Том 14, № 2 (2024)
Строительные конструкции. Основания и фундаменты. Технология и организация строительства. Проектирование зданий и сооружений. Инженерные изыскания и обследование зданий
Фильтрация дамбы верхнего бассейна гидроаккумулирующей станции
Аннотация
Введение. Грунтовые плотины и дамбы из мелкозернистых грунтов являются распространенными сооружениями. Их широкое использование в гидротехническом строительстве объясняется экономичностью вследствие применения местных материалов. Часто в таких конструкциях используются глинистые грунты как для укладки в призмы плотины, так и для устройства противофильтрационных элементов. Однако укладка глинистого грунта сопряжена с некоторыми ограничениями, связанными с климатическими условиями строительства. Это сказывается на времени строительства и в конечном итоге — на стоимости сооружения. Рассмотрена возможность замены части глинистого грунта дамбы на песчаный грунт, укладка которого не зависит в такой степени от погодных условий. Такая замена требует дополнительной проверки сооружения с точки зрения ее фильтрационной работоспособности. Проведено исследование фильтрационного режима дамбы бассейна гидроаккумулирующей станции (ГАЭС), возведенной с использованием всепогодной технологии укладки грунта. Рассматривались ограждающая дамба бассейна ГАЭС из смешанных грунтов на нескальном основании высотой 32,0 м, заложением верхового откоса 1:6,0, низового откоса — 1:3,5; 9 вариантов конструкции с различными конструктивными элементами.Материалы и методы. Расчеты фильтрации грунтовой плотины для установившегося и неустановившегося режимов плотины проведены численным методом конечных элементов в локально-вариационной постановке с помощью программного комплекса FILTR.Результаты. Для рассмотренных вариантов конструкции земляной дабы получены параметры фильтрационного потока: положение депрессионной кривой, величины фильтрационного расхода и градиента. Сделаны рекомендации по выбору конструкции.Выводы. Исследования показали, что возможно использовать смешанный грунт, укладываемый по всепогодной технологии, в призмах грунтовой дамбы вместо части глинистого грунта при их послойной укладке. Фильтрационный режим сооружения совместно с основанием при этом не вызывает опасения.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):6-17
6-17
Структура и содержание платформы управления стадиями жизненного цикла АЭС
Аннотация
Введение. Управление жизненным циклом (ЖЦ) атомных электростанций (АЭС) является сложным процессом по многим причинам, одна из которых — большой объем информации, требующей осмысления и анализа на всех этапах ЖЦ: начиная с размещения и выбора площадки и до завершающего этапа вывода из эксплуатации. Управление ЖЦ АЭС представляет собой многофакторный процесс, включающий анализ большого количества разноплановой информации и действий. Для принятия во внимание всех деталей этого сложного процесса по управлению ЖЦ необходимо создание цифровой платформы, а для облегчения процесса обработки информации и управления ЖЦ АЭС — математическое описание.Материалы и методы. Цель исследования — обоснование необходимости создания платформы управления ЖЦ АЭС от стадии размещения до стадии вывода из эксплуатации. Элементы платформы управления следует использовать для осуществления стратегического планирования при принятии долгосрочных решений, направленных на обеспечение безопасности, учитывая, что вывод станции из эксплуатации является самым высокорисковым этапом ЖЦ АЭС.Результаты. Рассматриваются основы создания платформы управления ЖЦ АЭС, включая математическое описание и алгоритмы методики для управления им, представлены структура и образ платформы, приведен пример управления рисками.Выводы. Предложены структура и содержание платформы управления ЖЦ АЭС, которая объединяет все стадии ЖЦ АЭС, систематизирует информацию обо всех событиях и элементах в цифровом формате с учетом факторов: безо-пасности, стоимости, долговечности, времени. Платформа позволяет проводить анализ и оценку стадий ЖЦ АЭС.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):18-31
18-31
Дефекты железобетонных дымовых труб в современных условиях эксплуатации
Аннотация
