Рассмотрена архитектурная типология часовен на примере Новосибирской и Томской областей. В результате проведенного анализа часовен выявлены критерии их дифференциации: по градостроительному, архитектурно-художественному признаку, форме плана, типу покрытия, количеству глав, основному конструктивному материалу, наружному декору и функциональному назначению. Пересмотрена и расширена существующая типологическая таблица часовен, приведенная в пособии к СП 31-103-99 «Здания, сооружения и комплексы православных храмов». Исследования показали, что, несмотря на сильное влияние традиционного подхода к православной архитектуре, появляются новаторские малые храмы.

 

Историческая эволюция архитектуры традиционного индивидуального жилого дома рассмотрена в период с XIX по начало XX в. Отмечено, что учет социальных, религиозных и природных факторов способствует формированию структуры традиционного жилого дома, которая обеспечивает максимально комфортный микроклимат, гарантирует безопасность и шумозащиту для жителей. Традиционный дом состоит из внутреннего и внешнего двора. В работе дается характеристика видам жилища в провинции Анбар: палатка, дом с риваком, дом с ливаном, сельский и городской дома. Установлено, что в провинции Анбар основным видом традиционного индивидуального городского жилого дома является городской дом с внутренним двором, соответствующий требованиям городских жителей.

В статье рассматривается эволюция функциональных типов медиа-объектов на различных этапах. Определено, что медиа-объекты прошли длинный путь развития от прототипов до современных медиа-центров. Установлен промежуточный этап эволюции – медиа-объекты гибридного (переходного) типа. Возникновение новых типов информационных носителей и их интеграция в структуру медиа-объектов оказывают существенное влияние на эволюцию архитектуры медиа-объектов. Современный этап характеризуется возникновением и развитием новых типов медиа-центров. Выявлены функциональные типы медиа-центров (медиатеки, центры культуры и искусства, медиатеки при университетах и т. д.).

В статье приведены результаты исследования объемно-планировочных связей через железную дорогу; рассмотрена их типология, даны основные характеристики. На примере железнодорожной станции Злобино в Красноярске проиллюстрирован подход к комплексному анализу прилегающей территории и восстановлению разрыва градостроительной ткани при помощи объемно-планировочной модели «здание-мост».

 

Проведены исследования развития нового явления в архитектурном формообразовании, основанного на интеграции природных технологий в область конструирования сооружений. Показано влияние экологического подхода на зарождение направления в архитектуре, условно названного «бионическая архитектура». Установлены актуальность и перспективность данного направления как одного из условий перехода к устойчивому развитию городов. Целью исследования является выявление эффективных путей развития архитектурного формообразования объектов общественного назначения на основе экологического подхода. Это связано с появлением новой роли архитектуры в области обеспечения устойчивого развития городов посредством создания комфортной, доступной и безопасной среды, эстетически привлекательной и функциональной. При этом особое внимание уделяется экономической эффективности объектов, т. е. снижению затрат на строительство и эксплуатацию здания или сооружения. Достичь этой цели можно только посредством совершенствования технологий проектирования и строительства, развития индустрии строительных материалов с условием перехода к междисциплинарному подходу при решении поставленных задач, т. е. при плотном взаимодействии специалистов различных направлений. При изучении данного вопроса применены аналитический подход, синергетический подход, индуктивный метод. На основе выявления частных случаев нового подхода к применению живой природы в области архитектуры и строительства и их анализа и систематизации формулируется алгоритм создания объектов архитектуры на основе природных технологий, а также указываются их области применения в рамках архитектурной теории и практики. В статье рассматриваются эксперименты, связанные с формообразованием на основе природных технологий, проводимые зарубежными специалистами. В результате исследования были выявлены различные креативные формы применения природных технологий в архитектуре, которые могут быть систематизированы следующим образом: – живое существо как прототип архитектурного объекта (внешняя форма, архитектурная бионика); – технология строительства, применяемая живым существом, как прототип строительных технологий в архитектуре (принцип организации пространств и создания конструкций); – живое существо как «строитель» архитектурных объектов (например, применение бактерий как строительного материала); – живое существо как источник строительного материала (применение для создания строительных материалов объектов, произведенных живыми существами, например раковины, хитин, шелковая нить и т. п.). Было обнаружено, что данный подход довольно активно развивается зарубежными архитекторами и дизайнерами совместно с другими специалистами (инженерами, биологами и др.), но не имеет сфер применения, а также центров изучения в России. Природные технологии занимают важную нишу в процессе перехода к модели устойчивого развития городов, поскольку напрямую связаны с улучшением экологической обстановки и эффективным использованием природных ресурсов, а также влияют на снижение затрат на создание и эксплуатацию зданий. Данный метод может быть применен в самых разных регионах и климатических зонах всего мира с условием его адаптации под местные условия, т. е. является универсальным методом проектирования при обязательном применении креативного подхода. В связи с этим становится очевидной необходимость формирования исследовательской группы для изучения и адаптации опыта применения природных технологий зарубежными коллегами и для разработки программы научно-исследовательской работы и проведения исследований по внедрению данного подхода в России с использованием потенциала и разнообразия ее природных зон. Результаты могут быть использованы в качестве основы для последующих исследований по схожей или смежной тематике; могут быть включены в образовательный процесс по подготовке архитекторов; могут использоваться в реальном проектировании при создании креативных пространств и объектов эко-архитектуры, что положительно отразится на развитии «зеленой экономики» России. Новизна исследования заключается во внесении изменений в сложившуюся архитектурную типологию в разделах, связанных с формообразованием, планировочными и конструктивными решениями, а также строительными материалами и технологиями, посредством систематизации локальных знаний и экспериментов; в теоретизации нового метода в проектировании и предпроектном исследовании, который можно обозначить как природные технологии.

