Введение. Рассмотрен важный и интересный период развития архитектуры вузов в нашей стране, характеризующийся комплексным подходом и массовым внедрением передовых для того времени решений. Особую актуальность тема приобретает в настоящее время, когда определяется стратегия будущего развития университетских кампусов, необходимость которого отмечена в национальном проекте «Наука и университеты», федеральном проекте «Развитие инфраструктуры для научных исследований и подготовки кадров» и др. Большая часть генеральных планов российских вузов утверждена в эпоху СССР. Сегодня актуальной задачей становится определение возможностей дальнейшего расширения и совершенствования высших учебных заведений с точки зрения их архитектурно-планировочных особенностей и потенциала, заложенного в генеральных планах вузов архитекторами прошлого. Материалы и методы. Изучены действующие в то время нормативные документы, регламентирующие проектирование вузов, научные исследования и пособия для практиков, проектная документация. Акцент сделан на анализе генеральных планов и градостроительного размещения вузов в структуре поселений. Результаты. Отмечен ряд характерных тенденций и применявшихся архитекторами и градостроителями решений. Рассмотрены общие приемы формирования университетских комплексов в СССР в 1970-1980 гг. Проанализированы отдельные характерные примеры и приведены схемы с цветовой индикацией реализованных объектов генерального плана. Несмотря на увеличение количества обучающихся и набирающее обороты строительство зданий и комплексов высшей школы, потенциал, заложенный в генеральных планах многих вузов рассматриваемой эпохи, до сих пор не исчерпан. Выводы. Генеральные планы вузов, разработанные в эпоху СССР, отличаются продуманной планировочной структурой, учитывающей большинство потребностей среднестатистического студента того времени. Благодаря общим принципам зонирования с возможностью линейного или центричного развития каждой зоны такие планировки ориентированы на динамичное развитие в пространстве с течением времени с возможностью адаптации к современным требованиям функционального наполнения отдельных зон.
Вестник МГСУ
2023. — Выпуск 11
Содержание:
Введение. Торговый дом купца А.С. Колмакова - один из объектов культурного наследия (ОКН), формирующий архитектурный облик фрагмента исторического центра г. Тюмени. Рассматриваемый объект служит одним из лучших образцов особого типа общественной городской застройки, так называемого «торгового дома», появление которого является результатом экономического развития города конца XIX - начала XX в. Представлен комплексный анализ, включающий историко-архивные, натурные исследования бывшего торгового дома А.С. Колмакова, входящего в состав обширного усадебного комплекса. Ключевая цель исследования - привести информацию о специфике особого типа общественного здания торгового дома, а именно об объемно-планировочных, конструктивных, архитектурно-художественных особенностях объекта. Рассмотренный пример организации работы с последующей реализацией отвечает на актуальные вопросы сохранения уникальности историко-архитектурной среды в городах, использования и включения ОКН в современную жизнь города. Исследование и популяризация значимых объектов, формирующих архитектурный облик города, - важный и необходимый процесс как для создания разнообразной качественной городской среды, так и просвещения в области отечественной истории и культуры. Материалы и методы. Изучение ОКН базируется на комплексном подходе, включающем анализ и использование дореволюционных и современных архивных, библиографических источников; сбор и обработку документов, графических и фотоматериалов; результаты натурного обследования (фотофиксация, обмеры); систематизацию научно-исследовательских результатов. Результаты. Приведены результаты обследования здания, рассмотрены объемно-планировочные, архитектурно-художественные, конструктивные и инженерные особенности объекта. Выводы. На основе представленного материала коллективом под руководством А.И. Клименко разработаны проекты реставрации и приспособления ОКН дома А.С. Колмакова под новое функциональное назначение для включения объекта в современную жизнь города.
Ключевые слова
Введение. Цель исследования - изучение влияния деградации частотных параметров железобетонных зданий при действии сейсмической нагрузки и оценка характера разрушения в зависимости от этажности здания с помощью численных экспериментов в программном комплексе LS-DYNA. Для получения собственных частот и форм в определенные моменты времени в задаче, решаемой явной схемой интегрирования, ищется решение с использованием неявной схемы. Материалы и методы. Рассмотрены пять сооружений разной этажности. В расчетных схемах зданий используется непосредственное армирование несущих элементов. Для моделирования бетона применяется модель материала Continuous Surface Cap Model (CSCM). Данный материал позволяет учитывать накопление повреждений. Моделирование арматуры осуществляется с помощью идеально упругопластической модели Прандтля. Арматура моделировалась стержнями и была непосредственно погружена в бетон. Для этого использовалась лагранжево-эйлерова связь. Расчет производился на жестком основании с учетом физической, геометрической и конструктивной нелинейностей. Сейсмическое воздействие задавалось в виде двухкомпонентных акселерограмм, нормированных на 8 баллов по шкале MSK-64. Результаты. Получены кривые изменения и деградации собственных частот для каркасов разной этажности, а также кривые накопления повреждения для всего каркаса. Выводы. Анализ полученных результатов показывает, что при землетрясении интенсивностью 8 баллов имеет место существенное (до 30 %) снижение частот собственных колебаний рассмотренных каркасов. Наибольшее количество повреждений возникает на стадии активной фазы сейсмического воздействия. С увеличением этажности интенсивность деградации собственных частот растет, скорость накопления и объем повреждений возрастают.
