Вестник МГСУ
2021. — Выпуск 2
Содержание:
Введение. Экспериментальные методы исследований колебаний зданий и сооружений (динамические испытания) позволяют определять индивидуальный комплекс параметров динамических характеристик собственных колебаний, присущий каждому зданию и сооружению. Для выявления динамических характеристик выбран метод стоячих волн, предоставляющий возможность получить подробную (с требуемой степенью детальности) и, главное, достоверную картину технического состояния здания. Материалы и методы. Регистрация микросейсмических колебаний конструкций здания осуществлялась мобильным диагностическим комплексом «Метод стоячих волн» (МСВ). Была определена схема расстановки датчиков с одной опорной точкой. Для обработки данных регистрации микросейсмических колебаний здания разработан программный комплекс, реализующий метод стоячих волн. Для выделения собственных частот здания рассчитаны спектры когерентности колебаний. Построена геоинформационная система (ГИС)-модель для представления амплитуд и фаз колебаний здания. Результаты. Определены собственные частоты, пиковые амплитуды и фазовые характеристики волнового поля здания. Построены схемы распределения амплитуд и карты фаз колебаний. Обнаружены зоны деструктивных процессов в кирпичной кладке несущих стен здания и установлены причины их возникновения. Выводы. По результатам динамических испытаний административного здания получены его динамические характеристики. Анализ распределения этих параметров позволил оценить техническое состояние здания и дать рекомендации по его усилению. Намечены перспективы использования мобильного диагностического комплекса на основе метода стоячих волн для решения самого широкого спектра задач.
Ключевые слова
Введение. Уголковые анкерные упоры, закрепляемые с помощью порохового монтажного пистолета, являются альтернативным способом устройства сдвигового объединения сталежелезобетонных балок по отношению к традиционным приварным элементам. Необходимо уточнить их прочностные характеристики при различных вариантах конструирования сталежелезобетонных перекрытий для расчета по СП 266.1325800.2016. Материалы и методы. Для выявления прочностных характеристик уголковых анкерных упоров составлена программа лабораторных испытаний по методике ГОСТ Р 58336-2018. Испытания по определению несущей способности уголковых упоров на срез выполнены в лаборатории испытаний строительных материалов, изделий и конструкций НИУ МГСУ на универсальной сервогидравлической реконфигурируемой установке для испытаний крупноразмерных конструкций на статические и динамические нагрузки MTS.Multiaxial.DS1.4811.DS1.50019. Измерение перемещений проводилось с помощью индикатора поршневого типа, установленного на независимом штативе. Результаты. На основе анализа имеющихся нормативных документов и литературных источников разработана программа экспериментально-теоретических исследований работы сдвигового соединения на уголковых анкерных упорах в монолитных сталежелезобетонных перекрытиях, в том числе с применением стального профилированного настила по ГОСТ 24045-2016. В ходе эксперимента установлено, что прочность сдвигового соединения на уголковом упоре зависит не только от геометрических характеристик применяемого для несъемной опалубки профилированного настила, но и от расположения упора внутри гофры. Выводы. Результаты экспериментально-теоретического исследования позволят получить новые сведения о прочностных и деформативных характеристиках уголковых анкерных упоров, закрепляемых пороховой пристрелкой на высокопрочных дюбелях и, при необходимости, уточнить существующие положения по расчету коэффициента редукции по СП 266.1325800.2016 с учетом параметров конструирования узла сдвигового соединения.
Ключевые слова
Введение. Развитие вероятностных подходов к оценке механической безопасности несущих элементов строительных конструкций является одним из актуальных научных направлений в строительной отрасли. Материалы и методы. Для моделирования случайных величин в математических моделях предельных состояний при расчете надежности ферм предлагается использовать не отдельные точные функции распределения вероятностей случайных величин, а р-блоки, состоящие из двух граничных функций распределения. Граничные функции распределения создают область распределения вероятностей, в которой находится действительная функция распределения случайной величины, но наперед неизвестная вследствие алеаторной и эпистемологической неопределенности. Выбор р-блока для моделирования случайной величины будет зависеть от вида и количества статистической информации о случайной величине. Результаты. На примере вероятностной модели веса снегового покрова и численного моделирования испытаний стальных образцов стержней фермы показано, что для практических задач по вероятностной оценке надежности элементов строительных конструкций (в том числе ферм) наиболее рационально применение р-блоков для моделирования случайных величин. Предложены вероятностная модель р-блока снеговой нагрузки, построенная по распределению Гумбеля; математическая модель для расчета надежности элемента стальной плоской фермы, на основе которой рассмотрен численный пример расчета надежности. Приведены расчетные формулы для оценки надежности элемента фермы при нескольких вариантах р-блоков, используемых для описания случайных величин в зависимости от количества имеющейся статистической информации. Выводы. Р-блоки позволяют дать более осторожную оценку надежности элемента конструкции, но в то же время менее информативную -- представленную в интервальной форме. Для получения более точного интервала надежности следует уточнить интервальные оценки параметров распределений или виды р-блоков в расчетной математической модели предельного состояния, что влечет за собой повышение экономических и трудовых затрат на сбор статистической информации.
