Preview

Современные тенденции в строительстве, градостроительстве и планировке территорий

Расширенный поиск

Опубликован 30 сентября 2022

Том 1, № 3 (2022)
Скачать выпуск PDF
4-15 1671
Аннотация

Введение. В существующих реалиях для выполнения задач строительных организаций в условиях ограниченности ресурсов, высокого уровня конкуренции и большой степени неопределенности рынка применение современных информационных технологий на всех фазах жизненного цикла инвестиционно- строительного проекта приобретает приоритетное значение. Применение BIM-технологии возможно на всех этапах жизненного цикла строительного проекта. Это обуславливает его преимущество перед традиционными инструментами управления проектами. Использованиe BIM-технологий дает возможность на протяжении всего жизненного цикла проекта добавлять и аккумулировать информацию об объекте капитального строительства в информационной 3D-модели. В связи с этим возможно оптимизировать такие важные процессы управления, как планирование, проектирование, материально-техническое обеспечение, строительно-монтажные работы, пусконаладка оборудования и сдача законченного строительством объекта в эксплуатацию. Используя информационную модель, возможно контролировать и координировать ход выполнения работ на всех участках и фазах проекта. 
Материалы и методы. В данном исследовании рассматривается возможность формирования и исполнения всех этапов реализации инвестиционно-строительных проектов, в том числе анализ и прогнозирование при последующей эксплуатации объекта, с применением BIM-технологий. Внедрение BIM-технологии при разработке инвестиционно-строительных проектов позволяет снизить риски ошибок, оперативно вносить изменения в проект и извлекать необходимые данные об объекте, а также существенно облегчить процесс контроля хода выполнения работ.
Результаты исследования. Управление строительным проектом на всех фазах жизненного цикла с использованием BIM-технологий включает пять основных стадий, которые позволяют экономить не только временные, но и финансовые ресурсы при реализации проектов. BIM-модель обеспечивает накопление информации об объекте в таком объеме и составе, на основе которого можно принимать своевременные управленческие решения, а также избегать неверных расчетов потребности во временных, трудовых, финансовых и других ресурсах, а также несоответствий между конструктивными элементами объекта и его инженерными коммуникациями. Использование BIM-модели дает возможность точного планирования работы машин и механизмов, формирования актуальных графиков закупки материалов и оптимизации основных логистических процессов строительства и эксплуатации.
Обсуждение и заключения. В настоящее время среда и культура применения BIM-технологий в России развиты недостаточно, технологии не используются в полную силу. В большинстве отечественных проектов отсутствует интеграционное применение BIM. Переход на технологию BIM при реализации инвестиционно-строительных проектов в России еще займет некоторое время. Однако с учетом масштабов и сложности выполняемых проектов положительные результаты от внедрения BIM будут нарастать, привлекая все больше субъектов инвестиционно- строительной сферы к использованию современных технологий. 
Применение BIM-технологии на всех этапах жизненного цикла строительных проектов будет способствовать значительному повышению уровня управления процессами, обеспечению высокого качества строительной продукции, снижению затрат и сокращению сроков строительства. Как важный способ информатизации в строительной отрасли, внедрение BIM-технологий во все этапы всего жизненного цикла объектов в значительной степени будет способствовать трансформации строительной отрасли.

