Том 19, № 10 (2024)
Архитектура и градостроительство. Реконструкция и реставрация
Реновация промышленных территорий в структуре сельских поселений (на примере керамического завода в д. Нижние Таволги)
Аннотация
Введение. Реновация сохранившихся исторических промышленных территорий имеет большое значение как для развития сельских поселений, так и для региона в целом, где сохранилось значительное количество ныне малоиспользуемых и заброшенных предприятий периода XIX – начала XX в. Основная цель данного исследования — представить пример комплексного подхода к вопросу реновации территории, включающий все основные этапы от предпроектного и проектного анализа до разработки проектного предложения.Материалы и методы. Изучение территории проектирования и объектов основывается на комплексном подходе, включающем анализ и использование советских и современных архивных, библиографических источников; сборе и обработке документов, графических и фотоматериалов, результатов натурного обследования (фотофиксация, обмеры); систематизации научно-исследовательских результатов.Результаты. Целесообразность сохранения и практического использования промышленных предприятий проиллюстрирована на примере разработанного проектного предложения по реновации территории керамического завода в д. Нижние Таволги Свердловской области. Представлены возможные варианты функционального обновления объектов заводского комплекса под современные условия развития сельских поселений.Выводы. Исследование, популяризация значимых объектов, формирующих архитектурный облик поселений, и включение их в современные реалии представляется важным и необходимым процессом как для создания разнообразной качественной среды, формирования идентичности места, так и просвещения в области отечественной истории и культуры.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1591-1605
1591-1605
Проектирование и конструирование строительных систем. Строительная механика. Основания и фундаменты, подземные сооружения
Коэффициенты надежности для стальных элементов, проектируемых на основе компьютерных численных моделей
Аннотация
Введение. Сегодня для оценки несущей способности строительных конструкций все больше полагаются на компьютерные численные модели. Однако малое количество исследований затрагивает вопросы обеспечения надежности получаемых результатов. В существующей практике проектирования проектная надежность конструкций обеспечивается системой частных коэффициентов надежности, которые учитывают изменчивость случайных физических величин и точность модели. Поэтому важно закрепление значений коэффициентов надежности или методики их определения в нормах проектирования.Материалы и методы. Предложенный метод установления коэффициентов надежности и их значения основаны на методе теории надежности первого порядка. Статистические характеристики случайных величин и метрики точности компьютерной модели (КМ) базируются на систематизации, анализе и обобщении имеющихся исследований.Результаты. Представлена система коэффициентов надежности и методика их определения для изученных конструктивных решений и стандартизированных параметров КМ. Приведены результаты исследований статистических характеристик метрики точности КМ. Предложены значения коэффициентов пересчета, позволяющие учитывать разные модели материала, степень дискретизации и значения несовершенств.Выводы. В области проектирования строительных конструкций следует выделить два крайних случая применения компьютерных численных моделей с позиции изученности моделируемого объекта (для новых конструктивных решений и для изученных конструктивных решений) и два крайних случая с позиции изученности параметров модели (применяются стандартизированные или нестандартизированные параметры КМ). В зависимости от рассматриваемого случая должны быть указаны процедуры проверки модели и назначены способы обеспечения проектной надежности.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1606-1616
1606-1616
Строительное материаловедение
Исследование свойств химического анкера на основе эпоксидной смолы
Аннотация
Введение. С уходом иностранных компаний с российского рынка появилась необходимость в химических анкерах отечественного производства. Исследованы свойства первого полностью отечественного химического анкера UТECH HITRE500 на основе эпоксидной смолы.Материалы и методы. Температура стеклования определялась по ГОСТ 32618.2–2014 на приборе ТМА Q400, прочность при изгибе — по ГОСТ 4648–2014, прочность при сжатии — по ГОСТ 4651–2014, прочность сцепления клеевого состава с бетоном — по ГОСТ Р 58387–2019 при помощи испытательной машины Instron 3382.Результаты. Установлены такие характеристики химического анкера, как температура стеклования, прочность при изгибе, модуль упругости при изгибе, прочность при сжатии, сопротивление сцепления при вырыве при температурах эксплуатации: +23, +42, +70, –60 °С, а также время, за которое химический анкер набирает 97,7 % прочности на вырыв при твердении при температуре воздуха –10 °С (10 сут). Определено, что при выдерживании образцов, твердевших в течение 1 сут при комнатной температуре, при температурах +42 и +70 °С происходит значительное снижение прочности сцепления при вырыве (на 29,7 и 64,7 % соответственно). При выдерживании образцов, твердевших в течение 1 сут при комнатной температуре, при температуре –60 °С прочность на вырыв незначительно увеличилась по сравнению с контрольными образцами (на 4,6 %).Выводы. Приведены результаты испытаний первого полностью отечественного химического анкера UTECH HITRE500. Определены температура стеклования и физико-механические свойства отвержденного химического анкера. Установлено время, необходимое для набора прочности в условиях отрицательной температуры –10 °С, равное 10 сут.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1617-1628
