Введение. Обучению детей с ментальными нарушениями в нашей стране уделяется сегодня большое внимание. Проводятся исследования, вводятся новые стандарты и программы. Однако само здание школы к приему детей с психическими отклонениями не готово: в нормативной базе отсутствуют требования для строящихся зданий, а в построенных не предусмотрены свободные помещения, которые возможно использовать в образовательном процессе детей с умственной отсталостью (УО). Для формирования качественной внутренней и внешней архитектурной среды современных школ, учитывающих возможность обучения различных категорий школьников, важно изучить мировой опыт. Материалы и методы. Изучены исторические материалы, хранящиеся в фондах российских и зарубежных библиотек. Применены методы теоретического изучения, систематизации, анализа полученных данных и выявления практически ценной информации. Результаты. Проанализирована информация о первых школах для детей с УО. Они появились в передовых странах Европы в середине XIX в. Сочетание развития психологии, медицины, педагогики и яркие социальные явления привели к организации учреждений, в которых не только обеспечивали уход за детьми с УО, но и поняли, что их можно и нужно обучать. Систематизация и анализ объемно-планировочных решений первых школ показали, что уже в тот период были определены правильные функциональные связи, номенклатура помещений, соединение эргономики помещений и возможностей детского организма с нарушениями развития. Выводы. В начале процесса организации школ для детей с УО специальные объемно-планировочные решения для них не разрабатывали. Данные учреждения располагались часто в существующих и не приспособленных для новой функции зданиях. В планировочной структуре выявлены положительные и отрицательные черты. Исследование подтверждает, что сочетание многих факторов в середине XIX в. позволило начать формировать систему обучения детей с УО.
Вестник МГСУ
2020. — Выпуск 6
Содержание:
Введение. Полигоны депонирования представляют собой массивы складированных отходов и являются специальной инженерной конструкцией, предназначенной для безопасной изоляции их содержимого от окружающей среды. В состав полигонов входят газоотводящие и дренажные системы, подстилающие и покровные изолирующие системы. Основной компонент этой конструкции - отходы. Одна из наиболее распространенных проблем, приводящих к различным инцидентам на полигонах, - неправильная оценка их устойчивости. Основным фактором расчета и проектирования полигонов служит прогноз их напряженно-деформированного состояния (НДС). Исследованиями многих авторов установлено, что значительное влияние на свойства ТКО оказывает биологическое разложение. Материалы и методы. Показаны методика и результаты численного моделирования НДС запроектированного объекта «Полигон ТБО». Объект - это массив твердых коммунальных отходов (ТКО) высотой 38 м. Отходы укладываются слоями тощиной 1,75 м. Каждый слой перекрывается покровным слоем суглинка толщиной 0,25 м. Моделирование НДС ТКО, в том числе биологической ползучести, осуществлялось с помощью модели слабого грунта с учетом ползучести SSC. Результаты. Приведены результаты численного моделирования НДС массива отходов на всех этапах заполнения и в постэксплуатационный период. Выполнена оценка увеличения вместимости полигона за счет осадки мусора в результате уплотнения и биологической ползучести. Представлен анализ устойчивости полигона и потенциальные механизмы разрушения на разных этапах заполнения и эксплуатации. Выводы. Численное моделирование НДС массива ТКО с использованием модели слабого грунта с учетом ползучести позволяет учесть механизм биологической ползучести и спрогнозировать увеличение вместимости полигона за счет уплотнения отходов под нагрузкой при послойном заполнении хранилища. Анализ устойчивости массива ТКО дает возможность представить механизм разрушения и определить коэффициенты устойчивости на любом этапе заполнения полигона.