16-23 907
Аннотация

Введение. В производственно-хозяйственной деятельности строительных организаций значительные усилия затрачиваются на оптимизацию строительных процессов. Проблемы, связанные с несвоевременной поставкой материально-технических и трудовых ресурсов, приводят к непроизводственным затратам и потерям для строительной организации. Для управления деятельностью строительной организации используются организационно-технологические модели, которые позволяют планировать строительные процессы с увязкой использования материально-технических, финансовых и трудовых ресурсов. Однако огромный объем предоставляемой информации не позволяет качественно и своевременно реагировать на изменяющиеся условия. Целью исследования является изучение возможности использования технологии искусственного интеллекта в процессе моделирования деятельности строительной организации.
Материалы и методы. В исследовании использовались методы сравнительного анализа и синтеза информации в сфере моделирования строительных процессов. Были проанализированы основные проблемы, возникающие в процессе управления организационно-технологическими моделями, и последствия от неэффективного управления строительством.
Результаты исследования. В результате проведенных исследований было предложено передать разработку оптимальных организационно-технологических моделей с прогнозированием всех видов ресурсов по количеству и срокам поставки искусственным интеллектуальным системам. Наиболее предпочтительным методом представляется использование интеграции технологии цифровых двойников и искусственного интеллекта. Данный подход позволяет вносить изменения в физическую модель строительного производства через виртуальное пространство модели цифрового двойника. Визуализация элементов организационно-технологической модели строительства, работа в режиме реального времени с расчетом различных сценариев позволит значительно повысить эффективность функционирования строительной организации.
Обсуждение и заключение. Предложенный подход к совершенствованию организационно-технологического моделирования на основе агрегирования технологии цифровых двойников с машинной обработкой данных можно считать лишь первым этапом внедрения искусственного интеллекта в строительной отрасли, который начинает процесс цифровой трансформации строительства.

24-34 279
Аннотация

Введение. В работе приведены экспериментальные данные изменения значений относительных деформаций композитных материалов внешнего армирования, замеренных при испытании железобетонных усиленных стоек. В экспериментальных исследованиях изучалось поперечное и продольное композитное усиление, состоящее из углеткани и углеламинатов (углестержней). Экспериментальные значения относительных деформаций в композитных материалах усиления дают возможность определить зоны наиболее и наименее напряжённых участков композитных материалов. Целью данного исследования является определение зон наиболее и наименее нагруженных участков композитного усиления внецентренно сжатых железобетонных стоек. Это необходимо для создания новых схем наиболее эффективных вариантов усиления. Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи: изготовлены и испытаны пять железобетонных усиленных стоек; в процессе испытания были наклеены тензодатчики, которые позволили определять изменения относительных деформаций композитных материалов на всех уровнях нагружения; все данные относительных деформации композитных материалов были обработаны, проанализированы и представлены в виде графиков.
Материалы и методы. В процессе испытания железобетонных гибких стоек были получены данные по изменению относительных деформаций в композитных материалах. Измерения производились тензодатчиками базой 2 см, наклеенными вдоль волокон композитного усиления. Зоны измерения относительных деформаций выбирались согласно характеру работы композитного материала. Всего в работе рассматривались результаты испытания пяти железобетонных стоек, в которых углепластиковые ткани располагались в поперечном направлении, а углестержни и ламели — в продольном. Зоны расположения тензодатчиков на композитных материалах приведены на схемах для каждого образца в отдельности. Показания тензодатчиков представлены в виде графиков изменения относительных деформаций по отношению к уровням нагрузки. После каждого графика приведены численные значения максимальных относительных деформаций с определением характера работы композитных материалов в растянутых и сжатых гранях колонн.
Результаты исследования. В результате проведённого исследования были получены данные изменения относительных деформаций композитных материалов, при этом, датчики, расположенные на поперечных хомутах работают примерно одинаково с относительной деформацией не превышающей 1,8×10-3. Такие деформации существенно ниже предельных, что является доказательством несовместной работы существующей конструкции и материала усиления на предельных стадиях нагружений. При большом зазоре между композитными хомутами элементы усиления практически не работают и предельные деформации не превышают 0,6×10-3.
Обсуждение и заключения. В результате обработки изменения относительных деформаций, характеризующих уровень напряжения композитных материалов, были сделаны выводы, позволяющие утверждать, что в сжатой зоне максимальная деформация не достигает предельных значений для композитных материалов, следовательно количество слоёв поперечного усиления можно уменьшать. Для композитных материалов, расположенных в продольном направлении, было установлено преждевременное разрушение композитных ламелей, что позволило сделать вывод об отсутствии совместной работы материалов усиления и бетона конструкции на предельных разрушающих нагрузках.

