Введение. Рассмотрен один из объектов культурного наследия, формирующий архитектурный облик усадьбы Мусиных-Пушкиных на пересечении Доброслободской и Спартаковской улиц в Москве (ныне комплекс зданий Московского государственного строительного университета). Историческим ядром ансамбля на Разгуляе стал дом Д.А. Шепелева, вошедший впоследствии в состав главной постройки усадьбы Мусиных-Пушкиных. Результаты историко-архитектурных и натурных исследований были представлены в статье «Дом Д.А. Шепелева в составе главного дома усадьбы Мусиных-Пушкиных по материалам историко-архитектурных исследований», опубликованной в журнале «Вестник МГСУ», 2023, № 6. Основная цель исследования - проанализировать полученные в результате историко-архитектурных и натурных исследований данные в кругу аналогичных, типологически и стилистически близких строений, что позволит с наибольшей достоверностью представить подлинный облик утраченного ныне сооружения и предложить его графическую реконструкцию. Материалы и методы. Изучение памятника основано на методе комплексного источниковедения, включающем поиск и анализ источников и подбор аналогов. Результаты. Проведенный анализ позволил предложить реконструкцию первоначального облика дома Д.А. Шепелева с характерным для того времени барочным фасадным убранством. Выводы. Предложенная реконструкция - результат комплексных исследований, которые позволяют представить первоначальный облик постройки, ставшей основой для ныне существующего главного дома усадьбы Мусиных-Пушкиных, хотя данная реконструкция не преследует цели его воссоздания. Она лишь обозначает первоначальный облик памятника и раскрывает одну из страниц в истории столь значимого для Москвы усадебного комплекса.
Вестник МГСУ
2023. — Выпуск 12
Содержание:
Введение. Приводятся результаты декомпозиции синтезированных свободных колебаний линейной неконсервативной консольной динамической модели на элементарные составляющие с помощью сингулярного разложения матрицы перемещений. Материалы и методы. Использовано известное представление прямоугольной матрицы в виде произведения трех матричных множителей, получившее название сингулярного разложения (Singular Value Decomposition - SVD). Результаты. При представлении динамической реакции сооружения в определенной матричной форме результаты сингулярного разложения имеют ясную физическую интерпретацию: левые сингулярные векторы аппроксимируют собственные векторы, сингулярные значения определяют вклад отдельных форм собственных колебаний в общую динамическую реакцию, а произведения сингулярных значений и правых сингулярных векторов аппроксимируют модальные координаты колебательной системы в каждый рассматриваемый момент времени. Сингулярное разложение позволяет «автоматически» получить априорный векторный базис, основываясь на внешних проявлениях динамической реакции (перемещении, скорости или ускорении точек конструкции), в то время как традиционно используемые для этих целей собственные векторы являются базисом апостериорным, основанным на исследовании внутренних инерционных, жесткостных и демпфирующих свойств колебательной системы. Выводы. Подтверждена возможность использования SVD матрицы перемещений для определения основных динамических параметров линейных колебательных систем: форм и частот собственных колебаний, количественных параметров демпфирования. Все этапы получения и последующего анализа элементарных составляющих динамической реакции легко автоматизируются, что дает возможность рассматривать SVD в качестве основы для разработки программного обеспечения стационарных систем динамического мониторинга строящихся и эксплуатируемых зданий и сооружений.
