Preview

Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета

Расширенный поиск
Том 26, № 6 (2024)
Скачать выпуск PDF

АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО

9-23 153
Аннотация

Актуальность исследования обусловлена непосредственным влиянием последовательного строительства производственных объектов г. Томска на формирование его уникального архитектурно-планировочного образа. Анализ этой взаимосвязи необходим для качественной реновации промышленных территорий города.
Цель исследования – выявление, систематизация и анализ промышленных объектов Томска с точки зрения архитектурных особенностей, развития планировочной и организационной структуры для определения их влияния на формирование города в целом. В настоящей статье представление о становлении промышленности г. Томска дается в контексте социально-экономических, исторических и культурных процессов развития Западной Сибири XVII – начала ХХ в.
Методы. Применение комплексного подхода, включающего анализ литературы, архивных источников, картографического материала и общее натурное обследование объектов, способствовало достижению поставленной цели.
Результаты исследования. Установлено, что к началу XX в. территориально-пространственная структура промышленности Томска носила дисперсный характер. Определенная концентрация производственных зданий возникла в северных кварталах. Ряд промышленных объектов разместился в центре, став частью городского пространства. Выявлено 87 промышленных объектов, из которых к настоящему времени сохранилось лишь 37, среди них имеют место заброшенные объекты, остро нуждающиеся в реновации.

24-43 126
Аннотация

Статья посвящена одному из наиболее известных проектов многоэтажных жилых зданий, выполненных французским архитектором Ш.-Э. Жаннере-Гри (Ле Корбюзье) в традициях функционализма и брутализма.
«Жилая единица» в Марселе (1945–1952), по словам ее создателя, стала очередным «этапным» произведением в его творчестве. По ее завершении он вошел в плеяду выдающихся современных зодчих, получив возможность свободно экспериментировать с самыми различными архитектурными стилями (модернизм, брутализм и др.).
Авторами проанализированы основные архитектурно-дизайнерские концепции Шарля-Эдуарда, заложенные в решения генерального плана и в планировочные схемы этажей этого необычного здания.

44-57 109
Аннотация

Настоящее исследование посвящено изучению влияния национального наследия Якутска на процессы архитектурного развития города и сохранение традиций в современных архитектурных решениях. Рассмотрены следующие объекты: Могол ураса, зимняя бревенчатая юрта (балаган), коновязные столбы сэргэ и традиционные якутские орнаменты. Приведены примеры построек Якутска, в которых прослеживается влияние и внедрение национальных символов и форм в их архитектурный облик.
Актуальность. В исследовании отмечается важность поддержания преемственности и сохранения традиций архитектуры Якутска, подчеркивается их существенная роль в формировании современного облика города. Материальные объекты, созданные в соответствии с традиционными строительными особенностями, придают зданиям особую атмосферу и уникальность, ретроспективно отражая дух и культурное наследие якутского народа в современной городской среде. Сохранение архитектурных традиций имеет большое значение для защиты и передачи уникальных культурных ценностей.
Новизна исследования. Систематизация и концептуализация методов формообразования, характерных для национальных строений и символов, с последующим исследованием их интеграции в архитектуре Якутска.
Цель работы – выявить особенности и преемственность в формообразовании современной архитектуры г. Якутска.
Методика заключается в интеграции исторических форм и якутской культуры в современную архитектуру. Она нацелена на изучение особенностей якутских национальных жилищ, анализ религиозных символов, их сакрального значения и применимости в архитектурном ландшафте.
Результаты исследования. В анализе национальных объектов выявлены традиционные строительные особенности и элементы, которые оказывают влияние на современные архитектурные решения. Установлено, что современная архитектура Якутска продолжает использовать традиционные материалы, символы, формы и цветовые решения якутской культуры, интегрируя при этом инновации и современную функциональность.