Введение. Проанализировано возникновение дефектов на железобетонных стволах дымовых труб в настоящих условиях эксплуатации. Изучена история строительства железобетонных дымовых труб. Использованы общепризнанные обзорно-аналитические методы исследования. Проведена аналитическая работа по действующим способам устранения дефектов на железобетонных стволах, сделан вывод о неэффективности данных решений.Материалы и методы. Выполнены обследования железобетонных дымовых труб, построенных в 1950–1980 гг., включающие изучение конструктивных особенностей и способов строительства, анализ условий эксплуатации, визуальное обследование, а также обследование строительных конструкций разрушающим и неразрушающим методами контроля. Выявлены взаимосвязи конструктивных решений железобетонного ствола к действующим нагрузкам от подключенных устройств к газоотводящему стволу, влияющих на внутреннюю и, как следствие, внешнюю оболочку железобетонных труб, в связи с переходом на другой вид топлива, которое не соответствует дымовой трубе по проекту. Осуществлен анализ возникновения дефектов и современные способы их устранения.Результаты. Установлено в ходе обследования, что с возникновением дефектов, образованных от перехода с твердого на газообразное топливо, несущая способность железобетонных дымовых труб резко снижается, что приводит к аварийности сооружений. Современные методы устранения дефектов вызывают бо́льшие по площади разрушения, так как временно устраняют только последствия, но не устраняют причины возникновения дефектов железобетонных дымовых труб. В связи с этим появляется опасность для работы технических устройств, подключенных к дымовым трубам, зданиям, находящимся в непосредственной близости к сооружениям, а также опасность для жизни работающего персонала.Выводы. Полученные результаты позволяют обоснованно говорить о неэффективности современных способов устранения дефектов, которые имеют краткосрочный эффект и способствуют бо́льшим разрушениям, приводя сооружения к аварийному состоянию.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):32-44
32-44
Фундамент турбоагрегата теплоэлектростанции на стройплощадке из тиксотропных грунтов
Аннотация
Введение. Теплоэлектростанции (ТЭС) в РФ являются ведущими энергогенерирующими комплексами по сравнению с другими комплексами энергетической промышленности и в силу своей независимости от местоположения источника энергии часто располагаются на площадках, характеризуемых грунтами с неудовлетворительными свойствами. Рассматривается соответствующий пример из практики строительства в Санкт-Петербурге на стройплощадке с тиксотропными грунтами.Материалы и методы. Строительство и работа объектов на площадках с тиксотропными грунтами привлекает внимание исследователей и практиков своей зависимостью от воздействия статических и динамических нагрузок. Предложены разные методы устройства фундаментов (свайные, плитные и др.). Рассмотрена в качестве альтернативы конструкция свайного фундамента для дополнительного турбоагрегата теплоэлектростанции в Санкт-Петербурге, включающая две плиты с виброизоляторами.Результаты. Проведенные исследования показали, что наличие виброизоляторов предоставляет возможность регулировать высотное положение системы «турбоагрегат – фундамент», а также практически полностью исключает передачу вибраций на грунтовое (свайное) основание и прилегающие строительные конструкции, включая существующие здания. Выполненное геотехническое моделирование (модель «агрегат – опорная плита – свайное основание» (динамический расчет опорной плиты и статический расчет свайного основания) и модель «агрегат – свайное основание» (динамический и статический расчеты свайного основания)) с помощью программного комплекса PLAXIS 3D показали, что на нижнюю плиту конструкции и на оголовки свай уровень вибрации многократно (в 40 раз) меньше уровня 2 мм/с, при котором требуется учитывать снижение несущей способности основания как фундамента, так и соседних к нему.Выводы. Несмотря на преимущества альтернативного варианта по стоимости и объемам, риски, сопутствующие альтернативной конструкции, побуждают отдать предпочтение варианту конструкции, принятому в проектной документации.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):45-65
45-65
Развитие спортивной инфраструктуры в Российской Федерации
Аннотация
Введение. Целью исследования является разработка мероприятий по повышению целевых показателей в сфере строительства спортивной инфраструктуры в Российской Федерации путем совершенствования государственного финансового контроля на этапе планирования. Предмет исследования — объекты спортивной инфраструктуры в рамках реализации государственной программы (ГП) «Развитие физической культуры и спорта», также рассматриваются факторы, влияющие на развитие спортивной среды в Российской Федерации. Приводится оценка состояния спортивной инфраструктуры в России в рамках реализации государственной программы «Развитие физической культуры и спорта».Материалы и методы. Анализируются качественные и количественные показатели состояния спортивной инфраструктуры в РФ.Результаты. Исследуются проблемы задержки реализации ГП, предложены мероприятия по снижению риска сроков сдачи объектов спортивной инфраструктуры в РФ.Выводы. Проведенный анализ позволил выявить факторы, препятствующие достижению целевых показателей в реализации ГП, сформулировать рекомендации, способствующие повышению эффективности при планировании и реализации объектов спортивной инфраструктуры. Предложенные рекомендации содействуют повышению использования средств федерального бюджета, а также направлены на создание эффективной системы осуществления внутреннего государственного финансового контроля в РФ.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):66-74