Ключевые слова
Введение. Рассматривается нелинейное дифференциальное уравнение третьего порядка с полиномиальной правой частью седьмой степени, описывающее волновые процессы в балках. При исследовании такого класса уравнений в общем случае неразрешимых в квадратурах авторы используют метод, позволяющий получить аналитическое приближенное решение. Данного рода исследования основаны на решении нескольких математических задач. Дано обобщение полученных ранее результатов исследования одного класса нелинейных дифференциальных уравнений с подвижными особенностями на комплексную область. Методы и материалы. Рассматривается задача о нахождении точных границ применения приближенного решения нелинейного дифференциального уравнения в окрестности подвижной особой точки. Ранее были определены границы области применения приближенного решения на основе теоремы существования и единственности, но далее полученная область была уменьшена за счет возмущения подвижной особой точки. Используя элементы дифференциального исчисления для оценки погрешности решения, в данной работе удается расширить область применения приближенного решения и приблизить к полученной первоначально области. Результаты. Получены точные границы области применения приближенного решения. Теоретические положения подтверждены численными расчетами, что характеризует их достоверность. Рассматривается два численных эксперимента. В первом взята точка, попадающая под предыдущую и новую, полученную в данной статье, область. Во втором - точка, попадающая лишь под действие новой теоремы. Выводы. Авторский подход метода аналитического приближенного решения находит дальнейшее развитие на примере рассматриваемого класса нелинейных уравнений. Обобщаются результаты, полученные ранее при исследовании точных границ применения приближенного решения рассматриваемого класса уравнений в окрестности подвижной особой точки в комплексной области. Представленные исследования подтверждены с помощью численных экспериментов.
Ключевые слова
Введение. Предложен принципиально новый способ пассивного гашения колебаний конструкции в окрестности ее резонансных частот. Способ основан на использовании пьезоэффекта. С этой целью к конструкции добавлены пьезоэлектрические элементы, которые служат преобразователями энергии (механической энергии в электрическую энергию и наоборот). Материалы и методы. Пьезоэлектрические элементы представляют собой предварительно поляризованную пьезокерамику с электродами. Для пассивного гашения вибраций используются два различных вида электрических условий на электродах: электроды короткозамкнуты и электроды разомкнуты. Изменяя электрические условия на электродах, изменяется краевая задача. Спектр собственных частот краевой задачи для конструкции с короткозамкнутыми электродами отличается от спектра собственных частот краевой задачи для той же конструкции с разомкнутыми электродами. Идея метода заключается в следующем: пусть частота колебаний конструкции с короткозамкнутыми электродами приближается к ее резонансной частоте. Разомкнем электроды, тем самым изменим спектр собственных частот конструкции. Частота колебаний, которая является резонансной частотой для конструкции с короткозамкнутыми электродами, для конструкции с разомкнутыми электродами не будет резонансной. В результате изменения электрических условий амплитуды искомых величин (прогиба, изгибающего момента, перерезывающего усилия и т.д.) существенно уменьшатся. С целью оценки эффективности пассивного гашения вибрации предложена простая формула. Результаты. Для балки, совершающей вынужденные изгибные колебания в окрестности ее резонансной частоты, по предложенному способу пассивного гашения вибраций выполнены расчеты, получены таблицы эффективности гашения вибрации в окрестности резонансных частот и построены графики. Исследована возможность повышения эффективности гашения колебаний за счет выбора направления предварительной поляризации пьезоэлектрического материала, расположения электродов и их количества. Выводы. Результаты исследований пассивного гашения колебаний вблизи резонансных частот с помощью пьезоэффекта подтвердили простоту и надежность предлагаемого метода.
Ключевые слова
Введение. Объект исследования - образцы клееной древесины с вклеенным в каждый образец арматурным стержнем периодического профиля. Предмет исследования - значения сопротивления древесины выдергиванию или продавливанию вклеенного вдоль волокон стержня, податливость данного соединения. Целью является вычисление сопротивления по результатам испытаний и сравнение полученного значения с нормативным, а также оценка податливости соединения. Актуальность обусловлена широким применением в строительстве конструкций из клееной древесины и узлов соединения на вклеенных стержнях. Полученные данные могут быть использованы в построении расчетных моделей и в расчете узлов. Материалы и методы. Применены эксперимент и расчетные методы. Результаты. Эксперимент проводился ступенчатой нагрузкой вплоть до разрушения, произошедшего вследствие скалывания вдоль волокон деревянного элемента на границе клеевой шов - деревянный элемент. По результатам исследования пяти образцов получены значения полных деформаций для каждой ступени нагружения. По этим данным вычислены и занесены в таблицу значения сопротивления древесины и податливости для каждого образца. Рассчитано нормативное значение сопротивления древесины, которое превысило значение, указанное в своде правил. Также получено численное нормативное значение податливости. Выводы. Превышение сопротивления, полученного в результате эксперимента, значению в нормативном документе свидетельствует о применимости последнего, при этом будет обеспечен запас прочности. В расчете уникальных конструкций по специальным техническим условиям возможно применение увеличенного значения сопротивления, полученного по результатам эксперимента. Податливость у соединения, выполненного посредством вклеивания стержня вдоль волокон, мала, но есть. В деревянных конструкциях полностью от нее уйти не представляется возможным.
