АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО
Статья посвящена начальному этапу парижского периода в проектной и общественной деятельности выдающегося французского зодчего Ш.-Э. Жаннере-Гри (Ле Корбюзье). Его переезд в Париж можно объяснить возросшими профессиональными и творческими амбициями, духовным взрослением молодого мастера. Рассмотрены его первые проектные работы, реализованные во Франции. Это инженерные сооружения, рабочий поселок Оврьер близ Дьеппа и др.
Основное внимание авторов статьи уделено двум жилым особнякам, выполненным в стиле кубизм: дому-студии Амеде Озанфана и вилле американского бизнесмена У. Кука, построенным в середине 1920-х гг. Оценены их генеральные планы, оригинальные решения планов и фасадов, конструктивные решения облегченных каркасов из сборного железобетона. В те годы это был принципиально новый строительный материал, получивший дальнейшее развитие в современной жилой архитектуре.
Отмечено следующее: создатель архитектурного функционализма пришел к логическому заключению, что железобетонные конструкции обладают очень широким композиционным потенциалом, дающим возможность работать не только с плоскими, но и с криволинейными стенами, объемными блоками. Кроме того, именно железобетон позволил Ле Корбюзье успешно апробировать все пять его «основных принципов» современной архитектуры (использование облегченного каркаса, ленточного остекления, плоской кровли и пр.). Именно в этих работах Шарлем-Эдуардом были впервые апробированы технологии изготовления модульных «жилых ячеек». Данные работы стали его первой апробацией концептуальных моделей «современной» архитектуры.
Прогресс автомобильного транспорта с конца XIX в. и новизна выдвигаемых этим процессом задач потребовали интенсивного типологического поиска новых и по сути инновационных архитектурных решений. Архитектура объектов обслуживания автомобильного транспорта непосредственно связана с современным ей этапом развития автомобиля как транспортного средства в технологическом и социально-экономическом аспектах. В статье рассматриваются ключевые периоды эволюции архитектурной типологии объектов обслуживания автомобильного транспорта в России и СССР.
Целью исследования стали анализ и обобщение типологических особенностей формирования архитектуры обслуживания автомобильного транспорта в России в зависимости от технологического и социального факторов.
Результаты и выводы. Выявлены этапы формирования типологии объектов обслуживания автомобилей в России и СССР: дореволюционный, советский довоенный, советский послевоенный и постсоветский. Показано, что объекты обслуживания автомобильного транспорта во взаимосвязи с развивающейся автотранспортной сетью с начала ХХ в. становятся значимыми элементами застройки городов, во многом определяющими их новый облик и образ.
Рассматриваются архитектурные особенности исторических жилых зданий Астрахани как ценностные характеристики исторической среды и важная часть идентичности города.
Актуальность выбранной темы обусловлена поиском ценностных характеристик жилых зданий, отражающих самобытность местного архитектурного наследия, для обоснования сохранения исторической застройки Астрахани.
Цель исследования – выявить и систематизировать особенности исторических жилых зданий, построенных до 1917 г.
Методика исследования основана на комплексном анализе исторических жилых зданий Астрахани и систематизации их характерных элементов. Выявление наиболее значимых особенностей производилось на основе описаний города XIX в., заметок историков-краеведов, искусствоведов и архитекторов, сравнительного анализа с особенностями городских домов других региональных центров.
Научная новизна заключается в том, что впервые составлен систематизированный перечень локальных особенностей жилой архитектуры Астрахани с указанием формообразующих факторов.
В результате выявлены особенности исторических жилых зданий Астрахани, сформированные под воздействием природно-климатических факторов, синтеза европейских и восточных архитектурных традиций, экономических и материально-технических возможностей заказчиков.
Актуальность темы статьи обусловлена растущим количеством интегрируемой в повседневную жизнь человека техникой: жилище человека всё чаще именуется «умным домом». Одним из элементов этой системы управления являются роботы-пылесосы, которые выполняют очистку различных поверхностей. Трудности, с которыми сталкивается подобная техника, во многом зависят от определения препятствий и конфигурации объекта, в котором она находится.