Ключевые слова
Введение. В последние годы развитие программирования затрагивает все больше сфер, в том числе и архитектурно-строительную область. В проектной деятельности появляются новые инструменты, позволяющие численно описывать параметры строительных конструкций, при помощи которых легко изменять их формы и конфигурацию. Данное направление дает возможность уйти от более трудоемких и длительных процессов ручного редактирования графических материалов. Такой подход к архитектурному проектированию называют параметрическим моделированием. Без него трудно представить создание сложных геометрических форм здания как многоэтажных, так и большепролетных, к которым можно отнести вантовые покрытия. Материалы и методы. Процесс оптимизации сбора нагрузок на криволинейные формы нагляднее демонстрировался на примере определения и приложения снеговых и ветровых нагрузок на вантовое покрытие двоякой кривизны здания велодрома, так как, согласно нормативным документам, от геометрии здания зависит коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие и аэродинамический коэффициент, которые, как правило, определяются по результатам продувки, однако для уменьшения трудоемкости исследования зоны распределения этих коэффициентов интерполировались по уже имеющимся в нормативных документах формам. Результаты. Выполнен сбор нагрузок на расчетную конечно-элементную схему здания велодрома с покрытием двоякой кривизны по ортогональной вантовой сети, в том числе 4 типа снеговой нагрузки и 2 типа ветровой нагрузки. Выводы. Использование Grasshopper позволило уйти от упрощения и интерполяции как величины давления от снега и ветра в нескольких направлениях, так и значений грузовых площадей в каждой точке вантовой сети. Такой более точный подход в совокупности с результатами аэродинамических испытаний и автоматизированной передачей данных в расчетные комплексы позволит более точно определять НДС сложных покрытий, уйти от перерасчета и переназначения сложных неравномерно распределенных линейных и нелинейных нагрузок в расчетных схемах при изменении исходных данных с экономией трудовых и временных затрат на контроль этих процессов.
Ключевые слова
Введение. В настоящее время возрастают требования к надежности и долговечности металлоконструкций, а также их экономической целесообразности. Учитывая сложность анализа множества факторов, влияющих на прочность, устойчивость и долговечность сварных стальных балок, предлагается новый подход к определению оптимальных размеров, основанный на энергетической теории прочности, с выводом новых коэффициентов, для упрощения подбора сечения балок. Материалы и методы. Проведен анализ с использованием энергетической теории прочности, с применением которой рассчитана потенциальная энергия упругой деформации стальных сварных балок. Для установления оптимальных размеров балок вычислена первая производная потенциальной энергии упругой деформации по высоте балки, полученный в итоге результат позволил составить отношение высоты и толщины стенки балки к ширине и толщине пояса балки. Это отношение обозначено коэффициентом kopt, при помощи которого предложена методика подбора оптимального сечения балки. Результаты. Выведены формулы, позволяющие быстро и с наименьшим весом подобрать оптимальное сечение балки с использованием коэффициента kopt и гибкости стенки. Путем итерационного расчета определены оптимальные значения коэффициента kopt и гибкости при различных нагрузках и пролетах балок. Выведены формулы для установления kopt, зависящие от распределенной нагрузки q, приведены графики и таблицы для определения оптимальной гибкости стенки балки и коэффициента kopt при заданных параметрах. Выводы. Сформулирован метод подбора оптимальных размеров стальных сварных балок, опирающийся на энергетическую теорию прочности и введение коэффициента kopt. Разработанные формулы и выполненный итерационный расчет, результаты которого представлены в таблицах, позволяют обеспечить быстрый и металлоемкий подбор оптимального сечения сварных балок при различных нагрузках и пролетах, что значительно упрощает процесс проектирования и повышает эффективность использования материалов и конструкций.