Ключевые слова
Введение. Нефтяной дорожный битум является основным компонентом дорожных покрытий, которые играют важную роль в обеспечении безопасности и комфорта движения транспортных средств. Со временем битум подвергается старению, что приводит к изменению его физических и химических свойств. Такие изменения вызывают снижение качества дорожных покрытий, ухудшение их эксплуатационных характеристик и уменьшение долговечности. Проведен анализ исследований в области термостабилизации битума, что имеет большое значение для оптимизации технологических процессов при высоких температурах. Определен оптимальный состав модифицированных битумов с применением стеариновой кислоты, индустриального масла. Материалы и методы. Термическая устойчивость битума - важное условие для сохранения его качества на всех этапах жизненного цикла. Рассматривается вопрос термостабилизации битума с использованием стеариновой кислоты Т-18 в комплексе с индустриальным маслом И-20, которые приводят к повышению устойчивости от воздействия внешних факторов. Для установления степени влияния модифицирующих компонентов на свойства битума выполнен двухфакторный ротатабельный эксперимент с варьированием количества добавок индустриального масла и стеариновой кислоты. Результаты. Исследованы составы и свойства полученных модифицированных битумов. Анализ полученных результатов показывает, что воздействие стеариновой кислоты на пенетрацию битума примерно в 6 раз выше, чем воздействие индустриального масла, в то время как оба компонента совместно оказывают незначительное влияние на другие исследуемые свойства битума. Выводы. Для дальнейшего изучения термической устойчивости на оптимальных вариантах битумных композиций выполнены исследования по сохранению массы пленок битума при температурах от 160 до 220 °C. По полученным результатам определено, что эффективность стеариновой кислоты проявляется при повышенных температурах и достигает значений до 25 %.
Ключевые слова
Введение. Исследуются депрессивные строительные объекты (ДСО) и наличие их на территории Арктики. Применение технологий дистанционного зондирования Земли из космоса является незаменимым для обеспечения подспутникового мониторинга по определению аварийных, поврежденных и заброшенных строительных объектов в труднодоступных регионах. Цель исследования - возможность дешифрования ДСО по данным аэрокосмического мониторинга. Для арктических территорий дистанционные методы актуальны из-за неблагоприятных метеорологических условий, а также из-за депрессивного характера большинства населенных пунктов. Депрессивные строительные объекты служат одним из основных признаков обследуемых территорий. В мировой практике существуют определенные методы по дешифрованию депрессивных сооружений. Это иерархический метод глубокого обучения на базе снимков Google Street View, информационное моделирование исторических зданий, фотограмметрия с помощью БПЛА, 3D-съемки. Материалы и методы. Использованы спутниковые изображения высокого пространственного разрешения, отображающие территории с различными условиями освещения, ландшафта и компонентного состава поверхности Арктики. Предмет исследования - комплексный метод визуального дешифрования ДСО. Результаты. Представлены области и признаки дешифрирования, актуальность дешифрирования депрессивных объектов в Арктическом регионе. Приведены примеры аварийных и заброшенных объектов и их дешифровочные признаки на спутниковых, наземных и аэрофотоснимках. Показан экологический аспект ДСО, связанных с продуцированием свалок и определенными механизмами поведения по отношению к землепользованию. Выводы. Рассмотренные методы дешифрирования ДСО по данным аэрокосмического мониторинга позволят проводить их кадастровый учет, картографирование и систематизацию, оценивать количественные и качественные характеристики этих объектов и депрессивность исследуемых регионов. Это наиболее актуально для Арктического региона.