35-42 387
Аннотация

Введение. Приводятся данные по элементам систем теплоснабжения Российской Федерации (источникам тепла, тепловым сетям) а также их основные энергетические характеристики. Указаны основные проблемы в отрасли. Сделан вывод о необходимости оптимизация работы систем теплоснабжения во всех ее звеньях и на всех этапах жизненного цикла.
Материалы и методы. Для оптимального управления теплоэнергетическими системами авторы считают целесообразным создание на каждом этапе жизненного цикла цифровой информационной модели каждого элемента системы, в том числе:
- трехмерную инженерную цифровую модель местности;
- трехмерную инженерную цифровую модель тепловых сетей, учитывающую смежные коммуникации и
сооружения;
- эксплуатационную цифровую модель системы теплоснабжения на платформе геоинформационного
программного комплекса Zulu21.
Приведена технология обмена данными в IFC формате между программными комплексами. Указана необходимость верификации эксплуатационной модели с использованием данных натурных измерений на физической модели системы теплоснабжения.
Результаты исследования. Создание цифровой информационной 6D модели системы теплоснабжения позволяет перейти на более высокий уровень: интеллектуальное динамическое управление сложной энергетической системой (нейроуправление).
Программный пакет SCADA в online режиме собирает необходимую информацию (температура, давление, расход теплоносителя) с датчиков, установленных в характерных точках системы. Вся информация передается на ZuluОРС-программный комплекс со встроенной поддержкой технологии OPC для получения данных со SCADA-системы. Полученные данные поступают в программный комплекс ZuluGis, включающий модуль ZuluThermo, с загруженной цифровой информационной моделью системы теплоснабжения. В модуле происходит расчет фактических тепловых и гидравлических режимов системы. Данные по оптимальному и фактическому теплогидравлическим режимам передаются блок нейроуправления для сравнения и принятия управленческого решения. Принятое решение передается на соответствующий контроллер для инициализации действий по изменению того или иного параметра.
Обсуждение и заключения. Предложена технология разработки цифровой информационной модели для элементов системы теплоснабжения на всех этапах ее жизненного цикла. Создание цифровой информационной 6D модели системы теплоснабжения позволяет перейти на более высокий уровень: интеллектуальное динамическое управление сложной энергетической системой (нейроуправление). Применение интеллектуального управления позволяет повысить качество принимаемых решений, значительно повысить энергетическую эффективность систем теплоснабжения и качество оказания услуг конечному потребителю.

43-52 238
Аннотация

Введение. Известно, что решение задачи теории упругости возможно в перемещениях, напряжениях, а также смешанным методом. Наиболее распространен метод конечных элементов (МКЭ) в форме метода перемещений, однако он имеет свои недостатки. Целью настоящей статьи является изучение особенностей численного решения плоской задачи теории упругости в напряжениях с использованием метода конечных разностей (МКР) для возможности его использования в качестве альтернативы МКЭ. Рассматриваются варианты выбора основной системы метода сил для получения граничных условий при расчете прямоугольной балки-стенки методом сеток и их влияние на конечный результат при вычислении напряжений.
Материалы и методы. Расчет прямоугольной балки-стенки реализован в программе Balka-Stenka, разработанной в ДГТУ. Выполняется сравнение решения на основе метода конечных разностей с решением методом конечных элементов в форме метода перемещений в программном комплексе «ЛИРА-САПР». Точность расчетов определяется путем выполнения статических проверок равновесия отсеченной части конструкции. Для рассматриваемой конструкции проанализированы пять вариантов выбора основной системы метода сил (ОСМС).
Результаты исследования. Впервые установлено, что, в отличие от расчета стержневых систем, выбор ОСМС несущественно влияет на окончательные величины напряжений при решении плоской задачи теории упругости.
Обсуждение и заключение. Сравнение результатов расчета при помощи метода конечных элементов в форме метода перемещений и метода конечных разностей показало некоторые преимущества последнего. Метод конечных разностей может выступить альтернативой методу конечных элементов в форме метода перемещений для решения плоской задачи теории упругости при условии автоматизации процесса построения эпюр внутренних усилий в контуре балки-стенки.



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


ISSN 2949-1835 (Online)