Статья: СОБРАНИЕ РОССИЙСКОЙ ИНЖЕНЕРНОЙ АКАДЕМИИ (2025)

Создание численных моделей для обоснования проектных решений системы «сооружение-основание» служит примером идеализации параметров многих элементов расчетной схемы. Таким образом, исследование факторов, влияющих на результаты расчетов, а также методов вычисления осадки остается актуальной задачей научных исследований. Изучено влияние параметров моделирования комплексов сооружений на их осадку на примере проектируемых зданий с плитным фундаментом. Рассмотрены следующие ключевые аспекты: учет проектно-технологического решения - временного деформационного шва при моделировании разнонагруженных секций, располагающихся на одном стилобате; применение нескольких сжимаемых толщ при моделировании всех корпусов с различными нагрузками в одной расчетной схеме; последовательность возведения соседних корпусов комплекса. По результатам исследования учет временного деформационного шва в совокупности с локальными сжимаемыми толщами позволяет уточнить итоговые перемещения фундаментной плиты в сторону снижения вертикальных перемещений и способствует более равномерному распределению осадок соседних секций комплекса. Дополнительно подтверждено, что стадийность моделирования соседних корпусов не оказывает существенного влияния на конечные перемещения их фундаментных плит, что позволяет сократить трудозатраты при моделировании комплексов сооружений.

В работе дан обзор существующих методов и математических моделей расчета балок с гофрированной стенкой, применяемых в пролетных строениях автомобильных и железнодорожных мостов, на общую устойчивость, включая расчет по действующим нормативным документам и численные методики расчета, основанные на уравнениях механики тонкостенных стержней В. З. Власова. Для сравнения рассмотренных методик произведен расчет напряженно-деформированного состояния балок различной гибкости, определены критические нагрузки потери устойчивости. Потеря устойчивости в работе рассматривалась как превышение допустимых нормальных напряжений при расчете с учетом геометрической нелинейности, действующих нагрузок и нормативных начальных несовершенств. По результатам расчетов сделаны выводы об эффективности применения рассмотренных методик. В частности, авторы констатируют, что существующие нормативные документы значительно занижают несущую способность гофробалок по общей устойчивости, так как не учитывают совместную работу верхнего пояса, гофрированной стенки и нижнего пояса.

Для управления поверхностным стоком с целью частичного восполнения объема подземных вод и ожидаемым экономическим эффектом от сокращения протяженности прокладываемых трубопроводов ливневой канализации, рассматриваются вопросы сброса поверхностного стока на рельеф. Предложено использование инженерных сооружений почвенной фильтрации, основанных на методах почвенной очистки. Представлена методика расчета объемов инженерных сооружений почвенной фильтрации для нескольких слоев разного типа грунта. Процесс фильтрации воды в толще грунта относится к категории медленных гидромеханических процессов, характерное время протекания которого исчисляется в сутках. Исходя из этого, данный процесс рассматривается в квазистационарном приближении. Представлено два варианта расчета сооружений почвенной фильтрации разного конструктивного исполнения. Разработанная методика расчета позволяет запроектировать инженерные сооружения почвенной фильтрации с учетом оптимального значения толщины слоев засыпки с точки зрения минимизации площади поля.

Рассмотрены сферы применения различных гидроизоляционных материалов (включая полимерные мембраны) для зданий и сооружений в различных регионах РФ. Выполнена оценка проблематики процессов диффузии различных газов через полимерные гидроизоляционные материалы. Представлены основные физико-химические свойства полимерных гидроизоляционных мембран, благодаря которым они успешно эксплуатируются на сложных объектах. Исследована метанопроницаемость через поливинилхлоридные мембраны и выполнено моделирование проницаемости метана через двухслойные (бинарные) композиции с различным содержанием пластификаторов и наполнителей. Проведена оценка значений коэффициента проницаемости метана в поливинилхлоридных мембранах LOGICBASE™ / ECOBASE™ разной толщины и с различным содержанием пластификатора и наполнителя. Полученные в ходе исследования с применением математического моделирования показатели метанопроницаемости гидроизоляционных мембран представленных марок могут рассматриваться как барьерные материалы по отношению к метану, т. е. они препятствуют его прониканию.

Строительные конструкции, находящиеся в зоне воздействия радиации, сами становятся источником радиации. Известные на сегодня методы дезактивации достаточно сложны и малоэффективны для обработки строительных конструкций. Это обусловлено тем, что поверхностный слой поражения бетона, металла составляет 1-5 мм. Решение этой проблемы видится в применении радиационно-защитных покрытий, которые после накопления радионуклидов могут быть демонтированы и утилизированы. При этом поражения строительных конструкций не происходит. Радиационно-защитные свойства покрытия зависят от вида наполнителя и структуры материала. В статье рассматривается влияние структуры радиационно-защитного материала на его радиационно-защитные свойства. Для этого с помощью атомно-силовой микроскопии был выявлен состав фаз, определяющих структуру материала, который представляет собой механическую смесь в виде конгломератов. В структуре материала образуются фазы различных размеров. Благодаря этому материал имеет высокие радиационно-защитные свойства и показатели стойкости к радиации.