58-70 127
Аннотация

Актуальность. Архитектурно-пространственные качества объектов образования и науки играют важную роль в процессе формирования интеллектуальной и социально целостной личности. Автор статьи рассматривает аспект открытого образовательного публичного пространства как среду, в которой происходит взаимодействие архитектуры и ее пользователей.
Цель. Проанализировать архитектурную среду (на примере научно-образовательных центров) как пространство взаимодействия пользователей и их физического окружения и сформировать научные предпосылки к теоретическим основам организации феномена «места».
Материалы и методы. Рассматривается анализ функционального зонирования и развития пространств, феноменологический анализ, географическая концептуализация пространств.
Результаты, выводы. В результате исследования выявлено, что физическая среда влияет на ощущение места, но также является результатом человеческого восприятия, чувств, эмоций и интерпретаций. Данное заключение предоставляет дальнейшее «поле» исследования для формирования научных основ к созданию феномена «места» посредством архитектуры.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ

71-81 115
Аннотация

Актуальность. Обеспечение производственной безопасности и повышение надежности газопроводных систем, в частности компрессорных станций, с помощью применения комплексного диагностирования, математического моделирования и комбинированного анализа данных позволяет своевременно определять и прогнозировать изменения в состоянии опасных производственных объектов, предотвращать отказы и деформации промышленной инфраструктуры, а также снижать риски разрушения инженерных конструкций и появления дефектов при транспортировке углеводородов.
Цель. Изучение влияния внешних нагрузок, вызванных сезонными изменениями грунта и низкочастотной вибрацией, на напряженно-деформированное состояние трубопроводной обвязки электрических газоперекачивающих агрегатов. Методы исследования. Проведение комплексного диагностирования с использованием продуктов инженерного анализа и программных средств для исследования напряженно-деформированного состояния технологической обвязки компрессорной станции.
Результаты. Приведен анализ влияния низкочастотных вибраций на техническое состояние трубопроводной обвязки компрессорной станции. Произведены геодезические измерения и оценка перемещений трубопроводов компрессорной станции вследствие воздействия на них элементов опорной системы и грунтов. Для рассмотрения нагружения трубопроводной обвязки за счет изменения высотных отметок создана численная модель в программном комплексе ANSYS Workbench для выявления потенциально опасных участков.

82-98 94
Аннотация

Актуальность. Рассмотрены исследования учета продольного изгиба в сжатых железобетонных и сталежелезобетонных стержнях. Установлено, что значительная часть исследований связана с испытаниями железобетонных конструкций с низким процентом армирования. Кроме того, испытания конструкций на устойчивость не выполнялись для новых высокопрочных бетонов. Цель работы – установить действительные значения коэффициента продольного изгиба для сталежелезобетонных стержней различной гибкости из современных бетонов.
Методы. Запроектированы и испытаны стойки различной гибкости с процентом армирования около 10 %. Созданы конечно-элементные модели конструкций, подобные испытанным.
Результаты. По результатам испытаний установлено, что коэффициенты продольного изгиба в нормах существенно завышены и не дают запас при инженерном расчете конструкций, что подтверждается и конечно-элементными моделями конструкций. Разброс по большим гибкостям сталежелезобетонных конструкций может достигать 38 %.
Выводы. Предложена новая кривая коэффициента продольного изгиба для конструкций на всем диапазоне гибкостей от 𝑙0⁄ℎ = 6 до 𝑙0⁄ℎ = 20 при кратковременном действии нагрузки. Предложенная кривая имеет нелинейный характер, что соответствует теоретическим предпосылкам.
Научная новизна. Проведены систематизированные исследования устойчивости сталежелезобетонных стержней на широком диапазоне гибкостей.