Целью настоящего исследования является разработка концепта сверточной нейронной сети, которая позволит в режиме реального времени отличать интерьер здания от его экстерьера.
Выводы. Построение интеллектуальной системы, самостоятельно отличающей интерьер здания от его экстерьера, во многом повысило бы производительность программно-аппаратного комплекса современной техники бытового и промышленного сегментов.
В статье рассмотрен исторический процесс формирования региональной сельской архитектуры на территории современной Саратовской области на примере крестьянской усадьбы.
Актуальность исследования определяется малой степенью изученности взаимообмена приёмами архитектуры между переселенцами на территории Саратовского Левобережья. Автором рассматриваются вопросы сложившихся традиций строительства, места бытования и обмена элементами архитектуры.
Теоретической основой исследования являются труды историков и краеведов, приведенных в библиографическом списке статьи, а также авторские натурные исследования.
Практическая значимость работы заключается в выявлении своеобразности сложившейся архитектуры в сёлах переселенцев. Полученные сведения идентифицируют архитектуру Саратовского Поволжья среди многообразия архитектуры регионов Нижней Волги в архитектурном и этнографическом аспекте.
Научная новизна исследования заключается в изучении обмена архитектурными элементами и приёмами строительства между переселенцами, сформировавшими региональную архитектуру в левобережной части Саратовского Поволжья на рубеже XIX–XX вв.
Результаты. Выделены две соседствующие группы переселенцев, составляющие основное население левобережья в период XVIII – начала XX в. Обозначены сходства и различия в устройстве крестьянской усадьбы между переселенцами. Выявлены принципы образования и места распространения различных приёмов декоративной отделки.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
Актуальность. В настоящее время особое внимание уделяется вопросам контроля качества несущих конструкций наземной части с использованием поверочных расчетов, где предусматривается проверка фактической прочности, жесткости и трещиностойкости элементов.
Цель исследования – развитие аналитического и численного методов расчета изгибаемых железобетонных элементов на примере ребристой плиты перекрытия для оценки их фактического технического состояния.
Научная новизна исследования – проведен численно-аналитический расчёт прочности изгибаемых железобетонных элементов на основе нормативных документов.
Методы исследования. В работе применены известные нормативные методы расчета железобетонных конструкций по определению несущей способности конструкций, приведено сопоставление результатов аналитических и численных методов.
Результаты. Расчет прочности плиты перекрытия на основе действующих норм дополнен численным методом с использованием программного комплекса ЛИРА. Для статического расчета применены общеизвестные формулы для изгибаемых элементов. Анализ предельного состояния плиты перекрытия с использованием аналитических и численных методов позволяет с достаточной точностью оценить техническое состояние конструкции. Результаты расчетов конструкции показывают некоторые расхождения, что в перспективе требует корректировки.
Актуальность. Изучение динамических свойств материалов является ключевым аспектом для проведения сложных инженерных расчетов. Наиболее часто используемые на данный момент методы определения динамических характеристик являются дорогостоящими и трудновоспроизводимыми в условиях отсутствия специального оборудования. Следовательно, существует необходимость разработки упрощенных методик, позволяющих инженеру определять конкретные характеристики материала, избегая проведения сложных лабораторных испытаний, что подтверждает актуальность данной темы исследования.
Цель исследования – разработка и обоснование упрощенной методики определения динамических свойств различных материалов на примере древесины сосны.
В исследовании применяются методы экспериментального моделирования при помощи современных измерительных устройств и последующая аналитическая обработка полученных результатов.
Научная новизна заключается в предложении упрощенной методики определения динамических параметров материала с помощью анализа зарегистрированных блоком акселерометра колебаний шарнирно закрепленной двухопорной балки.