1617-1628
Структура и свойства магнезиального камня, полученного активацией каустического доломита
Аннотация
Введение. Представлено решение актуальной проблемы дефицита запасов сырья с высоким содержанием MgO путем вовлечения в производство низкомагнезиального сырья из доломитизированного известняка. Для этого предложено повышение активности вяжущего предварительной механоактивацией в аппарате вихревого слоя (АВС). Цель исследования — определение влияния механоактивации каустического доломита (КД) совместно с пластификаторами в АВС на состав, структуру и свойства магнезиального камня.Материалы и методы. Механоактивация КД проводилась в АВС, анализ поверхности получаемого образца — на лазерном анализаторе. Для определения фазового состава полученных образцов применяли рентгенофазовый анализ.Результаты. Впервые исследованы закономерности твердения, фазового состава магнезиальных вяжущих от продолжительности диспергации порошка КД, концентрации пластифицирующих добавок. Получена плотная и прочная матрица с высокими физико-механическими свойствами. Изучено влияние пластифицирующих добавок на основе лигносульфоната, полиэфира поликарбоксилата и нафталинсульфоформальдегида на состав, свойства и структуру магнезиального камня до и после активации вяжущего. Определены наиболее эффективные концентрации добавок, повышающие прочность на сжатие магнезиального камня в возрасте 28 сут от 35 до 120 %. Установлен оптимальный диапазон продолжительности активации и научно обосновано его влияние на физико-химические, морфологические свойства полученных образцов.Выводы. Активация магнезиального вяжущего совместно с добавками при оптимальном режиме обработки в АВС позволяет получить магнезиальный камень с регулируемым набором свойств: высокой плотностью, прочностью на сжатие в марочном возрасте. Повышение прочности модифицированного магнезиального камня образцов, активированных в АВС совместно с добавкой пластификатора, объясняется формируемой структурой с большей плотностью, сниженным размером кристаллитов и высокой плотностью дислокаций.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1629-1640
1629-1640
Гидравлика. Геотехника. Гидротехническое строительство
Теоретические основы количественной оценки расширения лидирующей скважины щебеночной буронабивной сваи в нелинейной постановке
Аннотация
Введение. Известно, что для уплотнения слабых грунтов на глубине применяются различные методы, включая создание грунтовых колонн путем объемного расширения порции материала (щебень, песок и т.д.) под воздействием вертикальной нагрузки в забое скважины. С увеличением вертикальной нагрузки происходит увеличение диаметра рабочего материала до определенного значения, что приводит к возникновению значительных радиальных и тангенциальных напряжений в окружающем слабом грунте. Настоящая работа посвящена разработке теоретических основ изготовления щебеночной буронабивной сваи, позволяющих дать количественную оценку напряженно-деформированного состояния (НДС) в грунтовом цилиндре вследствие расширения диаметра лидирующей скважины. Изложены постановка и решение задачи по оценке НДС толстостенного грунтового цилиндра ограниченных размеров (диаметр, высота) с диаметром скважины. По существу, это общеизвестная задача Лямэ о толстостенной трубе.Материалы и методы. Задача рассмотрена в линейной и нелинейной постановках. Решение получено аналитическим методом. Для оценки НДС толстостенного грунтового цилиндра использовались решение задачи Лямэ о толстостенной трубе и системы физических уравнений Генки.Результаты. Получены выражения для определения перемещения стенки скважины в радиальном направлении, радиального и касательного напряжений в грунтовом цилиндре. Показаны кривые зависимости радиального перемещения от давления на стенки скважины. Результаты отображены графически.Выводы. Полученные решения могут быть применены для определения радиального перемещения стенки скважины при глубинном уплотнении слабых грунтов методом создания грунтовых колонн путем объемного расширения в линейной и нелинейной постановках. Построены кривые зависимости радиального перемещения от давления на стенки скважины при различных деформированных и прочностных параметрах окружающих грунтов, а также геометрических параметров.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1641-1650
1641-1650
Инженерные системы в строительстве
Санитарно-гигиенические вопросы при проектировании индивидуальных систем теплоснабжения
Аннотация