Ключевые слова
Введение. Большепролетные и гибкие конструкции весьма чувствительны к воздействию ветра. Такие конструкции подвержены возникновению аэроупругих явлений. В истории известны случаи, когда в результате ветрового воздействия происходило обрушение конструкции. В связи с этим актуальной задачей является разработка методов оценки возникновения аэроупругой неустойчивости. Материалы и методы. Динамические и жесткостные характеристики объекта, используемые при инженерной оценке возможности аэроупругих явлений, определили с помощью программного комплекса (ПК) ANSYS Mechanical. Моделирование обтекания исследуемого объекта провели в ПК ANSYS Fluent. Для подтверждения полученных оценок о невозможности возникновения аэроупругой неустойчивости по нормативной методике выполнили прямое численное моделирование двухстороннего взаимодействия шпиля и воздушного потока в ПК ANSYS (двухсторонний FSI, реализуемый связкой модулей Fluent и Mechanical). Результаты. С применением разработанных расчетных динамических конечно-элементных моделей установили собственные частоты и формы колебаний. Провели оценку возможности возникновения галопирования по нормативной методике для исследуемого шпиля при скоростях ветра, наблюдаемых на площадке строительства. Осуществили прямое численное моделирование связанной задачи двухстороннего взаимодействия шпиля и воздушного потока в ПК ANSYS при максимально возможной скорости ветра для места строительства для наиболее опасного направления ветра (полученного по результатам инженерной оценки). Выводы. Проведенная оценка о возможности возникновения аэроупругой неустойчивости по нормативной методике и поверочный двухсторонний связанный расчет аэроупругих колебаний шпиля подтвердили отсутствие явлений аэроупругой неустойчивости при максимально возможной скорости ветра для места строительства.
Ключевые слова
Введение. Для решения инженерных задач интерес представляет вопрос действительной работы каркаса здания в целом с учетом особенностей работы узлов, соединяющих несущие элементы. Предлагается исследовать влияние начальных зазоров во фланцевых соединениях типа «балка - колонна» на прочностные и деформативные характеристики узлового решения. Особое внимание уделяется работе высокопрочных болтов с предварительным натяжением в режиме работы «растяжение с изгибом». Предложена конфигурация экспериментальной модели, выбран способ фиксации величины напряжений в болтах в трех точках, что позволяет учитывать напряжения не только от растяжения болта, но и от его изгиба. Материалы и методы. Выполнен литературный обзор темы влияния начальных несовершенств во фланцевых соединениях, рассмотрен вопрос недостатков существующих подходов к аналитическому расчету узлов на основе российских и зарубежных нормативных документов. Описаны экспериментальная установка и опытные образцы, приведены рекомендации по проведению экспериментальных исследований фрагмента рамы с двумя типами узлов. Установка и образцы разработаны на основе результатов численного расчета конечно-элементных моделей. Результаты. Проведены испытание шпильки с заявленным классом прочности 8.8 для определения ее фактических механических характеристик, испытание на растяжение шпильки с прорезями для оценки достоверности данных тензометрических измерений и корректировки конструкции экспериментальных образцов с учетом результатов испытаний, испытание узловых решений двух видов конфигураций, обработка и аналитика результатов испытаний. Выводы. Обоснована методология выполнения эксперимента по тематике исследования, определен характер влияния формируемого зазора на напряжения в элементах узла.
Ключевые слова
Введение. На промышленных производствах с мостовыми кранами тяжелого и весьма тяжелого режимов работы подкрановые балки эксплуатируются с повреждениями, значительную часть которых составляют усталостные трещины в стенке. При этом во многих случаях поврежденные подкрановые балки имеют запасы несущей способности, которые при начальной стадии развития трещин позволяют временно их эксплуатировать до ремонта или замены. Оценка влияния таких повреждений на прочность подкрановых балок в этих условиях становится актуальной. Материалы и методы. Для исследования напряженно-деформированных и предельных состояний подкрановых балок с усталостными трещинами в стенке применен метод численного моделирования с использованием конечно-элементного программного комплекса ANSYS. Анализ напряженно-деформированных состояний балок проведен в сечениях, соответствующих середине трещины, и в смежных с поврежденным отсеках. Результаты. Выявлены качественные и количественные зависимости изменения напряженно-деформированных и предельных состояний подкрановых балок от длины трещины, ее положения в отсеке при раздельном действии изгибающего момента и поперечной силы, а также при их совместном действии. Показано, что такое ослабление стенки приводит к существенной перегрузке сжатого пояса. Даны рекомендации по торможению развития трещин, позволяющие повысить эксплуатационную пригодность конструкции. Выводы. Предложены рекомендации по практическому расчету подкрановых балок на прочность с введением коэффициентов влияния трещины и алгоритм определения предельной длины трещины. Отмечена важность дальнейшего исследования влияния дефектов крепления рельса к поясу на несущую способность поврежденной балки. При этом необходима статистическая обработка величин отклонений геометрических несовершенств, приобретенных в процессе эксплуатации.