99-111 95
Аннотация

Актуальность. Разработка новых методов неразрушающего контроля особенно актуальна для таких строительных материалов, как бетон, в связи с широким его применением. Выполнен анализ результатов экспериментальных данных, полученных на основе механоэлектрических явлений в изделии из материала, содержащего пьезоэлектрические включения, и результатов математического моделирования волнового процесса в этом же изделии.
Метод основан на явлении механоэлектрических преобразований в пьезосодержащей среде при импульсном механическом воздействии. Расчеты выполнены как с помощью авторской программы, так и с использованием специального пакета программ.
Результаты. Рассмотрено два варианта: однородный образец и образец, содержащий дефекты в виде включений. На основе взаимного соответствия экспериментальных и расчетных данных сделан вывод о наличии перспектив у нового метода неразрушающего контроля изделий из материалов с пьезоэлектрическими включениями на основе механоэлектрических явлений.

112-121 74
Аннотация

В работе представлен сравнительный анализ усталостных последствий в обычных и фиброармированных цементно-матричных композитах (фиброполипропилен-армированных бетонов) в процессе немногократно повторных нагружений.
Актуальность. Учет последствий малоцикловой усталости на стадии принятия проектных решений.
Цель. Оценить усталостные изменения обычных и фиброармированных цементно-матричных композитов в процессе немногократно повторных нагружений с нулевым коэффициентом асимметрии и амплитудой 0,6–0,9. Немногократным циклическим воздействиям подвергнуты образцы двух серий: из обычного бетона и фибробетона с полипропиленовыми волокнами эквивалентным диаметром 0,8 мм и длиной 40 мм с объемным процентом армирования 1,5 %.
Методы. Использована методика автоматизированного многофакторного контроля всех деформаций и их структурно-значимых компонентов. Динамические испытания выполнялись на испытательном комплексе Instron 5989 в жестком режиме изменения нагрузки с регламентированной скоростью деформирования образца 0,04 мм/с. Измерение деформаций производилось на полной базе в двух направлениях. Фиксация контролируемых параметров велась через каждые 10 циклов воздействий – до 300 циклов. Структурный анализ деформативности проводился с учетом физических закономерностей их развития. В качестве критериальных параметров внутреннего сопротивления приняты показатели остаточных деформаций и цикловая кинетика приращений деформаций.
Выводы. Установлены повышенная демпфирующая способность фиброкомпозита, больший потенциал усталостного сопротивления при флуктуации напряженного состояния.
Эта работа является переводом оригинальной статьи, опубликованной на английском языке: Korneeva I.G., Pinus B.I. Dynamical stability of polypropylene fibre reinforced concrete // AIP Conf. Proc. 2022. V. 2434. P. 020006 с разрешения AIP Publishing. Публикация на русском языке позволит русскоязычным читателям получить новую информацию без перевода англоязычной версии статьи, при котором возможна некоторая потеря смыслового содержания текста.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

122-132 114
Аннотация

Актуальность. Повышение экономической эффективности многих отраслей (энергетической, минерально-сырьевой, металлургической, химической, угольной, строительной, бумажной и т. д.) связывается с новыми материалами с необычным сочетанием физико-механических и химических свойств. Одно их первых мест занимают стеклокристаллические материалы, получающиеся при направленной кристаллизации стекла. Стекла по сравнению с кристаллическими веществами обладают повышенной внутренней энергией (скрытой энергией кристаллизации), поэтому вещество в стеклообразном состоянии метастабильно (термодинамически неустойчиво). Из-за этого обычное стекло при некоторых условиях, а иногда и самопроизвольно начинает кристаллизоваться. Этот процесс традиционно называют «зарухание» или «расстекловывание», а после открытия ситаллов – «ситаллизация». На основе развиваемых представлений о динамическом равновесии потоков энергии и вещества при фазовых переходах в неравновесных открытых системах предлагается термодинамическая модель, учитывающая термическую силу роста кристаллов ситаллов метасиликатного состава.
Результаты. Для ситаллов метасиликатного состава – М2М1[Si2O6] установлены некоторые из основных зависимостей кинетических параметров от термодинамических свойств. Рост температуры кристаллизации ситаллов происходит по мере увеличения их общей основности ∆Ζо298 на фоне относительного возрастания основности ионов в катионной подрешетке М2 и особенно в октаэдрической позиции М1.

