойств готовой продукции.
Результаты исследования. В результате было разработано и утверждено 8 составов ангобов, которые после обжига обеспечивали бездефектное и прочное покрытие ложковой и тычковой поверхностей кирпича, предложены способы нанесения ангобов для достижения эстетической выразительности как самого изделия, так и кирпичной кладки.
Обсуждение и заключение. В рамках проведенной работы с одним из кирпичных заводов юга России была поставлена задача по разработке составов цветных ангобов с учетом изучения и анализа мировых тенденций в области брик-дизайна и потребительского спроса, и проведению работ по декорированию лицевого керамического кирпича в условиях производства. Данные экспериментов успешно внедрены в производство, что значительно увеличило объем продаваемой продукции на строительном рынке юга Российской Федерации, расширило архитектурно-дизайнерские возможности для новых планировочных решений. Полученные результаты в области цветового декорирования кирпича полностью соответствуют заводским параметрам, маркетинговым задачам, экономически выгодны и позволяют расширить ассортимент производимой и востребованной продукции на отечественном строительном рынке.
Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
Введение. В статье рассматривается проблематика вступивших в силу с 01.04.2024 года изменений жилищного законодательства в части регулирования отношений по переустройству и перепланировке помещений в многоквартирных домах. Значимость темы обусловлена недостаточным уровнем осмысления внесенных изменений в научной и учебной литературе. В числе целей работы — анализ законодательных новелл и выработка предложений по совершенствованию норм Жилищного кодекса Российской Федерации.
Материалы и методы. Объект исследования — правовой институт переустройства и перепланировки, его соотношение с реконструкцией и связь с системой технического учета жилищного фонда. Используются: общенаучные (диалектико-материалистический), частно-научные (логические (анализ, синтез), конкретно-исторический, системный метод) и другие методы научного познания.
Результаты исследования. В работе сформулированы конкретные предложения по изменению норм ЖК РФ, направленные на устранение проблем правового регулирования переустройства и планировки. Обсуждение и заключение. Результаты, полученные в ходе исследования, имеют перспективу имплементации в действующее жилищное законодательство и позволяют усовершенствовать механизм правового регулирования отношений по переустройству и перепланировке.
Управление жизненным циклом объектов строительства
Введение. Современные системы автоматизированного проектирования (САПР) используют цифровые информационные модели (ЦИМ) в зависимости от задач проекта. Согласно Постановлению Правительства Российской Федерации № 614 ч. 7 п. Д. применение технологий информационного моделирования (ТИМ) не всегда подразумевает формирование ЦИМ. Однако процесс соответствия атрибутивных данных ЦИМ требованиям заказчика или экспертизы остается трудоемким и подверженным техническим ошибкам. Актуальность исследования обусловлена необходимостью автоматизации сопоставления параметров в ЦИМ с требованиями технического задания, что позволит сократить временные затраты и повысить качество выгрузки модели. Исследование затрагивает проблему отсутствия инструментов для автоматизированного сопоставления параметров на основе машиночитаемых требований. Цель работы — разработка приложения, обеспечивающего программное сопоставление атрибутивных данных ЦИМ согласно требований технического задания.
Материалы и методы. Программное решение разрабатывается для разнообразных САПР систем, таких как Renga Professional, CADLib «Модель и Архив», Autodesk Revit. В статье будут рассмотрены методы формирования файлов сопоставления параметров именно для Renga Professional. В процессе выполнения работы было использовано следующее программное обеспечение (ПО): Renga Professional, Visual Studio Code, BimVision. Для разработки приложения и алгоритмов применялся язык программирования Python со следующими библиотеками: PyQt6, openpyxl, et_xmlfile.
Результаты исследования. Разработано программное решение, позволяющее автоматически сопоставлять атрибутивные данные ЦИМ с заданными на основе машиночитаемых требований. Приложение обеспечивает преобразование машиночитаемых требований в машиночитаемый файл сопоставления атрибутивных данных ЦИМ. Тестирование показало сокращение времени создания файлов сопоставления параметров по сравнению с ручным формированием файлов. Разработанный инструмент обладает гибкостью внедрения и позволяет как загрузить существующие требования, так и создать собственные и использовать их при выгрузке модели.
Обсуждение и заключение. Реализованное приложение обладает высокой практической значимостью для инвестиционно-строительного проекта, где при формировании ЦИМ в соответствии с действующими нормативными актами необходимо использовать открытый стандарт для формата представления данных — Industry Foundation Classes (IFC). Приложение позволяет минимизировать рутинные операции при формировании ЦИМ из проприетарного формата в формат IFC. Перспективы исследования включают расширение функционала для работы с дополнительными форматами данных и интеграцию с другими BIM-платформами. Результаты работы вносят вклад в развитие методов автоматизированной обработки требований к ЦИМ.