Ключевые слова
Введение. Предмет исследования - повышение физико-механических характеристик вяжущего на основе природного ангидрита Ергачевского месторождения, применение которого обеспечит производство строительных материалов на базе безообжиговых, малоэнергозатратных вяжущих. Для улучшения характеристик предлагается комплексная активация твердения. Оптимизированы составы от количества и содержания химического активатора. Предложено использование металлургической пыли в качестве дополнительного компонента комплексной добавки, обеспечивающего улучшение гидрофизических характеристик. Материалы и методы. Для изготовления вяжущего природный ангидритовый камень дробили в щековой дробилке, измельчали в лабораторной дисковой мельнице. Определение прочностных параметров и установление оптимального активатора проводились с помощью гидравлического лабораторного пресса. Анализ химического состава металлургической пыли выполнен на рентгеновском флуоресцентном спектрометре с волновой дисперсией. Характер структурообразования и наличие новообразований определяли с использованием растровых электронных микроскопов и дифференциально-сканирующего калориметра. Результаты. Проведен сравнительный анализ влияния активаторов твердения на прочностные характеристики вяжущего на основе природного ангидрита. Проанализирована активация сульфатом железа (мелантерит) и гидросульфитом натрия; гидроксидом натрия и калия; воздушной известью и цементом. Установлено, что применение химических активаторов приводит к повышению прочностных характеристик и изменению морфологии кристаллогидратов, оптимальным является мелантерит. Однако комплексное воздействие модификаторов достигается только при сочетании химических и минеральных активаторов твердения и обеспечивает не только повышение прочностных характеристик, но и водостойкости. Определено, что сочетание металлургической пыли и гидросульфита натрия обеспечивает формирование сульфата железа, которое при совместном введении с портландцементом способствует улучшению физико-механических характеристик. Выводы. Комплексная активация твердения природного ангидрита обеспечивает формирование матрицы повышенной плотности, сложенной из кристаллогидратов гипса оптимальной морфологии, дополнительно связанных аморфными новообразованиями на основе гидросиликатов, гидросульфоалюмосиликатов или гидроферритов кальция, что обеспечивает физико-механические характеристики на уровне, достаточном для производства стеновых строительных блоков.
Ключевые слова
Введение. В помещениях с искусственным льдом, к которым относятся крытые катки и ледовые арены, для предотвращения размягчения льда, образования тумана и выпадения конденсата конвективная составляющая теплообмена должна расходоваться на охлаждение воздуха зоны ледового поля до нормируемых значений. От точности расчета микроклиматических параметров зависит не только комфорт находящихся на поле людей, но и качественные характеристики льда. Актуальна разработка методики и программы расчета указанных параметров при проектировании систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Материалы и методы. Для повышения точности расчета предложена новая методика аналитического определения параметров состояния воздуха в зоне ледового поля крытых катков и ледовых арен. Данная методика отличается от существующих применением итерационного метода расчета при выборе оптимального соотношения расходов воздуха на первой и второй ступенях рециркуляции, что позволяет исключить дополнительное охлаждение притока в холодный период года. Результаты. Разработанная методика реализована при составлении алгоритма программы расчета искомых параметров и учитывает современные данные численного моделирования температурных полей в обслуживаемой зоне, скорректированный диапазон величины градиента температуры по высоте рассматриваемого помещения и коэффициента массообмена, определяемого с помощью теории тройной аналогии тепломассообменных процессов. Выводы. Предложенные методика и программа расчета дают возможность повысить точность определения температуры, влагосодержания, парциального давления и энтальпии при проектировании систем вентиляции и кондиционирования помещений с искусственным льдом, что способствует сокращению избыточных энергетических затрат при обработке воздуха в центральном кондиционере.