Ключевые слова
Введение. От значений несущей способности свай и надежности в грунтах оснований зависит безопасность эксплуатации и долговечность свайных оснований и конструкций в целом. Ключевая проблема в расчетах свай заключается в достоверном определении значений ее несущей способности по всем критериям работоспособности первой и второй групп предельных состояний, в выявлении достоверных значений надежности (безопасности эксплуатации), экономической эффективности и рентабельности. Материалы и методы. Одной из трудностей в выявлении значения несущей способности висячих свай является определение значений сил трения-сцепления и их распределения на боковой поверхности сваи в грунте основания, когда нагруженная свая находится в неподвижном состоянии (в покое). Результаты. Отсутствие достоверной информации о фактической силе трения-сцепления и, следовательно, о фактической несущей способности сваи в условиях неподвижности не позволяет оценить ее качество с учетом обеспечения безотказной работы (надежности) в реальных условиях работы при заданной эксплуатационной нагрузке, невозможно спрогнозировать долговечность работы сваи, обоснованно выбрать форму и размеры сваи и т.д. Еще одна проблема в расчетах свай - определение значения осадки сваи. Значение осадки сваи в ряде случаев является важнейшим показателем работоспособности объекта. Выводы. Предложены новые подходы к работе свай в грунте основания на базе методов расчетов надежности при ограниченной статистической информации о контролируемых параметрах. Совершенствование и развитие методов расчетов свай могут найти использование в расчетах щелевых фундаментов глубокого заложения, в расчетах опускных колодцев и кессонов, разработке новых нормативных документов по свайным основаниям; а также в учебном процессе вузов различной направленности и как источник для повышения квалификации специалистов.
Ключевые слова
Введение. Коррозия арматуры в бетоне конструкций имеет достаточно затратные последствия для экономики любой страны. Действующие нормативные документы предлагают два основных направления - первичная и вторичная защита. Одно из перспективных направлений методов первичной защиты - применение комплексных антикоррозионных добавок в составе бетонов, в силу своей технологической простоты и экономической эффективности. Как компоненты таких добавок, особый интерес представляют пассиваторы и поверхностно-активные вещества (ПАВ). В качестве пассиватора предложен нитрит натрия, в качестве ПАВ - молекулы поликарбоксилатов (PCE). У добавки нитрита натрия совместно с PCE визуально установлен синергетический эффект. Материалы и методы. Идентификация структурных характеристик молекул полученных полимеров PCE определялась методами эксклюзионной гель-проникающей хроматографии и ЯМР 13С спектроскопией. Для исследования синергетического эффекта добавки NaNO2 + PCE образцы стали выдерживались в моделях поровой жидкости, после чего морфологию их поверхности изучали методами электронной сканирующей микроскопии и энергетического рентгеноспектрального микроанализа. Результаты. Текстура и цвет поверхности представленных микрофотографий свидетельствуют о поверхностных образованиях на образцах, выдержанных в моделях поровой жидкости с разными антикоррозионными добавками. Рентгеноспектральный микроанализ показал повышенное содержание углерода, кислорода и натрия на поверхности образцов, выдержанных в моделях поровой жидкости бетона с добавлением комплексной антикоррозионной добавки нитрита натрия и PCE, что говорит о повышенных концентрациях PCE и о возможном повышенном pH на поверхности стали. На основании полученных данных предложен механизм образования защитного пленочного слоя при действии комплексной антикоррозионной добавки NaNO2 + PCE. Выводы. Обоснование синергетического эффекта комплексной антикоррозионной добавки на основе поликарбоксилатов в модели поровой жидкости бетона открывает перспективы для исследования таких добавок в модели бетона.
Ключевые слова
Введение. Совершенствование технологии 3D-печати с использованием бетонных смесей на основе портландцемента во многом зависит от рационального решения задачи обеспечения нормального твердения экструдированных слоев бетона. Нарушение режима твердения имеет известные негативные последствия и сопряжено со значительными экономическими потерями. Предложено использовать полиакрилатные растворы, приготовление которых перед применением в бетонной смеси позволяет управлять процессом их полимеризации, отложив сорбционную функцию добавки во времени для обеспечения требуемой реологии. Материалы и методы. Исследовано влияние раствора суперабсорбирующего полимера (САП) на процессы структурообразования и свойства цементных материалов. Оценку степени гидратации осуществляли по калориметрическому методу по суммарной тепловой энергии с помощью изотермического калориметра TAM AIR. Идентификация основных фаз цементного камня (ЦК) методом рентгенофазового анализа проводилась на дифрактометре XRD-6000. Результаты. Определили, что использование растворов САП оказывает положительное влияние на подвижность цементных смесей за счет отложенной полимеризации и соответствующей абсорбции воды полимером. Величина предела прочности при изгибе варьируется в диапазоне 6,6-8,7 МПа, а предел прочности при сжатии — 68,5-71,7 МПа. Пористость характеризуется экстремальной зависимостью с минимумом при концентрации САП 1,0 % от массы портландцемента. Такие изменения свойств ЦК закономерно связаны с изменениями параметров его структурообразования. Установлено, что диапазон концентраций САП менее 1,5 % обеспечивает близкую к контрольному составу (без САП) суммарную тепловую энергию гидратации портландцемента в возрасте 86 часов. Выводы. Установили зависимости реологических и механических свойств цементных материалов от концентрации САП. Доказали, что использование растворов САП - эффективное технологическое решение для обеспечения твердения бетона в неблагоприятных условиях. Дальнейшая разработка темы может быть направлена на исследование влияния растворов САП на свойства бетонных смесей различного состава для 3D-печати. Благодарности: Работа выполнена при поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук МК 1394.2020.8.