Введение. При индивидуальном строительстве существующие нормы проектирования для централизованных систем теплоснабжения носят справочный характер. Владелец домохозяйства сам определяет, сколько горячей воды ему нужно, какова должна быть температура в помещении. Важно, чтобы не нарушались нормы пожарной безопасности, экологии, санитарные нормы и нормативы выделенной на домохозяйство энергии. Параметры горячего водоснабжения (ГВС) носят количественный характер. Возникают вопросы качества санитарной воды, имеющей контакт с кожей человека. Характер использования индивидуальных систем ГВС, их конструктивные особенности определяют риски роста болезнетворных бактерий в оборудовании, что может влиять на здоровье обитателей домохозяйств. Существуют инженерные решения, позволяющие исключить или значительно снизить указанные риски. Эти инженерные решения целесообразно применять на стадии проектирования.Материалы и методы. На основании обобщения данных научных источников и опубликованных случаев массовых заболеваний выявлены основные виды болезнетворных бактерий, возникающих в индивидуальных системах водотеплоснабжения. Это легионелла и синегнойная палочка. Рассмотрены пороги и условия жизнестойкости указанных бактерий. Классифицированы главные причины, вызывающие риски роста болезнетворных бактерий, илистых отложений.Результаты. Требования соблюдения комплексных технических мероприятий при проектировании состоят в необходимости подбора оборудования систем индивидуального теплоснабжения при соблюдении условий контроля забора воды, обеспечения предварительного нагрева воды до температуры 65 °С в системах накопительного типа, постоянной циркуляции воды в контурах водоснабжения, использования проточных водонагревателей, подбора труб.Выводы. Применение технических решений для систем теплоснабжения объектов индивидуального строительства позволяет существенно снизить или исключить полностью риски, связанные с возможностью возникновения болезнетворных бактерий и заболеваниями проживающих в домохозяйствах людей.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1651-1665
1651-1665
Технология и организация строительства. Экономика и управление в строительстве
Применение функционально ориентированных систем моделирования при осуществлении строительного контроля
Аннотация
Введение. Проведено исследование функциональных зависимостей между основными участниками строительного контроля, такими как технический заказчик, генеральный подрядчик и генеральный проектировщик.Материалы и методы. Структура их взаимодействия показана в виде блок-схемы, которая составлена с использованием функционально ориентированной методологии анализа. Представление информации в виде блок-схемы дает возможность проанализировать взаимодействие участников на каждом этапе выполнения строительного контроля. Также интеграция метода IDEF0-моделирования позволяет производить анализ и корректировать взаимосвязи между функциональными блоками.Результаты. Создание декомпозиции строительного контроля происходит путем формирования функциональных блоков, которые состоят из основных этапов осуществления строительного контроля. Затем выполняется комплексная декомпозиция этих блоков, что позволяет получить «микроуровень» каждого из основных блоков. Такой подход к формированию взаимосвязей между основными участниками строительного контроля в последующем даст возможность выявить основные проблемы, которые встречаются на этапе контроля, и поможет повышению эффективности и структурированию системы строительного контроля.Выводы. Предлагается по-новому взглянуть на строительный контроль с точки зрения функционального взаимодействия участников контроля, что в будущем приведет к уменьшению количества некачественно выполненной строительной продукции или операций.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1666-1675
1666-1675
Формирование эффективного графика производства работ при строительстве монолитного железобетонного дома
Аннотация
Введение. Существующие принципы организации строительства, основанные на ранних разработках, не учитывающих современную ситуацию, в значительной степени становятся препятствием на пути развития строительной отрасли. Сложившаяся ситуация требует внедрения новых подходов в управлении строительством, позволяющих адаптироваться к изменяющимся экономическим условиям и способствующих сокращению продолжительности строительства. Задачей исследования была разработка проекта организации работ, позволяющая сократить сроки возведения монолитного этажа с 14 до 6 рабочих дней. Научная новизна заключается в разработке комбинаций различных технологических этапов, которые дали возможность сократить продолжительность строительства, не нарушая технологий строительного производства; оперативно принимать решения в конкретной ситуации и вести полный контроль за расходом строительных материалов, возможными потерями и трудозатратами, не направленными на выполнение основных задач, с целью повышения технико-экономических показателей строительства.Материалы и методы. Изучены типовые технологические процессы и нормативные документы. Выявлено, что снижению трудозатрат и расхода строительных материалов, повышению производительности и улучшению качества способствуют оптимизация технологических процессов и использование принципов бережливого строительства; разработка и внедрение технологии зависит от конечной поставленной цели и задачи проекта, подразумевает последовательность принятия решений.