Ключевые слова
Введение. Проанализировано применение технологий информационного моделирования (BIM) и дополненной реальности (AR) на стадии строительства и последующей эксплуатации объектов капитального строительства. Материалы и методы. Показаны потенциальные возможности оптимизации работы монтажных и строительных бригад или проведения экспертизы проекта с помощью BIM-технологий. Благодаря применению данной технологии: сокращаются сроки монтажных работ на объекте строительства (как следствие, снижаются затраты и повышается эффективность труда); сокращаются сроки выполнения экспертизы проекта (на этапе сдачи строительного объекта). Основная идея заключается в объединении технологии BIM на этапе строительства и технологии дополненной реальности. Совмещение этих технологий позволит облегчить выявление отступлений от проекта и снизит трудоемкость монтажных работ. Результаты. Важное значение для практики строительства имеют предложенные информационные таблицы визуализации элементов информационной модели объекта строительства и ключевые принципы их наполнения данными на примере трубопровода на основании заданных точек построенной трехмерной модели. Рассмотрено применение AR на стадии эксплуатации на примере водомера и электрического счетчика. Выводы. Сформулированы типы и определено содержание информационных таблиц визуализации магистрального трубопровода, на базе которых осуществляется построение трехмерной модели трубопровода на стадии строительства объекта. Приведен пример содержания информационной таблицы визуализации отдельных элементов информационной модели объекта строительства на стадии эксплуатации на примере водяного и электрического счетчика. Представлены направления дальнейших исследований.
Ключевые слова
Введение. Трансакционные издержки в инвестиционно-строительной сфере (ИСС) с 2008 г. все чаще становятся объектом международного исследовательского интереса. В качестве одной из причин этого является их влияние на производительность труда, рост которой преследуют и государственные, и коммерческие структуры. Актуальность их анализа связана с существенной долей трансакционного сектора в валовом внутреннем продукте (ВВП) национального хозяйства, изменение которой может быть сопряжено как с эффективностью, так и неэффективностью выстроенной институциональной среды. Цель исследования - разработка рекомендаций по воздействию на элементы институциональной среды для снижения административных барьеров, характерных для ИСС РФ. Новизна авторского подхода формируется за счет рассмотрения аспекта распределения трансакционных издержек под воздействием разнородных контрактов между участниками ИСС РФ. Материалы и методы. Использованы данные Росстата о структуре ВВП РФ, проанализированы результаты международных исследований по количественной и качественной оценке трансакционных издержек в строительстве. Исследование опиралось на инструментарий институциональных теорий (трансакционных издержек, институциональных изменений, институциональных ловушек, синергетическое развитие организаций и др.), а также общенаучные методы. Результаты. Детализировано понятие постконтрактной стадии, с которой международные исследователи связывали некоторый набор трансакционных издержек. Детализация обоснована неопределенностью окончания стадии контракта с позиций институциональной теории (контрактных отношений), а также наличием отношенческих соглашений между участниками инвестиционно-строительных проектов и на стадии эксплуатации. Выявлены распределители трансакционных издержек в ИСС РФ: предсказуемость заказчика, институциональная рента подрядчика, институциональная рента застройщика, полнота отношенческих контрактов обеспечения предсказуемости заказчика, информация о доходности обхода формальных правил субъектами ИСС, цифровизация. Выводы. Описание трансакционных издержек через аспект их распределения позволяет формализовать модель их количественного или качественного измерения, учитывая воздействие институциональной среды в РФ.
Ключевые слова
Введение. Анализируются вопросы применения цифровых технологий (ЦТ) в государственном и муниципальном управлении (ГМУ). Рассматривается прогресс, достигнутый в области цифровой трансформации ГМУ, формулируются основные рекомендации по совершенствованию этого процесса. Материалы и методы. Теоретико-методологической основой послужили научные труды российских и иностранных ученых, посвященные изучению применения ЦТ в ГМУ. Материалами исследования стали данные Росстата, Минцифры России, реферативной базы Scopus, разработки Института статистических исследований и экономики знаний НИУ «Высшая школа экономики». Результаты. Проведенный анализ практики применения ЦТ в ГМУ доказал, что подобные технологии активно используются в России. Стоимость взаимодействия граждан и государства в таком формате обходится вдвое дешевле, чем в традиционном, очном. В период пандемии темпы цифровизации государственного сектора существенно ускорились. Электронные системы оплаты, открытые данные и государственные порталы, системы управления информацией и электронный документооборот могут служить примерами использования ЦТ в ГМУ. Цифровые технологии дают правительству возможность предоставлять гражданам и предприятиям различные услуги и онлайн-сервисы, автоматизировать и оптимизировать процессы в ГМУ, активно предоставлять доступ к необходимой пользователям информации. Все это способствует повышению прозрачности деятельности органов власти. Цифровые технологии позволяют усовершенствовать принятие решений в ГМУ на основе применения аналитических инструментов и методов прогнозирования. Выводы. Несмотря на выявленные недостатки и проблемы, сделан вывод о том, что в целом перспективы развития в России ЦТ в ГМУ оптимистичны и имеют существенный потенциал.