Ключевые слова
Введение. Для подготовки документов территориального планирования при проектировании и строительстве следует учитывать требования организации безопасной среды жизнедеятельности, оценивать риски проявления негативного воздействия поверхностных вод, в том числе возможность затопления территории застройки. С этой целью выполняют инженерно-гидрометеорологические изыскания, определяют максимальные расчетные расходы и уровни воды в ближайших водных объектах. При проведении гидрологических расчетов важная роль отводится количественным показателям осадков, в том числе максимальным суточным осадкам. Рассмотрен способ повышения точности моделирования максимального суточного слоя ливневых осадков на примере метеостанций Калининградской области. Материалы и методы. В среде MathCAD обработаны массивы данных результатов наблюдений за осадками по четырем метеостанциям: Советск (26614), Балтийск (26701), Калининград (26702), Железнодорожный (26706). Основной источник результатов наблюдений - специализированные массивы данных для климатических исследований за период 1977-2021 гг. Результаты. Определены значимая стохастическая связь между суммами годовых осадков для указанных метео-станций и слабая - между максимальными за год значениями 24-часовых сумм осадков. Рассчитаны числовые параметры рядов максимальных сумм осадков на четырех метеостанциях Калининградской области за 1977-2021 гг. Вычислено относительное превышение значений максимальных 24-часовых сумм осадков над значениями максимальных суточных сумм по метеостанциям Советск, Балтийск, Калининград, Железнодорожный. Выводы. Установлено, что с помощью 8-срочных наблюдений за осадками можно повысить точность расчета максимальных сумм суточных (24-часовых) осадков. Полученные результаты могут быть использованы при анализе осадков и расчете максимальных расходов дождевых паводков на реках с площадью водосбора менее 200 км2.
Ключевые слова
Введение. Перспективным направлением современных систем теплоснабжения является активное применение теплообменников. Теплообменники кожухотрубной конструкции достаточно распространены. Поэтому актуальна модернизация таких теплообменников с целью повышения основного параметра - коэффициента теплопередачи. Разработан теплообменник, у которого трубки оснащены пластинами с цилиндрическими турбулизаторами - ребрами цилиндрической формы. Проведены экспериментальные исследования нового теплообменника в условиях, соответствующих реальной системе теплоснабжения. Материалы и методы. Использовался натурный стенд, который представляет собой независимую систему отопления здания. Основное оборудование стенда - электрокотел мощностью 5 кВт, потребитель - радиаторы, исследуемый теплообменник с турбулизаторами, контрольно-измерительные приборы. Планирование эксперимента основано на температурном графике отпуска теплоты от котельной и температурном графике потребителя. Выполнены математическая обработка результатов, проверка значимости уравнений и коэффициентов. Результаты. Для теплообменника с турбулизаторами экспериментальным способом получены значения коэффициента теплопередачи при различных температурах наружного воздуха периода отопления. Расхождения с расчетными данными составили не более 10 %, что допустимо. Получены зависимости коэффициента теплопередачи от температурного напора при скоростях теплоносителя в межтрубном пространстве 0,16 и 0,32 м/с. Результаты математической обработки показали, что эти зависимости являются адекватными, статистически значимо описывают результаты проведенных исследований. Установлено, что при скорости 0,16 м/с в среднем за отопительный период коэффициент теплопередачи исследуемого теплообменника с турбулизаторами получился больше на 22 %, чем у серийного; при скорости 0,32 м/с - на 23 % больше. Выводы. Экспериментальные исследования подтвердили, что благодаря турбулизации теплоносителя коэффициент теплопередачи теплообменника с турбулизаторами в среднем увеличился на 23 %. Габариты такого теплообменника будут значительно меньше, чем серийного (ГОСТ 27590-2005). Конструкция теплообменной трубки с цилиндрическими турбулизаторами рекомендована для использования в кожухотрубных теплообменниках, а также для воздухоподогревателей, калориферов, экономайзеров.