Ключевые слова
Введение. Большинство площадок строительства характеризуются сложными инженерно-геологическими условиями, которые включают в себя чередующиеся слои грунта, в том числе слабые. В качестве основного типа фундамента на таких площадках рассматривают свайный фундамент. Сформулирована постановка и показано решение задачи о взаимодействии сваи большой длины с окружающим многослойным и подстилающим грунтами. Материалы и методы. Задача изучена в линейной и нелинейной постановках. Для описания нелинейных сдвиговых деформаций проанализирована упругопластическая модель С.П. Тимошенко. Решение изложено аналитическим и численным методами. Проведено сравнение полученных результатов аналитическим решением упругой задачи с результатами программного комплекса Plaxis 3D. Результаты. Определено выражение для нахождения приведенного модуля сдвига для многослойного массива грунта. Аналитические решения подкреплены графической частью, выполненной с помощью программы Mathcad. Численные решения задачи осуществлены в программном комплексе Plaxis 3D. Приведены графики зависимости осадки сваи, прорезающей чередующиеся слои, от нагрузки; графики зависимости усилия на пяту сваи от радиуса сваи при переменной нагрузке на оголовок сваи и при переменной длине сваи. Выводы. Полученная зависимость для определения приведенного модуля сдвига многослойного грунтового массива показала хорошую сходимость с численными методами в упругой постановке. Данные решения могут быть применены для предварительного выявления перемещения сваи большой длины с окружающим многослойным и подстилающим грунтами. Подбор оптимального соотношения длины сваи и ее диаметра позволяет максимально эффективно использовать несущую способность сваи.
Ключевые слова
Введение. Одним из критериев долговечности строительных материалов является их водостойкость, обычно оцениваемая по величине коэффициента размягчения. Однако даже водостойкие материалы не всегда способны выдерживать циклические атмосферные воздействия, вызывающие линейные деформации, снижение прочности и разрушение строительных изделий. Поэтому возникает необходимость учитывать стойкость строительных материалов, в частности, к попеременному увлажнению-высушиванию (воздухостойкость). Цель работы - исследование возможности получения прессованных композитов на основе модифицированного магнезиального вяжущего повышенной стойкости к атмосферным воздействиям. Материалы и методы. Модификацию магнезиального вяжущего для повышения водо- и воздухостойкости композитов на его основе осуществляли введением добавки микрокремнезема и прессованием при высоком давлении. Изучали влияние модификатора на изменение прочности на сжатие прессованных композитов в высушенном и водонасыщенном состоянии, коэффициентов размягчения и воздухостойкости, а также линейных деформаций контрольных образцов после установленного количества циклов попеременных увлажнений и высушиваний. Результаты. Выявлена возможность повышения водо- и воздухостойкости строительных изделий на основе магнезиальных вяжущих веществ за счет введения в состав формовочных смесей микрокремнезема и их уплотнения методом прессования. Разработаны составы прессованных композитов на основе модифицированного магнезиального вяжущего, предназначенных для изготовления изделий, используемых в ограждающих конструкциях зданий, а также для устройства полов в помещениях с влажностью более 60 %. Выводы. Установлено, что прессованные композиты на основе модифицированного магнезиального вяжущего обладают высокой стойкостью к попеременному увлажнению-высушиванию. Предлагаемый способ модификации препятствует расшатыванию структуры изготовленного из него прессованного камневидного материала при знакопеременных напряжениях, уменьшает линейные деформации и, как следствие, замедляет его усталостное разрушение. Применение в качестве минеральной добавки вторичного ресурса должно способствовать снижению себестоимости изделий, что позволяет отнести способ их производства к наилучшим доступным технологиям.