133-145 110
Аннотация

Актуальность. Импульсная терагерцовая спектроскопия получила широкое распространение в научных исследованиях быстропротекающих процессов в различных структурах на нано-, мезо- и макроуровнях. В строительных технологиях терагерцовое излучение до самого последнего времени практически не применялось. С развитием теории и практики терагерцовой спектроскопии ее способы могут успешно дополнять классические методы физико-химического анализа строительных материалов различного технического назначения, особенно теплоизоляционных в широком диапазоне плотности и электроизоляционных свойств. Наиболее актуальны данные исследования в настоящее время в связи с разработкой составов и технологий эффективных теплоизоляционных материалов на основе отходов целлюлозно-бумажной промышленности, в том числе различных видов некондиционного сырья.
Цель работы – обосновать применение терагерцовой спектроскопии в изучении механизмов формирования структур твердения строительных материалов различной природы.
Методы. При проведении исследований для изучения механизма протекающих процессов использован метод терагерцовой спектроскопии и структурно-механические методы анализа.
Результаты. Установлено, что наиболее высокими эксплуатационными характеристиками обладает система на основе модифицированного полиуретана и бумажного наполнителя. Показано, что наиболее сильное поглощение терагерцового излучения в исследуемых образцах наблюдается в области частот выше 1–2 ТГц.
По результатам проведенных исследований сделан вывод о существовании корреляции между величиной теплопроводности и коэффициентом поглощения образца.

146-159 91
Аннотация

Актуальность. Развитие цивилизации требует постоянного поиска решений для создания новых функциональных материалов, способных удовлетворить возрастающие потребности общества. В настоящей работе представлены подходы к снижению энергозатратности, металлоемкости и повышению качества функциональных материалов посредством использования современных композиционных материалов, включающих модифицирующие и наноармированные добавки на основе волластонита. Уникальные свойства волластонита обусловлены его тонкой игольчатой структурой, высоким уровнем белизны и особым химическим составом, что делает этот материал перспективным для применения в различных отраслях промышленности.
Для успешного участия в процессе модернизации машиностроительных и строительных отраслей предлагается использовать научные достижения томских университетов в сфере экспериментальной и технической минералогии, а также материаловедения.
Результаты. Разработан метод синтеза синтетического волластонита с заданными характеристиками. Многочисленные эксперименты подтвердили превосходство волластонита над традиционными материалами, используемыми в таких областях, как производство красок, бумаги, для создания стоматологических и хирургических материалов, керамики, глазурей, ангобов и т. д.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО ДОРОГ, МЕТРОПОЛИТЕНОВ, АЭРОДРОМОВ, МОСТОВ И ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

