Введение. Предметом исследования является тип подпорного сооружения, представляющий собой последовательность установленных друг на друга и не имеющих между собой жесткой конструктивной связи пустотелых блоков, заполненных щебнем. Актуальность исследования состоит в необходимости разработки расчетного обоснования рассматриваемого конструктивного решения подпорных стен при различных условиях эксплуатации. Научная новизна заключается в обосновании и разработке новых технических решений, направленных на расширение области применения перспективных конструкций подпорных сооружений, практическая значимость - в разработке и совершенствовании технологий их возведения. Материалы и методы. При обследовании и систематизации сведений о техническом состоянии возведенных подпорных сооружений используются нормативные методики и рекомендации. Выполнено визуальное обследование сооружений с фотофиксацией повреждений и дефектов, обмерные работы, а также геодезические работы с фиксацией координат характерных точек подпорных сооружений. Методы анализа напряженно-деформированного состояния сооружения позволили разработать новые технические решения в части вовлечения окружающего грунта в работу конструкции. Результаты. Анализ результатов обследования подпорных сооружений, выполненных на объектах г. Владивостока в период с 2010 г., показал, что категории технического состояния обследованных объектов определяются как нормативное и работоспособное. С целью расширения области применения рассматриваемых конструкций в части диапазона характеристик удерживаемого грунта и увеличения высоты подпора разработаны новые технические решения, направленные на увеличение массивности стенки и вовлечение удерживаемого грунта в обеспечение эксплуатационных качеств подпорного сооружения. Выводы. В результате исследований впервые систематизирована информация о техническом состоянии эксплуатируемых подпорных сооружений, выполненных из заполненных грунтом блоков-коробов: в целом стенки показывают хорошую работоспособность в достаточно суровых условиях Дальнего Востока России. Разработанные новые технические решения позволят обоснованно расширить область применения рассматриваемых конструкций за счет сочетания положительных качеств полугравитационных конструкций подпорных стен и технологий армированного грунта.
Строительство: наука и образование
2024. — Выпуск 4
Содержание:
Введение. Одним из самых неблагоприятных факторов, влияющих на строительные конструкции в процессе их эксплуатации, является влага, которая при неправильном подборе материалов может конденсировать как в толще, так и на внутренней поверхности ограждения. Для предотвращения конденсации влаги на поверхности ограждающей конструкции необходимо, чтобы выполнялось следующее условие: температура внутренней поверхности ограждения должна быть не ниже температуры точки росы внутреннего воздуха. Чтобы избежать вышеуказанных проблем, требуется на этапе проектирования проводить теплотехнический расчет строительных конструкций с наибольшей точностью. Материалы и методы. Проведено аналитическое исследование плоских температурных полей в толще неоднородной утепленной наружной стены с монолитным железобетонным каркасом по методике, разработанной К.Ф. Фокиным. Расчет плоских температурных полей сводится к определению температуры в каждом узле ограждающей конструкции. Для этого конструкция стены была разбита сеткой координат на узлы, далее составлены уравнения, по которым были определены вышеупомянутые величины и сведены в табличную форму. Точные вычисления выполнены методом итерации (последовательного приближения) и остановлены на приближении, в котором температуры в каждом из узлов не отличались от температур предыдущего приближения более чем на 0,1 °С. Результаты. Для достижения требуемого результата осуществлено одиннадцать приближений. На основе рассчитанных величин определен коэффициент теплопередачи исследуемого ограждения. Проведен анализ результатов, полученных с помощью метода расчета плоских температурных полей относительно величин, принятых предварительно. Установлены невязки значений предварительно принятых температур с вычисленными значениям. Выводы. После проведения данных вычислений выявлено, что использование метода температурных полей для расчета коэффициента теплопередачи неоднородной конструкции оправдывает себя, если необходима наибольшая точность расчета. Для определения температур в толще конструкции, особенно в местах наибольшей неоднородности, следует использовать метод температурных полей, так как он значительно увеличивает точность расчета.