Ключевые слова
Введение. Рассматривается проблема нерационального обращения с твердыми коммунальными отходами (ТКО) и отходами производства и потребления в России, возможность строительства зданий из вторичного сырья. Объектом исследования являются экологические нормативы, экологические системы сертификации в строительстве и материалы из вторичного сырья. Предмет изучения - возможность строительства зданий с использованием материалов на основе вторичного сырья с учетом требований экологических стандартов. Материалы и методы. Приводятся типы вторичного сырья и обзор подходов строительства зданий из материалов на основе вторичного сырья в России и за рубежом. Описываются наиболее распространенные технологии строительства домов из вторичного сырья. В качестве примера показан экосертифицированный объект в России с использованием подобных материалов. Результаты. Анализируется состояние российской законодательной базы по обращению с ТКО и отходами производства и потребления, требования международных и российских экологических стандартов для зданий. Определяется процентное соотношение мероприятий по обращению с отходами относительно других требований в системах экологической сертификации для объектов недвижимости. Выводы. Предложена новая классификация строительных материалов на основе вторичного сырья. Сделаны выводы о возможности повторного применения ТКО и отходов производства и потребления в строительной индустрии. Выявлена необходимость доработки экологических нормативов в России. В российских экологических стандартах следует увеличить количество критериев относительно рационального обращения с ТКО и отходами производства и потребления, использования материалов на основе вторичного сырья.
Ключевые слова
Введение. В практике гидротехнического строительства применяются несколько типов грунтовых плотин. При этом выбор типа плотины осуществляется отдельно для каждого гидроузла применительно к его особенностям и природным условиям. Выполнено сравнение двух типов каменно-набросной плотины с бетонным экраном (БЭ) и асфальтобетонной диафрагмой (АФД) для условий Муллалакской ГЭС на р. Пскем в Республике Узбекистан, высота плотины которой составляет 85 м. Сравнение производилось с точки зрения работоспособности плотины как при статических силах, так и в условиях высокой сейсмичности. Материалы и методы. Для плотин двух типов выполнены расчеты напряженно-деформированного состояния (НДС), устойчивости откосов при основном и особом сочетаниях нагрузок. Все расчеты проводились в плоской постановке. Расчеты НДС производились с учетом нелинейности поведения грунтовой среды и контактного взаимодействия конструкций. Входящие в особые сейсмические нагрузки определялись по линейно-спектральной методике через периоды и формы собственных колебаний. Расчеты устойчивости откосов осуществлялись с учетом напряженного состояния грунтов, полученного из расчетов НДС. Результаты. Каждый из рассмотренных типов грунтовой плотины обладает своими особенностями. Плотина с АФД хуже приспособлена к восприятию высоких сейсмических нагрузок, ее НДС при землетрясении характеризуется развитием зон потери прочности и нарушения сплошности грунта. Минусом плотины с БЭ является недостаточная надежность ее противофильтрационного элемента, требуются дополнительные меры по обеспечению благоприятного напряженного состояния экрана. Еще один результат исследования - то, что откосы обоих типов плотины не обладают необходимым запасом устойчивости при заложении откосов 1,5 при землетрясении интенсивностью 9 баллов. Выводы. В условиях района с высокой сейсмичностью плотина с БЭ - более работоспособная, чем плотина с АФД, как при действии статических, так и сейсмических сил.
Ключевые слова
Введение. В условиях нарастающей конкуренции как на внутреннем, так и на зарубежных рынках, реализации существенного количества проектов инвестиционной программы, в том числе крупных стратегических инвестиционных проектов, а также дефицита и дороговизны финансовых ресурсов, одной из ключевых задач для отечественного производственного предприятия становится снижение рисков превышения бюджета реализуемых проектов. Настоящая работа направлена на создание подхода к разработке системы ключевых индикаторов рисков (КИР) инвестиционно-строительного проекта, применение которого позволит менеджменту принимать управленческие решения заблаговременно до реализации рисковых событий и тем самым повысить вероятность достижения целевых показателей бюджета капитальных затрат проекта. Материалы и методы. Проведен анализ существующих подходов, инструментов и методов построения системы КИР. Приведена классификация рисков проекта с помощью диаграммы Ишикавы, в предложенном подходе использованы инструменты и методы теории рисков (идентификация и оценка рисков, КИР) и инструменты регрессионно-корреляционного анализа. Результаты. Представлен алгоритм разработки системы КИР, а также предложен дифференцированный по критерию значимости проекта подход к формированию перечня КИР. Выводы. Применение подхода позволит для проектов высокой значимости более детально и с учетом специфики формировать перечень КИР для мониторинга в ходе реализации проекта, а для прочих проектов применять стандартный набор инструментов и методов, которые требуют минимального отвлечения человеческих и временных ресурсов рабочей группы. Вместе с разработкой подхода авторами описан перечень возможных КИР изменения капитальных затрат проекта, структурированных по факторам риска.
Ключевые слова