160-175 105
Аннотация

Негативными последствиями глобального изменения климата и быстрой урбанизации среди прочих является необходимость борьбы с городскими наводнениями, подтоплениями, а также повышения уровня безопасности сооружений, прилегающих к водным объектам, из-за смыва в них ливневых сточных вод и городского мусора. Решение данных проблем происходит медленно и малоэффективно. Это объясняется суровыми климатическими условиями для большой части территории и ростом числа аномальных ливней, недостаточным финансированием строительства ливневых систем со стороны государства и бизнес-структур, несовершенством нормативно-правовой базы, в основе которой заложены устаревшие сведения для расчета проектов.
Актуальность исследования обусловлена необходимостью совершенствования системы отведения атмосферных сточных вод с поверхности автомобильных дорог и урбанизированных зон, особенно в условиях аномального объема дождевых вод.
Цель работы ‒ оценка эколого-экономического и технологического потенциала доступных отечественных и зарубежных технологий для обеспечения эффективного ливневого водоотвода и первичной очистки поверхностных стоков.
Задачи исследования: проанализировать современное состояние и перспективы реализации лучших зарубежных практик сбора и удаления ливневых стоков с урбанизированной территории, эффективных водоотводных устройств; выявить и дать сравнительную оценку практик, наиболее приемлемых для условий континентального климата с продолжительным холодным периодом и значительным количеством осадков; предложить мероприятия, повышающие эффективность ливневого водоотвода.
Методы. В работе применены теоретические методы исследования: изучение литературных источников, теоретический анализ, междисциплинарный синтез, методы логических обобщений, патентный анализ, поисковые и статистические методы.
Результаты. Освещены зарубежные достижения и проблемы в сфере функционирования водоотвода от городских автомобильных дорог и очистки ливневых вод. Выявлен тренд повышения интереса к биофильным инженерным технологиям, предусматривающим стадии сбора и отведения поверхностной сточной воды, первичной ее очистки, а также обеспечения испарения или инфильтрации в глубокие водоносные горизонты.
Проанализировано состояние проблемы водоотвода в России. Приведены данные о современных технических средствах, способных обеспечить организацию системы дорожного водоотвода и при необходимости – очистки ливневых сточных вод. Выявлены основные причины неудовлетворительного состояния и недостаточности систем дорожного водоотвода. Предложены возможные варианты технических решений для повышения эффективности сбора и отведения ливневых вод.
Сформулированы выводы о путях выхода из кризисной ситуации на примере г. Томска (Западная Сибирь). Предложена конструкция для улучшения сбора и отведения атмосферных вод с дорожных участков.
Выводы. Систематизация и обобщение подходов к борьбе с избыточными городскими ливневыми водами служат основой для совершенствования современных российских систем водоотвода. Зарубежный опыт отвода, изолирования, утилизации ливневых вод может применяться и получить развитие в разных природно-климатических зонах России при условии учета специфики их геоэкологической обстановки.

176-187 86
Аннотация

Актуальность. Несвоевременный износ верхних слоёв дорожной одежды асфальтобетонного покрытия является повсеместной проблемой как в Российской Федерации, так и за рубежом. Настоящая работа посвящена изучению факторов, влияющих на возникновение несвоевременного износа верхних слоёв дорожного покрытия.
В статье рассматривается изменение состояния покрытия, появляющееся по полосам наката, которое повышает риск возникновения дорожно-транспортных происшествий в определённых обстоятельствах: появление эффекта аквапланирования (потеря сцепления шины автотранспортного средства с поверхностью дороги из-за слоя воды на покрытии), перестроения транспортных средств между полосами, наличие льда на покрытии и т. д.
Проанализированы основные причины образования колеи (грузонапряжённость, нагрузка от подвижного состава, постоянное торможение и старт автотранспортных средств и т. д.) и подробно рассмотрено перестроение транспортных средств как наименее изученный фактор, но являющийся существенной причиной несвоевременного появления износа дорожного покрытия. Визуально выявлены основные типы перестроений и места их наибольшего совершения.
Проведены экспериментальные исследования по сбору статистических данных по интенсивности движения, составу потока, глубине колеи, необходимых для оценки влияния фактора перестроений транспортных средств. При мониторинге улично-дорожной сети г. Тюмени выявлена величина износа асфальтобетонного покрытия.
Результаты. После проведения сравнения величины колеи установлена тенденция к повышенному износу в местах частых перестроений в сравнении с местами их отсутствия либо минимального числа.