Ключевые слова
Введение. Задачей исследования является анализ перспектив применения материалов с фазовым переходом (МФП) в строительных конструкциях. Актуальность обусловлена отраслевой тенденцией на снижение потребления тепловой энергии зданиями за счет применения современных теплоизоляционных материалов и ограждающих конструкций. В качестве объекта исследования выбраны МФП, производимые в промышленных объемах и применяемые в строительстве в зарубежных странах. Способность данных материалов поглощать и выделять тепловую энергию может быть использована для улучшения тепловых характеристик зданий. Анализ возможности применения МФП в строительных конструкциях проведен для трех городов Российской Федерации: Москвы, Санкт-Петербурга и Сочи. Материалы и методы. Оценка эффективности использования МФП в строительных конструкциях выполнена посредством энергетического моделирования здания по алгоритму Conduction Finite Difference в программе EnergyPlus с учетом климатических условий и потребления энергии на отопление и охлаждение здания. Расчет осуществлен для конструкций, включающих МФП (три различных материала с фазовым переходом), и без них. Результаты. Определены значения потребления энергии на отопление и охлаждение помещения, абсолютная и относительная экономия энергии от применения МФП. Выводы. Проведенный анализ показал, что энергетический и экономический эффект от применения МФП в строительных конструкциях составляет от 2 до 13 % и зависит как от типа материала, так и от региона применения.
Ключевые слова
Введение. Описаны основные проблемы, связанные с применением мембранного метода обратного осмоса для подготовки высококачественной питьевой воды из подземных водоисточников, содержащих ряд растворенных загрязнений, опасных для здоровья. Цель исследования - разработка технологии, позволяющей не только удалить из воды загрязнения, но и обеспечить ионный состав очищенной воды, соответствующий гигиеническим требованиям. Материалы и методы. Проведены серии экспериментальных исследований по обработке подземной воды с высоким содержанием лития и по обоснованию эффективности разработанного метода ионного разделения. Результаты. Получены экспериментальные зависимости эффективности удаления из воды растворенных загрязнений с применением мембран различных марок от кратности концентрирования исходной воды в мембранной установке. Экспериментально получено подтверждение возможности контроля соотношения одновалентных и двухвалентных ионов в пермеате, что позволяет в 4-5 раз повысить концентрации ионов жесткости и величину общего солесодержания очищенной воды при неизменно низком содержании лития. Выводы. Использование метода обратного осмоса для очистки подземных вод от одновалентных ионов (лития, аммония, бора) приводит, помимо удаления загрязнений, к снижению общего солесодержания очищенной воды, что требует дополнительных затрат на ее кондиционирование. Предложен новый метод, основанный на применении низкоселективных нанофильтрационных мембран в две ступени, позволяющий разделять одновалентные ионы от двухвалентных и увеличивать величину общего солесодержания очищенной воды при неизменной концентрации в ней одновалентных ионов лития и аммония. Применение разработанного метода позволяет сократить эксплуатационные затраты мембранной установки подготовки питьевой воды благодаря снижению затрат на замену мембран, реагенты для предотвращения образования на мембранах отложений карбоната кальция и сокращения расхода концентрата, сбрасываемого в канализацию.
Ключевые слова
Введение. В российской строительной отрасли переход на технологии информационного моделирования (ТИМ) определен государством в качестве приоритетной задачи. Официально переход на ТИМ планировался в России в 2014 г., когда был принят «План поэтапного внедрения технологий информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства», который до сих пор находится на начальной стадии выполнения из-за существующих барьеров: недостаточно проработанной нормативно-законодательной базы; дефицита ТИМ-специалистов; высокой стоимости программного обеспечения (ПО), в основном зарубежного; отсутствия апробированных методов экономического обоснования целесообразности применения ТИМ. Проведен анализ мирового опыта стран, успешно внедривших ТИМ в производство, выявлены основные причины недопустимо низких темпов использования ТИМ в строительной отрасли. Предложены алгоритм активизации внедрения ТИМ в строительство, алгоритм действий по выбору ПО и методика расчета ожидаемого экономического эффекта от использования ТИМ при реализации инвестиционно-строительных проектов (ИСП). Приведены конечные результаты апробирования на практике разработанного методического инструментария. Материалы и методы. В основе исследования лежат системный, процессный и ситуационный подходы, методы сравнительного и факторного анализа результатов зарубежного и отечественного опыта, а также методы экономико-математического и графического моделирования. Этот методический набор позволил оценить влияние факторного пространства на процессы применения ТИМ на этапах жизненного цикла ИСП и предложить алгоритм действий по активизации внедрения ТИМ в отечественной строительной отрасли. Результаты. Проведенный анализ итогов применения ТИМ в России и развитых зарубежных странах позволил установить отставание и выявить его основные причины, а также наметить пути их устранения. Выводы. Предложенные алгоритмы, экономико-математическая модель расчета ожидаемого экономического эффекта дадут возможность российским строительным компаниям обоснованно подойти к процессу внедрения ТИМ.