Целью исследования является изучение изменения коэффициентов давления на поверхностях граней модели высотного здания под воздействием вихревых потоков, создаваемых препятствием с аналогичными геометрическими параметрами при его поперечном смещении от продольной оси канала. Взаимодействие нескольких зданий и влияние их местоположения на интерференцию воздушных потоков остается малоизученным. Сложный трехмерный характер отрывных потоков, и особенно процесс их интерференции при обтекании системы преград, существенно снижают возможности методов численного моделирования аэродинамики. Основным инструментом изучения аэродинамических характеристик при обтекании воздушным потоком группы высотных и повышенной этажности зданий является экспериментальное исследование на установках, моделирующих реальные условия ветрового воздействия на здания. Здания и сооружения представляют собой плохообтекаемые тела, имеют разные формы и, как правило, встречаются в виде квадратных призм. В связи с этим были выбраны модели зданий с соотношением сторон H/а = 3 и 6. Размер поперечного сечения призмы был неизменным и равным а = 50 мм. Выбор формы сечения и определяющего размера моделей позволяет распространить экспериментальные данные по давлению на широкий круг не только зданий, но и на многие другие конструкции подобной формы. В основе экспериментов заложено физическое моделирование системы исследуемых моделей зданий на основе теории подобия. Основным предметом исследования является установление зависимости изменения коэффициентов давления при поперечном смещении моделей относительно продольной оси канала рабочей камеры, принятое с шагом 25 мм и обозначенное отношением L2/a. Принятый диапазон смещений L2/a = 0,5; 1; 1,5; 2. Система моделей зданий состоит из двух квадратных призм (модель + препятствие) с геометрическими размерами 50×50×150 мм и 50×50×300 мм (Н/а = 3 и 6 соответственно). Принятый скоростной режим воздушного потока соответствует числу Рейнольдса Re = 4,25×10⁴ . Угол атаки воздушного потока – 0°. Расстояния между моделями в следе соответствуют принятому диапазону продольного перемещения L1/a = 1,5; 3 и 6. Результаты исследований, экспериментальные данные: 1. Установлен характер взаимодействия системы моделей зданий в потоке воздуха. 2. Определена зона наименьшей ветровой нагрузки на позадистоящую (подветренную) модель № 2. 3. Описано влияние первичного и вторичного отрывов воздушного потока на степень разрежения по боковым граням модели № 2 в зависимости от начального расстояния между моделями. 4. Установлено, что при выходе подветренной модели № 2 из следа впередистоящей призмы происходит рост коэффициента лобового сопротивления. 5. Установлено, что при продольном удалении моделей L1/а = 6 выход подветренной модели № 2 из следа впередистоящей модели № 1 приводит к появлению дополнительных продольных и поперечных усилий. Таким образом, изменение направления ветра в значительной мере оказывает раскачивающее действия на подветренную модель № 2. 6. При большом поперечном смещении L2/a > 2,0 картина обтекания второй призмы приближается к картине обтекания впередистоящей призмы или одиночной призмы. При этом отчетливо обнаруживаются те же режимы течения, что и при обтекании потоком воздуха одиночно стоящей призмы. Результаты исследований могут быть использованы при определении динамических нагрузок на поверхностях зданий и сооружений, при проектировании естественной и искусственной вентиляции зданий, навесных фасадов, светопрозрачных конструкций большой протяженности, а также для обеспечения безопасной работы в процессе возведения высотных зданий. Полученные результаты являются наиболее важными с точки зрения получения новых знаний об аэродинамике высотных зданий в условиях городской застройки и совершенствования методов и подходов к расчету несущих и ограждающих конструкций зданий, находящихся в сложных аэродинамических условиях.