Введение. Строительная отрасль играет ключевую роль в мировой экономике благодаря мультипликативному эффекту, высокой волатильности и сложности производственных взаимосвязей, однако существующие методики управления рисками, особенно на этапе инвестиционного обоснования, остаются недостаточно разработанными. Цель исследования — систематизировать современные подходы к риск-ориентированному управлению жизненным циклом строительных объектов, выявив пробелы и перспективные направления развития, включая применение цифровых технологий. Основные задачи включают анализ нормативной базы, обзор методик оценки рис ков и разработку стратегий их минимизации для различных типов недвижимости.
Материалы и методы. Проведено комплексное библиометрическое исследование современных подходов к управлению строительными рисками с использованием программного обеспечения VOSviewer. Для анализа ото браны наиболее авторитетные публикации из международных баз Scopus и Web of Science, а также значимые российские научные работы. Исследование охватило рецензируемые статьи, монографии и диссертации послед него десятилетия, что обеспечило репрезентативность выборки. Особое внимание уделено критическому анализу методологических подходов к оценке рисков на предпроектной стадии, где традиционные методы показывают наибольшие ограничения. В работе применен системный подход, сочетающий количественный анализ публика ционной активности с качественной оценкой содержания исследований. Дополнительно рассмотрены успешные кейсы внедрения современных риск-ориентированных практик в реальных строительных проектах.
Результаты исследования. Проведенный анализ позволил выявить ключевые тенденции в области управления строительными рисками за последнее десятилетие. Результаты анализа демонстрируют устойчивую взаимосвязь между качеством системы управления рисками и успешностью реализации строительных проектов, что особенно заметно при рассмотрении современных цифровых технологий, включая методы искусственного интеллекта и машинного обучения, которые находят все более широкое применение при обработке больших массивов данных в строительной отрасли. Наибольшие методологические сложности сохраняются на этапе инвестиционного обос нования, где традиционные экспертные подходы требуют обязательного дополнения цифровыми инструментами анализа, что подтверждается рассмотренными в исследовании практическими кейсами внедрения риск-ориенти рованных подходов. Особую актуальность приобретает разработка адаптивных методик, способных учитывать как традиционные виды строительных рисков, так и новые вызовы, связанные с цифровой трансформацией отрасли и учетом ESG-факторов, при этом ключевым условием успешной модернизации риск-менеджмента становится преодоление существующего разрыва между научными разработками и их практическим внедрением, что требует согласованных действий всех участников строительной отрасли и совершенствования нормативной базы в соответствии с современными технологическими возможностями.
Обсуждение и заключение. Библиометрический анализ показал переход от традиционных методов управления рисками к цифровым решениям, выявив при этом сохраняющийся разрыв между теорией и практикой, особенно на этапе инвестиционного обоснования. Современные подходы активно интегрируют BIM, системы поддержки решений и ИИ, но сталкиваются с проблемой нехватки квалифицированных кадров. Особую актуальность при обретают гибридные методы, сочетающие экспертные оценки с машинным обучением, и учет новых факторов риска, таких как санкции и экологические требования, для чего требуется модернизация нормативной базы и профессиональных стандартов.
Технология и организация строительства
Введение. Мировая практика реализации инвестиционных проектов выделяет ЕРС- и ЕРСМ-контракты как наиболее перспективные стратегии реализации сложных инфраструктурных и промышленных проектов. В России в настоящее время схема ЕРС-контрактования наиболее распространена в сфере нефтегазовой промышленности, в основном при реализации зарубежных проектов на территории РФ. В остальных отраслях развитие рынка по схемам ЕРС в РФ находится в зачаточном состоянии. В статье рассматриваются проблемы, которые возникают при реализации инвестиционно-строительных проектов в КНР и которые следует учитывать в РФ. Цель исследования — выявить существующие проблемы EPC-контракта и предложить пути их решения.
Материалы и методы. Проведен сравнительный анализ методологии управления строительным проектом на основе заключения EPC-контракта.
Результаты исследования. По итогам анализа проблем контроля бюджета EPC-контракта в КНР разработано методическое руководство по работе с бюджетом EPC-контракта.
Обсуждение и заключение. Предприятиям, заключившим EPC-контракт, необходимо прежде всего осуществить стандартизацию системы управления бюджетированием проекта, улучшить управление изменениями в проекте, оптимизировать управление цепями поставок материальных ресурсов, разработать алгоритм решения проблемы превышения лимита бюджета и улучшения механизма оценки бюджета с учетом сложившейся фактической ситуации. Предполагается, что благодаря этим мерам эффективность бюджетного контроля генподрядных пред приятий EPC-контрактов будет повышена.