В результате исследования определен динамический модуль упругости древесины сосны, с высокой точностью совпадающий со справочными значениями, а также получен коэффициент затухания колебаний, необходимый при расчете динамических систем в околорезонансных зонах.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования предлагаемой методики для определения динамических свойств новых материалов с целью дальнейшего внесения этих характеристик в базы данных программно-вычислительных комплексов.
Актуальность. В настоящее время лазерные системы применяют на многих этапах строительного производства. Они позволяют решать инженерные задачи с большой точностью. В работе рассмотрена конструкция двухосного юстировочного узла.
Цель – расчет двухосного юстировочного зеркала резонатора оптического квантового генератора.
Методы. Энергетическим методом определены деформации упругих элементов. Аналитически определена связь между углами поворота юстировочного винта и углом поворота нормали зеркала резонатора.
Результаты. Дана оценка влияния конструкционных параметров узла на его рабочие характеристики. Проведен сравнительный анализ чувствительности двухосного и одноосного узлов юстировочного зеркала. Расчетами показано преимущество двухосного узла. Результаты могут быть применимы в строительной лазерной технике.
Актуальность. Неоднородные конструкции обладают рядом существенных преимуществ перед классическими однородными. Регулирование их напряженно-деформированного состояния дает возможность более эффективно адаптировать систему к заданным термосиловым воздействиям и в результате получить дополнительные эффекты экономии массы и стоимости конструкции. Практическое использование неоднородных элементов конструкций в настоящее время требует создания инженерных методов расчета, обладающих приемлемой трудоемкостью, необходимой точностью и универсальностью.
Целью настоящей работы является совершенствование способов построения комплекса необходимых физических соотношений в задачах термосилового пространственного деформирования неоднородных стержней.
Методы исследования. Для расчетной модели стержня Тимошенко применены аппроксимации функций поперечных сдвигов и мембранная аналогия для деформаций сдвига при кручении. Пространственный призматический стержень прямоугольного сечения образован из квазиоднородных частей (фаз), выполненных из различных конструкционных материалов.
Результаты. Получены расчетные соотношения для термосилового пространственного изгиба с растяжением, поперечного сдвига и кручения. Данные уравнения содержат жесткостные характеристики нулевого, первого и второго порядков при изгибе с растяжением, сдвиговые и крутильную жесткости сечения. Их применение позволяет компактно сформулировать физические зависимости и краевую задачу пространственного деформирования неоднородного стержня.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ
Глиноземистый цемент представляет собой быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество с содержанием в готовом продукте низкоосновных алюминатов кальция. Производство глиноземистого цемента способом плавления получило более широкое распространение. Плавление шихты, состоящей из бокситов и известняков, осуществляется при температуре 1500–1600 °С, что влечёт за собой колоссальный расход энергоресурса и, соответственно, рост себестоимости получаемого продукта. В настоящей статье приведены исследования возможности снижения температуры плавления, а также расходов на основной дорогостоящий компонент смеси – боксид – путём замены его алюмосодержащими отходами.
Актуальность. Ввиду высокой стоимости бокситов экономически более целесообразно взамен их использовать алюминосодержащие отходы различных производств.
Цель исследования – выявить, как изменяется вещественный состав двухкомпонентных сырьевых смесей для получения глиноземистого клинкера в зависимости от содержания Al2O3 в исходных алюминатных отходах. Определить оптимальную температуру обжига глиноземистого клинкера на алюминосодержащих отходах. Изучить прочностные характеристики полученного глиноземистого цемента, а также влияние ввода известняка на основной показатель качества.
Методы. Для определения химического состава исследуемых алюминатных отходов (шлам и порошок), приготовленных сырьевых смесей на их основе и полученных клинкеров в лабораторных условиях были использованы спектрофотометрические методы анализа и пламенной фотометрии согласно ГОСТ 5382–2019. Рентгенофазовый анализ отходов и клинкера определялся методом порошковой дифракции на дифрактометре ARL X'TRA. Физико-механические испытания полученных клинкеров проводились согласно ГОСТ 30744–2001 с использование полифракционного песка.