Выполнен анализ напряженно-деформированного состояния анкерно-угловой опоры воздушной линии, которая рассматривается как пространственная многократно статически неопределимая сквозная система с жесткими узлами. Приводятся методика и результаты расчета пространственной модели опоры в программном комплексе SCAD. Уделено внимание основным проблемам, которые могут возникнуть при задании исходных данных и построении расчетных схем для расчета таких конструкций. Рассматривается ряд вопросов, связанных с уточненным определением внутренних продольных усилий в элементах конструкции опоры воздушной линии. При расчете анализируется совместная работа элементов решетки пространственной модели опоры, учитывается включение в работу диафрагм жесткости и раскосов по всем четырем граням. На основании расчета и обобщения результатов выполнено детальное сравнение полученных внутренних усилий с усилиями, определенными в элементах типовой опоры воздушной линии от одинаковых значений нагрузок.

Реальные значения модуля упругости, применяемые для изготовления железобетонных изделий и конструкций бетонов, могут существенно отличаться от приведенных в СП 63.13330, в связи с чем представляет интерес оценка «рационального» значения модуля упругости бетона для конкретной конструкции. Целью работы является создание алгоритма расчета балок по нормальным напряжениям и деформациям на основе варьирования модуля упругости бетона управлением рецептурно-технологическими факторами. В качестве материалов были использованы бетон тяжелый классов до В120 с органическими и минеральными модификаторами, балки железобетонные. Были применены такие методы, как моделирование, численный эксперимент, расчет балок по нормальным напряжениям и деформациям. Предложен алгоритм расчета балок по нормальным напряжениям и деформациям, позволяющий учитывать возможное изменение модуля упругости бетона одного класса до 2 раз. Назначение модуля упругости бетона для обеспечения жесткости балки с учетом армирования и параметров сечения обеспечивает прочность по нормальным напряжениям при нормировании прочности бетона с учетом влияния рецептурно-технологических факторов.

В статье исследовано напряженно-деформированное состояние двумерной задачи в условиях плоской деформации методом граничных уравнений. Приведен пример прямоугольной пластины, жестко защемленной в основании, в условиях плоской деформации под действием горизонтальной нагрузки, распределенной по вертикальной грани. Проведены численные эксперименты с целью анализа устойчивости решения, сходимости и точности результатов.

Однократные динамические воздействия аварийного характера возникают на промышленных предприятиях и в защитных сооружениях гражданской обороны. Эффективным способом снижения величины динамического воздействия является применение податливых опор в виде сминаемых вставок кольцевого сечения. Для оценки влияния деформирования податливых опор на работу железобетонных конструкций необходимо определить особенности динамического деформирования сминаемых вставок кольцевого сечения. В настоящее время в теоретических расчетах используются характеристики податливых опор, полученные по результатам статических испытаний. Данные о динамических характеристиках податливых опор отсутствуют. В настоящей работе представлены результаты экспериментальных и численных исследований податливых опор при кратковременном динамическом нагружении. В численных исследованиях, с применением программного комплекса Ansys, разработана расчетная модель податливой опоры, согласующаяся с полученными опытными данными.

Значимая часть новых разработок в области создания перспективных строительных материалов относится к полимерным композитам на основе волокон для стержневого армирования строительных бетонных конструкций. Наибольшая эффективность применения таких композитов достигается с использованием углеволокна в качестве их армирующего наполнителя. Вопросы, связанные с проектированием, расчетом и внедрением в строительное производство армированных углекомпозитной арматурой бетонных конструкций при кратковременном динамическом характере сжимающей нагрузки, изучены недостаточно. Целью исследования являлось определение прочности армированных углекомпозитной арматурой динамически нагруженных бетонных конструкций при различных методах модификации деформационных свойств бетона углеродным дисперсным и внешним углекомпозитным армированием. Экспериментальные исследования заключались в испытании 2 железобетонных, а также 6 бетонных колонн с углекомпозитным стержневым, дисперсным и внешним армированием на основе углеволокна осевой статической и кратковременной динамической сжимающей нагрузкой. Анализ результатов испытаний позволил выявить значения возникающих продольных деформаций бетона и углекомпозитной арматуры, установить величины предельного сжимающего усилия. Получены новые опытные данные, характеризующие прочность бетонных колонн, армированных углекомпозитными стержнями, которые свидетельствуют об эффективном включении в работу сжатой арматуры при углеродном дисперсном и внешнем углекомпозитном армировании бетона сжатых конструкций при кратковременном динамическом характере внешнего воздействия. Установлено, что сопротивление углекомпозитной арматуры сжатию в динамически нагруженных сжатых бетонных конструкциях оказывает влияние на их прочность, особенно при модификации деформационных свойств бетона фибровым и внешним армированием на основе углеволокна. Выявленные особенности могут быть учтены при расчетах прочности таких конструкций при кратковременном динамическом нагружении.