Результаты. Разработан алгоритм принятия конкретных решений. Для достижения поставленной цели проведен анализ технологии монолитного домостроения, выявлены моменты, оказывающие непосредственное влияние на увеличение продолжительности строительства и возможных потерь, предложены варианты внесения изменений, способствующие решению этих проблем.Выводы. Предлагаемая система организации работ может иметь большой потенциал в дальнейшем, несмотря на свою простоту. Разработанные технические и технологические решения, направленные на бережливое отношение в производстве и организации строительства, во многом будут способствовать повышению конкурентоспособности строительных компаний, снижая себестоимость продукции посредством сокращения прямых затрат, увеличения производительности и повышения качества продукции. Этапы дальнейшего внедрения будут выстраиваться всецело на обосновании и разработке модели управления бережливым строительством и шагов по внедрению данной системы, определении зоны ответственности каждого участника.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1676-1686
1676-1686
Методика расчета резервов времени при планировании продолжительности сооружения АЭС
Аннотация
Введение. Рассматриваются вопросы возникновения в процессе строительства атомных электростанций рисковых и проблемных ситуаций, а также методики реагирования и предотвращения таких сценариев. Анализируются имеющиеся аналоги разработанной системы среди известных информационных систем, осуществляющих расчеты календарно-сетевых моделей и построение прогнозов завершения строительства.Материалы и методы. В частности, освещена методика создания системы резервирования времени при формировании и утверждении календарно-сетевых графиков производства строительно-монтажных работ. Приводится поэтапный план подготовки исходных данных, необходимого статистического анализа и непосредственного расчета резервов времени по методу Монте-Карло с использованием одноименного, разработанного в рамках текущего научного исследования, программного комплекса. В качестве исходных сведений применяется информация анализа срыва сроков уже завершенных работ на референтных АЭС, имеющих определенную классификацию, а также результаты проведения экспертного опроса о влиянии внутренних и внешних факторов на продолжительность сооружения станции.Результаты. Показаны примеры использования разработки в рамках процесса управления сроками строительства АЭС «Эль-Дабаа» в Арабской Республике Египет. Указана возможность применения данной методики на различных уровнях управления проектом.Выводы. Сформулировано обобщенное заключение о вопросе определения продолжительности строительства атомных электростанций с учетом формирования резервов времени для графиков производства работ, поэтапном плане расчета резервов времени и положительной апробации методики при сооружении АЭС.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1687-1695
1687-1695
Обзор опыта возведения АЭС с применением модульных конструкций с внешним листовым армированием
Аннотация
Введение. Для повышения конкурентоспособности отечественных проектов АЭС требуется сократить сроки строительства до 36 месяцев. Одним из способов решения данной задачи является индустриализация процесса строительства, при котором используются сборные элементы в виде объемных блоков с облицовкой из листовой стали. Выполнен обзор открытых источников информации об опыте возведения атомных станций с применением модульных железобетонных конструкций (ЖБК) с внешним листовым армированием. Рассмотрены проекты: АР-1000 компании Westinghouse (США) и САР-1000 (SNERDI).Материалы и методы. На основе анализа, обобщения и систематизации информации, полученной из открытых источников, рассмотрен практический опыт применения конструкций с внешним листовым армированием при возведении АЭС (по проектам AP-1000 и CAP-1000) на следующих объектах: Sanmen, Haiyang, Xudabao и Lianjiang (Китай), V.C. Summer и Vogle (США).Результаты. Ключевым методом возведения при реализации проектов АЭС с использованием модульных ЖБК с внешним листовым армированием стал монтаж сверхкрупными блоками по технологии open-top. Использование такой технологии предъявляет повышенные требования к проектной документации, изготовление блок-модулей требует жесткого контроля логистических рисков. Отсутствие методов контроля качества уплотнения монолитного бетона, укладываемого в конструкцию, повышает требования к качеству бетонных смесей и технологии их укладки.Выводы. В целом технология модульного строительства с помощью ЖБК с внешним листовым армированием позволяет значительно снизить трудозатраты по возведению сооружений непосредственно на строительной площадке. По результатам анализа опыта реализации проектных решений АР-1000 и САР-1000 установлено, что при осуществлении данной технологии возникают дополнительные логистические риски и риски обеспечения качества укладки монолитного бетона.
Вестник МГСУ. 2024;19(10):1696-1712
1696-1712