Ключевые слова
Введение. Начиная с 2014 г. в России проводится подготовка строительной отрасли к введению обязательного применения технологий информационного моделирования (ТИМ) при работе с объектами, финансируемыми из бюджета. Такое требование должно было вступить в силу в 2022 г., однако в силу обстоятельств отложено. Приводятся результаты исследования, целью которого стало выявление мнений представителей инвестиционно-строительной сферы об основных направлениях государственной поддержки внедрения ТИМ с определением взаимосвязи мнений респондентов и вида деятельности их организаций. Результаты исследования помогут сконцентрировать усилия на тех из них, в которых отрасль нуждается сильнее. Выявление мнения респондентов в разрезе вида деятельности их организаций даст возможность точечного применения мер государственной поддержки. Материалы и методы. Первичные данные для исследования собраны методом опроса (анкетирования) и обработаны с помощью метода факторного анализа. В качестве фактора, потенциально влияющего на мнение респондентов, выбран вид деятельности их организаций. Результаты. Представлены результаты анализа оценки респондентами результативности мер государственного регулирования внедрения ТИМ в целом по всей выборке. На основе разделения респондентов по группам по виду деятельности проведен факторный анализ оценки результативности мер государственного регулирования внедрения ТИМ. Приведена оценка наиболее значимых в наши дни мер государственной поддержки при внедрении ТИМ. Выполнен анализ как в целом по выборке, так и по группам респондентов. Выводы. Установлено, что вид деятельности организации респондентов оказывает существенное влияние на их мнение относительно результативности мер государственной политики, реализованных к моменту проведения опроса, а также относительно наиболее своевременных и необходимых к реализации мер в настоящее время.
Ключевые слова
Введение. Геополитическая и хозяйственная повестка обеспечения хозяйственного суверенитета России потребовала существенных изменений способов производства и, соответственно, хозяйственной среды. Ее важной и неотъемлемой частью в условиях нарастающего санкционного давления является строительный рынок. Анализ периода проведения СВО убедительно доказал жизнеспособность рыночных правил делового оборота в инвестиционно-строительной сфере. Ни один из ее сегментов не оказался в кризисе и депрессии. Материалы и методы. Наблюдаемое сжатие времени возникновения новых нарастающих внешних вызовов, вскрывших и позволивших выявить латентно протекающие процессы торможения модернизации строительной отрасли, побудили авторов изменить общепринятый ракурс изучения строительного рынка с использования метода декомпозиции его сегментов на реализацию методического подхода «управления временем в реструктурируемом пространстве» с целью дополнения мегаполисной концепции расселения стратегией ускоренного освоения территорий в точках и коридорах экономического роста. Результаты. Синтезированные задачи тотального ускорения территориального, проектного, субъектного и ресурсного маневрирования позволили выявить цели и задачи трансформации товарно-денежных отношений, складывающихся в рамках строительного рынка в разрезе выделенных типов объектов капитального строительства (ОКС). В этом контексте авторами выявлено и раскрыто содержание следующих задач развития строительного рынка: обеспечение пространственно-временной маневренности производственных мощностей рыночных субъектов; синхронизация и масштабирование инвестиционно-строительных процессов; решоринг и технологическое замещение импорта; ликвидация незавершенного строительства; поддержка темпов развития социально ориентированного сегмента строительного рынка. Выводы. Были учтены подходы к ускорению ввода различных типов ОКС, что позволило в результате исследования выявить направления совершенствования рыночных механизмов по различным ОКС. Единство различных направлений обеспечивается превентивными методами недопущения конфликта экономических интересов, а разрешение неизбежно возникающих противоречий развития предлагается с помощью методов внесудебного разрешения хозяйственных споров, в основе которых использование пространственно-территориальной, правовой, судебной, стоимостной, строительно-технической, экологической экспертизы.