Вопросы эффективного использования земельных участков в крупных городах - крайне важные и актуальные. В Москве в настоящее время комплексное развитие территорий является быстрым и действенным механизмом обновления и развития промышленных зон и заброшенных земельных участков. В статье отражены проблемы, с которыми сталкиваются промышленные предприятия, попадая в зону комплексного развития территорий, а также приведены меры поддержки, предлагаемые правительством Москвы. Представлены подходы минимизации рисков неэффективного использования земельных участков, таких как рейтинговая оценка производственного потенциала застройщиков, претендующих на земельный участок по льготной арендной ставке; совершенствование механизма предоставления земельных участков путем проведения аукционов на право заключения соглашений о реализации масштабных инвестиционных проектов промышленного назначения, предполагающего готовые градостроительные решения. Сформированы основные рекомендации, направленные на улучшение инвестиционного климата и повышение эффективности использования земельных ресурсов под производство.

Рассмотрены вопросы обеспечения механической безопасности зданий главных корпусов серийных теплоэлектростанций, активно строившихся в 1970-1980-х гг., при имитации прогрессирующего обрушения их каркаса. Проведен численный анализ пространственной работы каркаса главного корпуса в пределах температурно-деформационного блока методом конечных элементов. В результате были определены зоны необходимого усиления в случае реконструкции здания. Выделен наиболее уязвимый элемент каркаса, а именно - стропильная ферма покрытия. Для ее усиления предложены два варианта: установка предварительно напряженных затяжек в пределах нижних поясов и увеличение сечения элементов поясов за счет приварки дополнительных листов и проката, с введением в работу новых подкосов. Проведен поверочный расчет, который показал эффективность рассматриваемых конструктивных решений. Верификация полученных результатов осуществлена в программном комплексе ЛИРА с использованием метода конечных элементов. Оценена стоимость усиления элементов стропильной фермы по предложенным вариантам. В результате установлено, что наиболее экономически целесообразным является вариант усиления конструкций фермы с введением предварительно напряженных затяжек по нижним поясам.

Рассмотрены особенности расчета, проектирования и возведения преднапряженных мостовых переходов на примере образовательного центра в г. Когалым, предназначенного для обучения специалистов топливно-энергетической отрасли. При проектировании объекта инженерами-конструкторами Казанского Гипронииавиапрома им. Б. И. Тихомирова использованы неординарные, сложные технические решения, которые подтвердили свою надежность по прошествии года эксплуатации. Среди них: подвесные железобетонные перекрытия, преднапряженные мостовые переходы, большепролетные светопрозрачные структуры арочного типа, решетчатые балки покрытия и многое другое. Конструкции мостовых переходов соединяют противоположные стороны «улиц» внутри здания под углом в плане, что значительно удлиняет пролеты и увеличивает внутренние усилия как в самом пролетном строении, так и в опорных элементах несущего каркаса. Преднапряжение позволило организовать большие пролеты и значительно снизить вес строительных конструкций, выполнить их максимально изящными, а также получить экономию стали и бетона. Успешный опыт эксплуатации предложенных конструктивных решений позволяет применить их для аналогичных зданий и сооружений.

Проведено исследование частотных параметров реакций 32-этажного железобетонного здания с использованием прямого нелинейного динамического метода с целью определения влияния спектральных характеристик сейсмических воздействий на динамическое поведение конструкции и ее несущую способность. Разработана расчетная модель здания для проведения нелинейного динамического анализа. Построены профили относительных перемещений (сдвиги этажей) по высоте здания. Исследованы резонансные явления при расчете на акселерограммы представительного набора с различными доминантными частотами. Произведен анализ собственных частот и форм, что позволяет выполнить оценку реакции здания на внешние воздействия и выявить потенциальные резонансные эффекты. Указывается на важность использования представительного набора акселерограмм для повышения достоверности оценки сейсмостойкости. Расчеты на основе сейсмических воздействий с различным спектральным составом дают возможность оптимизировать проектирование несущей системы здания и отдельных несущих элементов для обеспечения требуемого уровня сейсмостойкости и надежности.

Проанализирована действительная работа монолитного железобетонного безбалочного бескапительного перекрытия. Исследование проводилось в рамках работ по инженерным изысканиям на возведенном объекте. Представлены результаты визуально-инструментального обследования участков межэтажного перекрытия с дефектами, развитыми по ее нижней поверхности. На этапе обследования установлено значительное развитие дефектов в виде трещин в области наибольших прогибов конструкции. Дальнейшее исследование производилось численным методом с использованием программного комплекса в линейной и нелинейной постановках. Полученные результаты сопоставлены с требованиями российских и зарубежных нормативных документов, указаны конкретные рекомендации по уточнению алгоритмов проектирования рассматриваемой конструкции. Установлено, что для гибких элементов необходимо назначать адекватную расчетную схему плиты с шарнирным опиранием в запас жесткости конструкции или упругую заделку реальной жесткости, решая при этом дополнительные задачи по определению фактических жесткостных параметров сопряжения. Во избежание дефектов и повреждений самонесущих вертикальных конструкций предельные прогибы монолитных железобетонных плит следует назначать с учетом анализа напряженно-деформированного состояния опирающихся на них ограждающих конструкций.