Ключевые слова
Введение. Выполнен литературный обзор работ в области динамического расчета композитных конструкций, который показал, что исследования в области демпфирования динамических воздействий на покрытия заглубленных сооружений являются актуальными. При этом вопросы несимметричных импульсных воздействий остаются недостаточно проработанными. Материалы и методы. Рассматривается типовое конструктивное решение плиты покрытия заглубленного в грунт сооружения, на которое действует импульсная нагрузка. Моделирование деформаций осуществляется в объемной постановке методом конечных элементов. Динамическое воздействие представлено в виде совокупности масштабированных временных функций. Такой способ моделирования позволяет учитывать переменное пятно удара и изменение интенсивности ударного воздействия. Учитывается физическая нелинейность материалов на основе моделей пластичности фибробетона и арматуры. Для установления начального импульса нагрузки использовалась модель JWL. Результаты. Определены предельные значения динамической нагрузки, соответствующей состоянию предразрушения конструкции. При этом варьировалась толщина труб, используемых в опорных узлах в качестве демпфирующих вставок. Проведен ряд расчетов с различными толщинами демпфирующих (сминаемых) вставок при несимметричном импульсном воздействии. В качестве наблюдаемых во времени параметров при симметричном армировании ригельных частей плиты рассматривались эквивалентные по энергетической теории прочности напряжения. Выполнено сопоставление с ранее проведенными исследованиями, посвященными расчету плиты на симметричные воздействия. Выводы. Установлена высокая эффективность применения демпфирующих вставок, при этом наибольшее значение предельной динамической нагрузки по сравнению с жестким узлом опирания и с цельной трубой удалось получить при толщине вставок, равной 9 мм. Определены перспективы и дальнейшие направления исследований.
Ключевые слова
Введение. При освоении территорий, обладающих определенной инженерно-геологической спецификой, нерешенным остается ряд вопросов фундаментостроения. Такая специфика обусловлена сочетанием различных региональных параметров рассматриваемых территорий, что вызывает необходимость развития существующих методов расчета и конструирования фундаментов многоэтажных и высотных зданий. Материалы и методы. Авторами проведена работа по обобщению инженерно-геологических условий более 100 строительных площадок юга России, которые в соответствии с действующими нормативами характеризуются как сложные (СП 47.13330.2016). Установлено, что существующая классификация сложности инженерно-геологических условий строительства не всегда отражает реальные условия освоения подобных территорий и нуждается в совершенствовании. Результаты. Предложена категория сложности инженерно-геологических условий - особо сложная. Под категорией особо сложная понимается сочетание трех и более факторов: высокая расчетная сейсмичность строительной площадки; незакономерное чередование слоев основания при их значительной неоднородности по показателям свойств грунтов в плане и по глубине; риск развития оползневых и гравитационных процессов; существенный перепад отметок рельефа в пределах строительной площадки; уклоны рельефа в двух направлениях. Выводы. С учетом предложенной категории инженерно-геологических условий разработана классификация методов расчета и конструирования фундаментов многоэтажных зданий в особо сложных условиях строительства и представлено их практическое внедрение. Особо сложная категория инженерно-геологических условий строительства может рассматриваться как перспективная для внесения в нормативные документы.