Ключевые слова
Введение. Одним из методов повышения энергетической и экологической эффективности работы биологических очистных сооружений может быть применение в технологии очистки сточных вод микроорганизмов, способных использовать в качестве терминальных акцепторов электронов химические элементы с переменной валентностью. Материалы и методы. Использовали аналитическое обобщение результатов -- обзор литературных источников, проведение лабораторных исследований по стандартным и современным методикам с применением аналитического оборудования. Результаты. Cr(6+) Мn(4+), которые содержатся в высоких концентрациях в сточных водах различных производств, заслуживают внимания, как терминальные акцепторы электронов. В лабораторных условиях исследована способность неадаптированной аэробной бактерии рода Асіnеtobacter восстанавливать Мn(4+), Сr(6+) в культуральной среде под слоем вазелинового масла. В ходе лабораторных исследований изучены различные аспекты Сr(6+)- и Мn(4+)-редукции, а именно: хроматредукцирующая способность бактерии - получены кривые изменения концентрации Сr(6+) в процессе хроматредукции; влияние концентрации Сr(6+) и Мn(2+) на процесс хромат- и марганец-редукции, определена эффективность очистки воды от Сr(6+); изменение последовательности редукции при одновременном присутствии их в культуральной среде, установлена последовательность восстановления Сr(6+) и Мn(4+) при совместном их культивировании с бактериями. Для подтверждения полученных результатов проведена серия опытов для бактерий рода Pseudomonas. Выводы. Опыты показали, что исследованные аэробные бактерии - Асіnеtobacter, P. aeruginosa P-1, P. flurescens var. Pseudo-iodinum P-11, P. Mendocina P-13, P. stutzeri P-19. способны переходить к анаэробному дыханию при определенных условиях. Установлено, что возможно использование Сr(6+)- и Мn(4+)-редукции микроорганизмами различных таксонометрических групп в анаэробных условиях культивирования в качестве терминальных акцепторов электронов и определена последовательность их редукции: денитрифицирующие бактерии используют МnО2 значительно эффективнее, чем Сr(6+). Микробная хроматредукция предшествует Мn(4+)-восстановлению, а продукты метаболизма менее токсичны. Благодарности. Авторы выражают благодарность руководству СПбГАСУ за предоставление гранта на исследования, а также всем рецензентам и авторскому коллективу издания за публикацию данных материалов.
Ключевые слова
Введение. Рассмотрен механизм формирования винтовых течений (ВТ) вдоль верховой и низовой граней косонаправленных донных циркуляционных порогов (КДЦП), которые наряду с искусственной поперечной циркуляцией (ИПЦ) защищают водоприемник от захвата русловых наносов при водозаборе. Интенсивность и направление ВТ и ИПЦ зависят от режима водотока, плановых и геометрических характеристик донной преграды. Имеющиеся рекомендации по назначению рациональных характеристик КДЦП с точки зрения устойчивого формирования в потоке всех трех защитных течений для условий бесплотинного водозабора из рек носят противоречивый характер и требуют уточнения. Цель исследования - изучение скоростного режима ВТ в створе КДЦП при различных плановых, геометрических характеристиках преграды и экспериментальных гидравлических режимах ее работы на физической модели с неразмываемым руслом (без водоотделения), а также определение эффективного диапазона углов установки КДЦП к борту лотка с точки зрения образования устойчивых и интенсивных ВТ вдоль верховой и низовой граней порога. Материалы и методы. Использованы физические модельные гидравлические исследования, теоретические расчеты. Изучены пять гидравлических режимов работы КДЦП с различными плановыми и геометрическими характеристиками на физической модели с неразмываемым руслом (без водоотделения). Проведено обобщение и анализ полученных экспериментальных данных. Результаты. Представлены результаты лабораторных гидравлических исследований скоростного режима ВТ в створе КДЦП. Разработаны экспериментальные графические зависимости, характеризующие интенсивность и направление ВТ вдоль верховой и низовой граней порога. Выводы. Установлено определяющее влияние угла установки преграды к борту лотка (береговой линии) на интенсивность и направление ВТ в створе КДЦП. Экспериментально определен эффективный диапазон углов установки КДЦП с точки зрения формирования устойчивых и интенсивных ВТ вдоль верховой и низовой граней порога с нужным для практики направлением.