Результаты. Лабораторные исследования показали, что алюминатные отходы (шлам и порошок), состоящие из алюмосодержащих минералов гиббсита и бемита, пригодны в сочетании с известняком для получения глиноземистого клинкера. В зависимости от исходного содержания Al2O3 доля их в сырьевой смеси может колебаться от 60 до 75 %.
Выводы. Оптимальной температурой обжига глиноземистого клинкера в зависимости от состава является 1350–1400 ℃, минералогический состав клинкеров состоит на 85–90 % из алюминатов кальция. Прочность глиноземистых цементов, определенная в малых образцах в тесте нормальной густоты состава 1:0, показала в возрасте 2 сут высокую прочность, равную 33,7–40,6 МПа. Введение в цемент в качестве добавкинаполнителя 5 % кристаллического известняка ускоряет начальную скорость твердения и позволяет за счет дополнительного образования 3CaO·Al2O3·CaCO3·11H2O повысить прочность в 2 сут с 33,7 до 53,2 МПа.
ТЕХНОЛОГИЯ И ОРГАНИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
Актуальность. В настоящее время происходит повсеместное внедрение систем автоматизированного мониторинга в производственные процессы. Современные системы автоматизированного мониторинга имеют встроенное программное обеспечение и аналитические модули, позволяющие обрабатывать большой объем данных проектной, исполнительной документации, результатов изысканий и измерений в процессе эксплуатации объектов, а также выполнять комплексный анализ результатов мониторинга с учетом текущих параметров и прогнозировать состояние вечной мерзлоты, выполнять функции планирования и контроля за выполнением программ работ.
В статье рассмотрена возможность использования в процессе изысканий оценки собственных частот и форм колебаний участков надземных строительных конструкций посредством разработанного устройства для контроля пространственного положения.
Целью исследования является разработка метода контроля пространственного положения надземных трубопроводов, сооружаемых и эксплуатируемых в сложных геологических условиях, с использованием системы автоматизированного мониторинга.
Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные данные могут быть использованы в методике контроля пространственного положения строительной конструкции, заключающейся в анализе данных по колебаниям, получаемых с автоматизированных постов наблюдения, которая позволяет с приемлемой для практики погрешностью оценивать смещение от положения равновесия и частоту колебаний протяженных участков конструкций и определять критическое состояние системы.
ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
Актуальность. Одной из основных проблем, связанных с эксплуатацией строительных сооружений на поверхности в пределах криолитозоны, является деформация опорных систем вследствие изменения геометрических параметров грунта. Применяемые сегодня методы оценки технического состояния зданий, сооружений и опорных систем не универсальны. Одним из важных показателей при эксплуатации зданий и сооружений, позволяющих определить техническое состояние системы «многолетнемерзлый грунт – свайное основание – сооружение», является амплитуда колебаний опорной конструкции.
Цель исследования: проведение всесторонней оценки надежности свайного основания в Арктической зоне Российской Федерации.
Для сбора данных об условиях в реальном времени использовались современные методы мониторинга и дистанционного зондирования.
Результаты. Произведено численное моделирование, позволяющее оценить долгосрочные тенденции в изменении метеорологических параметров и их влияние на свайные основания. Разработаны новые методы и технологии для повышения устойчивости свайных конструкций в условиях морозного климата и перманентного мерзлотного грунта.
Основные результаты данного исследования могут быть применены при эксплуатации и проектировании зданий и сооружений в условиях постоянной мерзлоты. Более того, эти результаты могут быть использованы для разработки новых технологий и техники, способных увеличить эффективность работы в нефтегазовой отрасли и других областях, связанных с использованием инженерных сооружений в Арктической зоне России.
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ
Актуальность. Современный уровень научно-технического прогресса позволяет создавать пролетные строения мостов из сталей различной прочности, обладающих высокой экономичностью и надежностью.