66-74
Архитектура. Реконструкция. Реставрация. Творческие концепции архитектурной деятельности. Архитектурное проектирование. Градостроительство. Градорегулирование
Устойчивое развитие современных виноделен: приемы и методы в архитектурном проектировании
Аннотация
Введение. Принципы устойчивой архитектуры все чаще признаются в качестве методологического подхода к созданию современной промышленной архитектуры, в частности зданий виноделен. Учет рельефа, озеленение, применение методов пассивного проектирования, использование возобновляемых источников энергии способствуют устойчивости и меняют общепринятый облик зданий виноделен. Цель исследования — выявление архитектурных методов и приемов проектирования экологически устойчивых современных зданий виноделен. Материалы и методы. Анализируются и выявляются методы и приемы, применяемые при проектировании современных виноделен, построенных с 2015 г., концепция которых была основана на принципах устойчивого развития. Проектные материалы выбранных примеров зданий получены в открытом доступе Интернет. Проведен обзор литературы для уточнения существующих исследований по теме устойчивого развития виноделен в базах данных Scopus, Web of Science, в научной электронной библиотеке eLibrary. При поиске использовались ключевые слова: архитектура виноделен, устойчивое развитие виноделен, устойчивая архитектура виноделен. Проанализированы соответствующие статьи.Результаты. Рассмотрены проектные решения зданий современных виноделен, концепция которых основана на стремлении к принципам устойчивого развития. Результаты исследований представлены в виде выявления ряда основных архитектурных методов и приемов повышения устойчивости здания винодельни. Даны рекомендации для проектирования зданий виноделен, которые будут полезны практикующим архитекторам, а также в качестве методологического подхода при экспериментальном проектировании подобных зданий для студентов архитектурных вузов.Выводы. Изучение научных трудов и проектных материалов современных виноделен, их анализ и сравнение позволили выявить ряд методов, приемов и рекомендаций, позволяющих развивать устойчивость архитектуры винодельческих предприятий. Долгосрочная экономия на эксплуатации, которую обеспечивает каждый из выявленных методов, компенсирует первоначальные затраты на более дорогие решения.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):75-94
75-94
Архитектура клубных домов Москвы
Аннотация
Введение. Появление такого типа жилища в городской среде, как клубный дом, является закономерной тенденцией развития современного общества. Цель исследования — выявление архитектурных характеристик, методов и приемов проектирования клубных домов.Материалы и методы. Применяются методы обзора, сравнительного анализа и синтеза по научным, литературным источникам и проектным материалам, связанным с архитектурой клубных домов. Анализировались проекты клубных домов г. Москвы, представленные в открытом доступе интернет. Поиск научной литературы проводился в научной электронной библиотеке eLibrary, электронных базах данных Scopus, Web of Science, с использованием ключевых слов: клубный дом, архитектура клубных домов. На основе анализа проектных решений рассмотренных клубных домов Москвы выявлены их основные архитектурные характеристики.Результаты. Каждый клубный дом уникален, так как строится либо по индивидуальному эксклюзивному проекту, либо создается на базе исторически значимых объектов, подвергшихся реконструкции. Анализ архитектурных решений исследованных клубных домов позволил определить общие черты данного типа жилища и дать рекомендации по их проектированию.Выводы. Клубные здания служат материальным отражением социального заказа на развитие политики гуманизации, экологизации и повышения устойчивости развития среды обитания. В то же время это стимулирует процесс имущественного расслоения общества. Но высокая планка архитектурно-художественного образа клубных домов обогащает среду нашего обитания, наполняя ее новыми культурными смыслами и эстетическим уровнем. Это ставит сложную, но интересную задачу перед архитекторами — использовать в массовом жилищном строительстве хотя бы элементы архитектурных решений клубных домов; дополнить однообразную жилую застройку подобным качеством архитектуры, которая вызывает глубокие эмоциональные впечатления и транслирует информацию о новых жилищных стандартах.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):95-112