188-200 102
Аннотация

Являясь одной из развивающихся стран мира, Мьянма переживает в настояще время значительный всплеск активности строительства мостов. Тем не менее страна сталкивается с ограниченными ресурсами в области мостостроения, что может негативно сказаться на качестве возводимых объектов. Особую озабоченность вызывает техническое состояние мостов в Мьянме, особенно старых. Некоторые мосты в Мьянме, возведенные ранее, были построены с использованием устаревших технологий и материалов, а также в условиях сжатых сроков, поэтому в настоящее время они остро нуждаются в ремонте. Хотя создание новой инфраструктуры сыграло важную роль в транспортном секторе Мьянмы, техническое обслуживание существующей мостовой инфраструктуры также необходимо для обеспечения ее дальнейшего безопасного развития.
В настоящем исследовании представлен динамичный подход к интеграции информации и параметрического моделирования для восстановления существующих стальных ферменных мостов в Мьянме. Авторами проведена оценка текущего состояния стальных ферменных мостов в старне. Для создания параметрических сценариев использован язык визуального программирования Grasshopper, а созданная модель может быть интегрирована в инструменты информационного моделирования (BIM), такие как Tekla Structures и Midas Civil, детализации конструктивных элементов и расчетов прочности.
Интеграция параметрической модели фермы в многочисленные программные пакеты повысила гибкость процесса автоматизации проектирования, сократив трудо- и временные затраты. Такой подход к проектированию позволяет использовать несколько вариантов одной модели в рамках одного файла, упрощая процесс создания такой сложной конструкции, как мост. Результаты демонстрируют значительное улучшение временных показателей, возможность выбора альтернативных вариантов проектирования и повышение эксплуатационных характеристик конструкции. Кроме того, такой подход имеет потенциал для кардинального изменения процесса проектировании мостов, способствуя созданию более эффективных и экономически выгодных конструкций, отвечающих современным требованиям транспортной инфраструктуры.

СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА

201-213 81
Аннотация

Актуальность. Изучение свойств материалов под воздействием динамических нагрузок является важным аспектом для проведения сложных инженерных расчетов. Исследования влияния динамических нагрузок на сталебетонные конструкции приведут к разработке новых методов расчета и проектирования таких конструкций.
Цель исследования – изучить влияние продольной силы на динамическое поведение сталебетонного образца при различных мощностях динамического воздействия.
В исследовании применяются методы экспериментального моделирования при помощи современных измерительных устройств и последующая аналитическая обработка полученных результатов.
Научная новизна заключается в проведении экспериментального исследования динамического поведения сталебетонного образца при действии гармонической нагрузки различной мощности и характера приложения с учетом поэтапно увеличивающейся продольной сжимающей силы.
В результате исследования определены коэффициент затухания колебаний, коэффициент неупругой работы, необходимые при расчете динамических систем в околорезонансных зонах. Также приведены графики зависимости частоты свободных колебаний и амплитуды колебаний от величины продольной сжимающей силы и мощности импульса.
Практическая значимость работы заключается в возможности использования результатов исследования для разработки новых методов расчета и проектирования сталебетонных конструкций, а также оснащения баз данных программ численного моделирования информацией о свойствах сталебетона посредством натурных испытаний.

214-223 93
Аннотация

Актуальность. Оптимизация строительных конструкций является одной из приоритетных инженерных задач. Ее актуальность обусловлена расширением многообразия типов внутренней структуры неоднородных конструктивных элементов, а также необходимостью построения уточненных математических моделей, учитывающих нелинейные факторы деформирования.
Цель. Получение конечных соотношений для интегрального критерия минимума энергии деформации применительно к структурно-неоднородному нелинейно деформируемому стержню. Расчетная схема стержня Тимошенко имеет симметричную структуру, содержит структурные элементы (слои), выполненные из однородных нелинейно-упругих материалов.
Материалы и методы. Для описания закона деформирования материалов используется полиномиальная аппроксимация произвольного порядка. На ее основе получены нелинейные зависимости для внутренних усилий – как функций обобщенных деформаций осевой линии. Коэффициентами в них выступают жесткостные характеристики высших порядков.
Выводы. Выведены удобные для практического применения конечные зависимости для компонент удельной энергии деформации в зависимости от деформации, кривизны и осредненного сдвига. Их применение позволяет упростить формулировку оптимизационных задач, решаемых на основе энергетического критерия, с учетом физической нелинейности и неоднородности стержней.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1607-1859 (Print)
ISSN 2310-0044 (Online)