Процесс создания и эксплуатации мостов с бистальными (гибридными) пролетными строениями включает в себя различные этапы (от проектирования до эксплуатации), обеспечивающие необходимый уровень надежности. Таким образом, в результате проектирования, изготовления и строительства мостов с такими пролетными строениями формируется уровень надежности, который проявляется в процессе эксплуатации.
Цель. На основе предельных состояний для бистальных балок определить критерии безотказной работы за заданный срок службы, описать и сформировать некий целесообразный уровень надежности.
Результаты. С использованием вероятностных подходов и случайной природы нагружения рассмотрен способ оценки риска появления отказов в безопасной работе конструкции в зависимости от механизма взаимодействия элементов в сечении бистальных балок в процессе нагружения. Обсуждаются вопросы безопасности, риска, уровня надежности и живучести бистальных балок пролетных строений мостов.
Актуальность. В качестве одного из критериев оценки надежности несущих элементов пролетных строений мостов рассматриваются пиковые значения величин временной подвижной нагрузки, возникающие в отдельные короткие промежутки времени и значительно превышающие нормативный уровень нагружения.
Пиковые нагрузки интерпретируются как непрерывный случайный процесс в виде случайной последовательности некоторых импульсов, проявляющихся через случайный промежуток времени ti и обладающих случайной длительностью во времени Dti.
Цель. В статье предпринята попытка представить изменения временных подвижных нагрузок во времени в виде простого пуассоновского потока, где события, моменты появления нагрузки на пролетном строении моста независимы между собой, а периоды повторяемости и продолжительности действия случайной нагрузки представляются независимыми случайными величинами.
Результаты. При заданном нормативном сроке службы мостов авторами рассмотрены три случая в обеспечении и определении достаточно малого значения вероятности появления разрушающей или близкой к ней одной или группы временных подвижных нагрузок в течение определенного срока. Исходя из видов отказов определено среднее время безотказной работы пролетного строения моста, а также время наработки на возможный отказ при длительном или конкретном превышении значения нагрузки.
Актуальность. Ямало-Ненецкого автономный округ – это крупнейшая углеводородная сырьевая база, поставляющая газ в объеме до 300–330 млрд м 3 /год и жидкие углеводороды до 10–15 млн т/год. Добыча минерального сырья сопровождается развитием инженерной инфраструктуры: кустовыми площадками, резервуарами хранения нефти, перекачивающими станциями и автомобильными дорогами, осуществляющими связь как внутри площадок, так и между ними. Район уникален по сложности инженерно-геологических условий за счет многолетнемерзлых грунтов с особо сложными геокриологическими условиями в верхней части разреза. Оценка существующих инженерно-геологических условий обустройства месторождений, а также неблагоприятных процессов, опасностей, рисков и воздействий на проектируемые, строящиеся и эксплуатируемые автомобильные дороги к кустовым площадкам, несомненно, актуальна.
Цель работы. Оценить инженерно-геологические условия проектирования, строительства и эксплуатации внутрипромысловых автомобильных дорог на примере Северо-Комсомольского месторождения.
Методы исследования. Изучение, анализ и обобщение материалов инженерно-геологических изысканий для подготовки проектной, рабочей документации по обустройству кустовой площадки № 11 Северо-Комсомольского месторождения, выполненных АО «ТомскНИПИнефть». Определение состава и физических свойств грунтов земляного полотна на образцах ненарушенной структуры, отобранных при оборудовании постов наблюдений, выполненных в лаборатории грунтоведения и механики грунтов кафедры ИГМСД ТГАСУ.