95-112
Экологические подходы к формированию общественных приречных пространств как инструмент развития водно-зеленого каркаса города Новокузнецка
Аннотация
Введение. Приречные пространства — сложные объекты, включающие географическую, экологическую, экономическую и социальную системы. Если раньше эти территории в большинстве случаев использовались как часть промышленно-логистической системы, то в последнее время все больше внимания уделяется созданию комфортности городской среды. С целью улучшения состояния экологической среды необходимо провести изучение природных комплексов береговых территорий для снижения антропогенной нагрузки и воссоздания природного потенциала. Цель исследования — выявление основных принципов формирования общественных пространств на приречных территориях на примере экологического парка в Новокузнецке как ядра водно-зеленого городского каркаса (ВЗГК). После изучения теоретических научных работ и анализа факторов, определяющих приоритетные направления для различных типов экопространств, ставятся следующие задачи: выявление проблем и особенностей формирования конкретной территории и инфраструктуры экологических парков в составе ВЗГК при минимизации антропогенного воздействия с целью сохранения экосистемы и биоразнообразия; создание теоретической модели природно-экологического каркаса; разработка концептуального решения по формированию экологического парка как значимого природного ядра в структуре ВЗГК Новокузнецка.Материалы и методы. Исследование базируется на изучении актуальных данных о состоянии территории г. Новокузнецка. После анализа классификаций элементов градостроительного и экологического каркаса и общественно-рекреационных пространств разработана теоретическая модель природно-экологического каркаса.Результаты. Разработано концептуальное архитектурно-градостроительное решение, основанное на собранных сведениях о прибрежной территории и экосистеме Новокузнецка и составленном SWOT-анализе участка проектирования. Выявлены ключевые принципы формирования общественных приречных пространств и методы их развития, создана модель природно-экологического каркаса, которая представляет собой самостоятельную научную ценность и практическое значение.Выводы. Разработанные подходы упрощают проектирование экологических и общественно-рекреационных пространств за счет появления четкой структуры, основных воздействующих факторов и принципов создания подобных элементов в городском пространстве.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):113-148
113-148
Строительные материалы и изделия. Технологии производства строительных материалов. Наноматериалы и нанотехнологии
Исследование водопотребности доломитовых заполнителей для бетонов в условиях сухого жаркого климата
Аннотация
Введение. Рассмотрены основные свойства карбонатных заполнителей, которые имеют широкое применение при изготовлении бетонных смесей, работающих в условиях повышенных температур и пониженной относительной влажности. Бетоны с карбонатными заполнителями обладают повышенной водопотребностью, что связано с их высоким водопоглощением, пористой поверхностью и различной удельной поверхностью. Приведена методика определения водопотребности заполнителя ультразвуковым и ускоренным методом, который проводится на равноподвижных смесях. Полученные данные являются важными показателями и в дальнейшем будут учитываться при расчете состава бетона.Материалы и методы. Применялся портландцемент ЦЕМ I 52,5Н «ХайдельбергЦемент» в соответствии с ГОСТ 31108–2020; доломитовый щебень фракции 5–10 мм; стандартный монофракционный песок в соответствии с ГОСТ 6139–2020. Химический анализ портландцемента и доломитового заполнителя изучался на рентгеновском анализаторе Bruker S4 Pioneer и Bruker S8 Tiger. Минералогический состав портландцемента устанавливался на лазерном дифрактометре Bruker D2. Определение водопотребности крупного заполнителя из доломита проводилось ультразвуковым методом, разработанным в НИУ МГСУ. Также выявление водопотребности мелкого заполнителя производилось по ускоренной методике на равноподвижных смесях по диаметру расплыва цементного теста, равному 170 мм. Установление средней плотности в куске в цементном тесте карбонатного щебня фракции 5–10 мм проводилось в соответствии с ГОСТ 9758–2012. Результаты. Карбонатные заполнители отличаются повышенной водопотребностью по сравнению с другими заполнителями. Водопотребность доломитового заполнителя составляет 5,4 %, а водопоглощение и содержание пылевидных и глинистых частиц находится в пределах 2,6 и 2,95 % соответственно. Средняя плотность зерен доломитового щебня в куске, определяемая в цементном тесте, составила 2,5 г/см3.