Ключевые слова
Введение. Рассматриваются вопросы проведения ремонтных работ по реконструкции напорных водопроводных трубопроводов с использованием бестраншейных технологий «Арм-Пайп» и «Пайп-Арм», позволяющих обеспечивать ресурсо- и энергосбережение при транспортировке воды. Приведены сведения по нормативной и технической документации, условиям и порядке монтажа защитных покрытий восстанавливаемого трубопровода, а также результаты расчетно-аналитических исследований по сравнительному анализу и оценке возможности снижения энерго-затрат при транспортировке воды в период эксплуатации трубопровода после его реконструкции. Представлены технологии бестраншейной реконструкции «Арм-Пайп» и «Пайп-Арм» для оперативного восстановления напорных трубопроводных сетей, а также вопросы экономии электроэнергии при транспортировке воды по трубопроводам после работ по их реконструкции указанными технологиями. Материалы и методы. Применили аналитический, а также расчетный методы, автоматизированный программный комплекс для определения экономии электроэнергии за счет реконструкции ветхих действующих напорных трубопроводов при использовании технологий «Арм-Пайп» и «Пайп-Арм». Результаты. С помощью расчетов выявлено преимущество технологии «Арм-Пайп» по сравнению с «Пайп-Арм» в плане потенциальной экономии электроэнергии при транспортировке воды по напорным трубопроводам. Выводы. Проведен комплексный анализ технического и энергетического потенциала реализации передовых бестраншейных технологий реконструкции ветхих трубопроводов «Арм-Пайп» и «Пайп-Арм».
Ключевые слова
Введение. Один из главных техногенных факторов формирования экологических проблем - дорожно-транспортный комплекс, оказывающий агрессивное воздействие на окружающую среду. Это связано с высокими темпами урбанизации в мире. Одним из основных экологических рисков в процессе бурного развития городов считается изменение акустической среды городских улиц в связи с ростом шумового загрязнения. Необходимо выявить и систематизировать факторы, влияющие на акустическую среду общественных пространств городских улиц, для последующего выявления закономерностей между структурой улиц, их функционального и объектного наполнения и звукового ландшафта. Цель исследования - выявление и систематизация основных факторов, определяющих шумовое воздействие на общественные пространства городских улиц, качество акустической среды уличных территорий. Материалы и методы. Использовали следующие методы: графоаналитический, обзор, систематизация, сравнительный анализ и синтез по научным, литературным источникам, связанным с современными подходами к оценке и организации акустической среды городских пространств, а также с методами защиты от транспортного шума. Результаты. Определены основные факторы, влияющие на акустическую среду уличного пространства, а также определяющие потенциал изменений, позволяющий улучшить звуковой ландшафт. Факторы акустической среды систематизированы в следующие группы: факторы шума - влияют на уровень шума, характер возникновения, распространения в среде и его снижение; факторы звука - оказывают влияние на восприятие акустической среды, а также на качество звукового ландшафта городской улицы. Выводы. На основе проведенного анализа современных отечественных и зарубежных источников, в которых отражены подходы к оценке, проектированию звуковых ландшафтов, защите от шума урбанизированных территорий, сформулировано предположение о взаимосвязи шумовых и звуковых факторов, влияющих на качество акустической среды, что подтверждает необходимость дополнительного исследования этой зависимости и формирования новой стратегии организации звукового ландшафта общественных пространств городских улиц.
Ключевые слова
Введение. Одной из основ устойчивого развития и совершенствования централизованных систем водоснабжения (ЦСВ) и водоотведения является использование средств искусственного интеллекта (ИИ) на основе алгоритмов и моделей машинного обучения (МО): контролируемого, неконтролируемого, обучения с подкреплением. Утечки и несанкционированные подключения к ЦСВ представляют собой риски, приводя к потерям питьевой воды и снижению ценообразования в области учета водного ресурса. Актуальность связана с решением практических задач ИИ на основе новейших инноваций - прогнозированием и предотвращением аварий на ЦСВ при оптимальном планировании ремонтных работ и своевременном техническом обслуживании. Цель исследования - обосновать роль ИИ, использующего средства МО, в задачах прогнозирования отказов трубопроводов и аварийных ситуаций в ЦСВ. Материалы и методы. Изучение информации о роли ИИ в предотвращении утечек воды из сетей водоснабжения выполнено методом литературного обзора примененных алгоритмов МО на предмет прогнозирования отказов труб в ЦСВ. Результаты. Выявлены и представлены модели МО, используемые для диагностического анализа с целью прогнозирования утечек воды из сетей водоснабжения. Обзор технологий свидетельствует об использовании 18 алгоритмов МО для решения задач, связанных с утечками ЦСВ. Начало применения нейросетевых алгоритмов Кохонена (KNN) в России говорит о наличии единственного переведенного на русский язык нейросетевого ПО STATISTICA Automated Neural Networks. Начинают активно развиваться акустические и ультразвуковые методы мониторинга состояния подземных трубопроводных сетей, основанные на распространении объемных и направленных волн (шума). Выводы. Водоканалам необходимо выполнять надежный и непрерывный сбор данных, что помогает принимать лучшие и надежные решения. Базы данных могут включать: диаметр трубы, длину участка и возраст трубы, давление, тип грунта. Собственно давление (или перепад) в сети не является признаком аварийности. Данный параметр следует рассматривать совместно с количеством отказов сети (аварий) на участках.