Ключевые слова
Введение. Необходимость внедрения BIM-технологий в процессы управления жизненным циклом (ЖЦ) объектов капитального строительства отмечена в поручении Президента Российской Федерации ПР-1235 от 19.07.2018 г. Определения информационной модели объекта капитального строительства и классификатора строительной информации (КСИ) законодательно закреплены в 2019 г. в Градостроительном кодексе РФ Федеральным законом от 27.06.2019 г. №151-ФЗ. Мировая практика свидетельствует о применении различных систем КСИ, критический анализ которых позволяет выделить основные требования к российскому КСИ, обосновать его структуру и состав. Материалы и методы. Рассмотрены международные системы классификации строительной информации, нашедшие широкое практическое применение в области строительства: OmniClass (США), Uniclass 2015 (Великобритания), CCS (Дания) и CoClass (Швеция). Произведен анализ структур, состава, методологических основ рассмотренных классификационных систем. Проанализированы существующие российские классификаторы и международные классификационные системы в области строительства. Результаты. Принимая во внимание анализ и обобщение мировой практики классификации строительной информации, разработана структура КСИ, адаптированная для задач применения технологий информационного моделирования объектов капитального строительства с учетом особенностей национальной базы нормативно-технической документации в строительстве. В качестве основы КСИ принята структура, рекомендуемая стандартом ISO 12006-2:2015. При разработке состава классификатора учтены требования по объединению и унификации существующих национальных классификаторов и опыт разработки и эксплуатации существующих в строительной отрасли классификационных систем. Предложена структура КСИ, состоящая из четырех базовых категорий и 21 базового класса. Выводы. Классификатор строительной информации в предложенной структуре и составе обеспечивает формирование единого и универсального языка представления строительной информации в рамках единого информационного пространства строительной отрасли и единого стандартизированного формата представления содержания данных информационных моделей для задач управления ЖЦ объектов капитального строительства.
Ключевые слова
Введение. В области реализации комплексных программ жилищного строительства, как перспективном направлении с точки зрения устранения наиболее важных проблем современного развития строительной отрасли (интенсивный рост городских территорий, низкое качество и высокая стоимость нового жилья, низкий уровень обеспеченности инфраструктурой), выявлена ключевая задача: рациональное обоснование характеристик комплекса объектов строительства с учетом взаимосвязей между количеством и характеристиками жилых домов и инфраструктурных объектов. По результатам анализа соответствующей научной литературы сделан вывод об ограниченности существующих инструментальных средств, в полной мере учитывающих ключевые особенности реализации комплексных программ жилищного строительства. Обоснована целесообразность проведения исследования, цель которого - разработка методики обоснования характеристик комплекса объектов строительства. Материалы и методы. Разработана методика определения организационно-технологических характеристик комплекса объектов строительства на основе дробно-линейного программирования, предполагающая определение оптимального количества объектов жилищного строительства и инфраструктурных объектов в разрезе различных экземпляров и категорий по критерию максимизации индекса рентабельности соответствующего строительного проекта. Ключевые элементы разработанной методики - оптимизационные модели, являющиеся линейными относительно неизвестных переменных и потому реализуемые с использованием симплекс-метода в современных программных средах оптимизационного моделирования. Результаты. Разработанная методика реализована на практическом примере с использованием программной среды Microsoft Excel и надстройки «Поиск решения». В результате выполнения соответствующих расчетных процедур получены конкретные значения количества объектов и инфраструктурных объектов в рамках строительного проекта. Выводы. На основе адекватных результатов, полученных по итогам реализации предложенной методики на практическом примере, сделан вывод о высокой практической значимости разработанного инструментального средства. Выявлены основные недостатки разработанной методики, связанные с отсутствием учета факторов влияния особенностей транспортной инфраструктуры и технологических ресурсов в рамках строительного процесса на характеристики проекта. Для устранения выявленных недостатков запланировано совершенствование методики на дальнейших этапах исследования.