В статье рассмотрены пространственные теплонапряженные элементы, которые оказывают влияние на теплотехнические свойства многослойных ограждающих конструкций. С использованием программного комплекса ANSYS проведено исследование влияния местоположения термовкладышей на процессы теплопереноса в зоне теплонапряженных элементов. Дана количественная оценка теплового состояния типичных фрагментов ограждающих конструкций в экстремальных условиях теплообмена. Приведены мероприятия, с помощью которых можно повысить температуру в области теплонапряженных элементов и понизить их негативное воздействие.

 

Представлены результаты исследований по разработке научно обоснованных составов строительных смесей с улучшенными эксплуатационными характеристиками для 3D-печати. Для регулирования физико-механических и технологических свойств смесей на основе цемента применена ранее разработанная авторами добавка на основе термомодифицированного торфа – МТ-600. В работе проведен обзор мирового опыта в области применения аддитивных технологий в строительстве. Представлены результаты экспериментальных исследований цементного камня и строительной смеси с использованием модифицирующей добавки МТ-600 (термомодифицированный торф) для технологии 3D-печати. Установлено, что при использовании предложенных тонкодисперсных добавок увеличивается прочность цементного камня на ранних сроках твердения, что является определяющим фактором при формировании строительно-технических характеристик для технологии 3D-печати. С помощью рентгенофазового анализа определен состав новообразований модифицированного цементного камня с добавкой МТ-600, что позволило объяснить особенности формирования структуры и свойств строительных смесей в процессе твердения.

В настоящей работе представлены результаты исследований по получению силикатных расплавов на основе зол ТЭС с использованием энергии термической плазмы и производству стеклокристаллических материалов. Разработан и апробирован плазмохимический реактор. Расчетным путем установлено, что при изменении тепловой мощности плазмотрона от 50 до 100 кВт и поддержании оптимальной температуры расплава в плазмохимическом реакторе Tрасп = 1850 С расход исходного сырья Gсыр на установку может варьироваться от 0,019 кг/с (1,11 кг/мин) до 0,047 кг/с (2,81 кг/мин). На основе проведенных экспериментальных работ установлена зависимость кристаллизационных свойств расплава от состава шихты. В работе отмечено, что для получения стеклокристаллического материала с повышенной степенью кристалличности необходимо полученный силикатный расплав подвергать двухстадийной термической выдержке с температурами 1-й ступени 700 °С в течение 1 ч, 2-й ступени 950 °С в течение 2 ч. При этом степень кристалличности возрастает до 60–65 %. Проведены физико-механические исследования (прочность на сжатие и изгиб, тепловой коэффициент линейного расширения) полученных изделий. Произведена оценка полученных результатов с имеющимися аналогами на отечественном и зарубежном рынках.

 

В настоящее время производство древесно-стружечных плит является приоритетным направлением развития деревообрабатывающей промышленности. Помимо чисто технологических аспектов, вопросы экологической безопасности изготовления древесностружечных плит являются наиболее актуальными, и это находит отражение в современной патентной и научно-технической литературе. Одним из основных путей повышения экологической безопасности и эффективности производства древесно-стружечных плит является направленное модифицирование основного связующего материала – карбамидоформальдегидной смолы – с целью существенного изменения эмиссии свободного формальдегида из готовых конструкций. Эта задача решалась путем модифицирования как связующего, так и отвердителя. В качестве отвердителя использовали хлористый аммоний, щавелевую кислоту, соляную кислоту, кремнефтористый аммоний, комбинированный отвердитель в составе хлористого аммония и аммиачной воды и другие, а в качестве модификатора смолы – раствор полиакриламида. В работе представлены результаты исследований газовой фазы древесно-стружечных плит, выдержанных при температуре 110 °С в течение 30 мин, методом парофазного газового хроматографического анализа с масс-спектрометрическим детектированием. Результаты приведенных испытаний показали, что наименьшим количеством выделяющихся компонентов в газовой фазе обладает образец на основе полиакриламида с модифицирующими добавками. Относительно газовыделения все исследуемые образцы древесно-стружечной плиты в целом удовлетворяют требованиям СанПин 6027 А-91 «Санитарные правила по применению полимерных материалов в строительстве и производстве мебели. Гигиенические требования» и МУ 2.1.2.1829-04 «Санитарногигиеническая оценка полимерных и полимерсодержащих строительных материалов и конструкций, предназначенных для применения в строительстве жилых, общественных и промышленных зданий».

В статье рассмотрена и решена задача определения динамических характеристик автомобильных стальных мостов. В лабораторных условиях промоделированы возможные нагрузки и построены эпюры напряжений. Путем измерения напряжений на реальном мосту были построены эпюры нагружения при всех возможных нагрузках. Путем сравнения с модельными эпюрами доказано влияние приложенных напряжений на суммарные напряжения вблизи неразъемных соединений типа тавр и стык. Показана эволюция напряжений в зависимости от транспортных потоков.