Ключевые слова
Введение. Рассмотрены современные методы применения мембранных технологий в очистке производственных стоков. Проблема снижения негативного воздействия на окружающую среду путем повышения эффективности очистных сооружений является наиболее актуальной в данный момент. В последнее время мембранные технологии очистки сточных вод (СВ) становятся все более востребованными для их включения в существующие технологические схемы промышленных предприятий, расположенных в мире. Материалы и методы. Изучены примеры использования технологии в молочной промышленности, масложировой промышленности, автомобильном производстве, электроэнергетической промышленности, кожевенном производстве. Проанализированы отечественные и зарубежные источники. Результаты. Предпочтение отдается технологическим схемам, позволяющим создать безотходное производство, а именно повторному использованию очищенных СВ в технологических процессах предприятия, что способствует повышению эффективности очистных сооружений. Применение мембранных технологий дает возможность добиться поставленных целей по снижению негативного воздействия на окружающую среду, но вместе с этим данная технология не лишена недостатков. Выводы. Технология сильно зависит от состава СВ и существующей технологической схемы очистки. Исходя из рассмотренных примеров в различных отраслях промышленности установлено, что данная технология получает все большее распространение и показывает отличные результаты по снижению негативного воздействия от стоков промышленных предприятий. Технология мембранных фильтров для создания безотходного производства должна исследоваться дальше и получать развитие.
Ключевые слова
Введение. Характерными особенностями современного уровня строительного производства являются увеличение числа высотных, большепролетных и уникальных зданий и сооружений, повышение сложности проектных решений, необходимость возведения объектов в условиях плотной городской застройки. На примере ряда аварий, произошедших на объектах строительства в России и других странах, представлено обоснование необходимости оснащения все большего числа объектов строительства стационарными системами мониторинга несущих конструкций. Приведено описание функциональных возможностей данных систем. Рассмотрены подходы к построению системы автоматизированной оценки технического состояния строительных конструкций, основанной на информации, получаемой с датчиков. Представлены результаты анализа систем мониторинга, проектируемых по двум схемам построения, определены особенности систем, спроектированных по сосредоточенной и распределенной схемам. Показаны результаты анализа двух применяемых в инженерной практике методик мониторинга - методики контроля параметров напряженно-деформированного состояния элементов несущих конструкций в наиболее нагруженных зонах элементов и методики контроля интегральных характеристик работы несущих конструкций под нагрузкой. Представлены особенности каждой из методик. Материалы и методы. Теоретические методы исследования: обзор и анализ российской нормативной документации, отечественной и зарубежной инженерной практики в области разработки стационарных систем мониторинга несущих конструкций, функционирующих в режиме реального времени. Результаты. Рассмотрена действующая нормативная документация и практические решения в сфере разработки стационарных систем мониторинга несущих конструкций. Приведены результаты анализа схем проектирования и методик мониторинга. Выводы. Практическое применение подходов к проектированию, изложенных в данном исследовании, позволяет создавать эффективно функционирующие системы мониторинга несущих конструкций.