Результаты. Региональные особенности природных и инженерно-геологических условий территории ЯНАО показали, что при трассировании автомобильных дорог встречаются участки с твердомерзлыми грунтами и участки с полным или частичным отсутствием многолетнемерзлых грунтов. В первом случае проектирование земляного полотна предусматривает обеспечение поднятия верхнего горизонта многолетней мерзлоты не ниже подошвы насыпи и сохранение его на этом уровне в течение всего периода эксплуатации дороги – это 1-й принцип проектирования. Во втором случае проектирование предусматривает предварительное оттаивание линз мерзлых грунтов и осушение дорожной полосы до возведения земляного полотна – 3-й принцип проектирования. При проектировании по 1-му принципу положение многолетнемерзлых грунтов в основании обеспечивают назначением соответствующей высоты насыпи при применении несцементированных дорожно-строительных материалов и устройством специальных прослоек из теплоизолирующих материалов с их теплотехническим расчетом (торфа, пенополистирола, твердомерзлых грунтов). Первый принцип предусматривает возведение земляного полотна только в зимний период. Для предотвращения деформации откосов насыпей рекомендуется устраивать бермы из торфа, закрепленного геосинтетическим материалом. Следует не допускать рекультивации земель в зоне строительства дороги во избежание эрозии почвенного покрова.
Рассмотрена возможность развития дорожно-строительной отрасли путем использования инструментов концепции устойчивого развития. Проанализировано состояние проблемы устойчивого/зеленого дорожного строительства в России и за рубежом.
Цель работы ‒ оценка эколого-экономического потенциала новых технологий как ресурса устойчивого развития дорожного строительства.
Задачи исследования:
− выполнить критический анализ современного состояния и перспектив реализации принципов устойчивого развития применительно к дорожному строительству;
− выявить положительные и отрицательные последствия реализации принципов устойчивого развития в дорожно-транспортной отрасли и сделать заключение о практических возможностях их применения в российских условиях.
Методика и методы исследования. Были использованы общенаучные методы: анализ и синтез, междисциплинарный синтез, сопоставление, абстрагирование, систематизация, наблюдение, а также визуализация, экспертная оценка, поисковые и статистические методы.
Актуальность. При производстве работ по капитальному ремонту дорожных покрытий нежесткого типа и реконструкции автомобильных дорог возникает необходимость разрушения старого покрытия, которое выполняют дорожными фрезами. В процессе холодного фрезерования старого покрытия получают материал в виде гранул, поверхность которых покрыта битумной пленкой. С течением времени битумная пленка теряет свои свойства, и для повторного использования полученного материала необходимо восстановить свойства вяжущего. Введение битумной эмульсии в состав асфальтогранулята позволяет восстановить свойства вяжущего в смеси, что влияет не только на прочностные характеристики асфальтогранулобетонной смеси, но и на деформативную способность и жесткость слоя смеси при действии нагрузки в процессе уплотнения.
Цель. Установить влияние содержания вяжущего на деформативную способность и жесткость слоя из асфальтогранулобетонных смесей.
Материалы и методы. Асфальтогранулят фракций 8/16 и 18/36 мм при содержании остаточного битума 2 %. В качестве вяжущего материала применялась битумная эмульсия ЭБК-2. Для определения предела прочности слоя асфальтогранулобетона изготовлялись образцы с разным содержанием битумной эмульсии согласно ГОСТ 12801. Измерение деформации слоя смеси выполнялось с помощью гидравлического пресса ТП-1-1500.
Результаты исследований. Представлены результаты исследования по влиянию содержания битумной эмульсии на деформацию и жесткость слоя асфальтогранулобетонной смеси при устройстве дорожных одежд автомобильных дорог.
Выводы. Установлено, что применение битумной эмульсии при регенерации асфальтогранулята влияет на деформативную способность и жесткость слоя при действии уплотняющей нагрузки. Установлены закономерности развития деформации и жесткости слоя смеси под действием нагрузки при разном содержании вяжущего, размере фракций асфальтогранулята и разной толщине слоя при укладке. Представлены аналитические зависимости для расчета деформации и жесткости слоя от нагрузки, толщины слоя при укладке и процентного содержания битумной эмульсии в смеси.
ISSN 2310-0044 (Online)