Выводы. В условиях повышенных температур и пониженной относительной влажности применение доломитовых заполнителей является особенно актуальным. Однако бетонные смеси с карбонатными заполнителями обладают повышенной водопотребностью, что связано с высоким водопоглощением, пористой поверхностью и различной удельной поверхностью заполнителей.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):149-165
149-165
Инженерные системы. Эксплуатация зданий. Проблемы ЖКК. Энергоэффективность и энергосбережение. Безопасность зданий и сооружений. Экология
Методы управления жизненным циклом объектов капитального строительства с учетом влияния экологических и других видов рисков
Аннотация
Введение. Представлены методы экологической оптимизации воздействий, в том числе: графический метод создания области допустимых воздействий путем решения задач линейного программирования; модель идентификации опасных воздействий симплексным методом; метод формирования устойчивых систем управления экологической безопасностью строительства.Материалы и методы. Методология экологического менеджмента и риск-менеджмента базируется в основном на международных стандартах менеджмента (Environmental management & Risk management). На простых численных примерах проиллюстрированы возможности математического моделирования нагрузок на окружающую среду на этапах жизненного цикла строительных объектов. Рассмотрены линейные уравнения действия с ограничениями и с двумя переменными факторами влияния. Если перейти к линейным зависимостям с тремя переменными факторами влияния, то они будут описывать плоскость в трехмерном пространстве воздействия; система линейных ограничений представляет собой многогранник как область допустимых воздействий в трехмерном пространстве воздействия.Результаты. Исследования, проведенные графическим методом построения области допустимых воздействий при решении экологических задач линейного программирования, показали его эффективность и наглядность в сравнении с результатами, полученными расчетным путем. Наиболее эффективной является разработка систем управления экологической безопасностью строительства, связанных с источниками отходов, а также управления составом и обработкой потоков отходов с целью содействия предотвращению образования отходов, а также рекуперации и переработки отходов строительной отрасли.Выводы. Важным направлением развития методов является повышение эффективности использования ресурсов и снижение затрат на строительство и эксплуатацию объектов. Для этого будут применяться новые технологии и материалы, а также оптимизироваться процессы строительства и эксплуатации объектов.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):166-177
166-177
Информационные системы и логистика в строительстве
Применение метода канбан для анализа потока проектов в крупной подрядной организации строительного сектора
Аннотация
Введение. Крупные подрядные организации строительного сектора характеризуются наличием значительного количества одновременно реализуемых проектов, что усложняет работу компаний и повышает требования к организации слаженной работы всех ее подразделений. В связи с чем целесообразно использовать различные инструменты управления производственными процессами, основанными на применении наглядных инструментов анализа полученных данных. Метод канбан, изначально разработанный для управления производством, приобрел популярность в IT-индустрии, однако его применение в строительной отрасли, в том числе в менеджменте, остается малоизученным и не получило отражение в научной литературе.Материалы и методы. Проведен анализ потока проектов крупной подрядной организации, специализирующейся на строительстве инженерных сетей, с применением метода канбан.Результаты. Произведен расчет основных метрик канбан-системы, построены диаграммы на основе данных о выполненных этапах реализации проектов в рассматриваемой компании.Выводы. Рассматриваются преимущества и ограничения использования метода канбан для управления потоком строительных проектов в крупной подрядной организации. По итогам проведенного исследования подготовлены предложения по оптимизации процессов и улучшению согласованности работ в условиях постоянно растущего числа проектов в крупных подрядных организациях строительного сектора.
Строительство: наука и образование. 2024;14(2):178-194
178-194