Construction:science and education 1/2019

Строительные конструкции. Основания и фундаменты. Технология и организация строительства. Проектирование зданий и сооружений. Инженерные изыскания и обследование зданий.
1
Анализ прогиба фермы с декоративной решеткой

Кирсанов Михаил Николаевич — доктор физико-математических наук, профессор кафедры робототехники, мехатроники, динамики и прочности машин, Национальный исследовательский университет «МЭИ» (НИУ «МЭИ»), 111250, г. Москва, ул. Красноказарменная, д. 14, c216@ya.ru.

Введение. Предложена схема плоской симметричной статически определимой балочной фермы с прямолинейным нижним поясом, стойками, разнонаправленными раскосами и полигональным очертанием верхнего пояса. Пояса фермы прямолинейные, шарниры идеальные. Ферма относится к классу регулярных ферм, имеющих периодические ячейки. Опорные стержни приняты недеформируемыми. Ферма равномерно нагружена по узлам нижнего пояса.

Материалы и методы. Поставлена задача вывода зависимости прогиба фермы от числа панелей в пролете. Прогиб получается по формуле Максвелла – Мора в предположении, что все стержни имеют одинаковую жесткость. Усилия в стержнях конструкции от действующей равномерной нагрузки и от единичной вертикальной в середине пролета определяются методом вырезания узлов. Матрица системы линейных уравнений равновесия узлов составляется из косинусов усилий с осями координат. Для составления системы уравнений и ее решения используется программа символьной математики Maple. Для получения общей формулы решается ряд задач ферм с числом панелей от 2 до 29. Последовательности коэффициентов формулы прогиба имеют общие члены, для которых также методами системы Maple с использованием специализированных операторов составляются однородные рекуррентные уравнения.

Результаты. Решения рекуррентных уравнений имеют форму полиномов с коэффициентами, зависящими от четности числа панелей, и содержат тригонометрические функции. Построены и проанализированы графики полученных решений. Отмечаются характерные для подобных ферм скачки прогиба и их немонотонный характер. Показано, что при фиксированной, не зависящей от числа панелей, длине пролета и суммарной нагрузке относительный прогиб с увеличением числа панелей сначала падает, затем меняется мало.

Выводы. Методами системы Maple получено асимптотическое свойство решения: найдена наклонная асимптота. Угол наклона вычислен с использованием аналитических возможностей Maple. Выведена простая формула для горизонтального смещения подвижной опоры от действия нагрузки. Зависимость оказывается монотонной. Высота фермы входит в знаменатель формулы.

ферма, точное решение, прогиб, индукция, Maple

DOI: 10.22227/2305-5502.2019.1.1

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Скачать
 
2
Влияние точечного высотного строительства на аэродинамические характеристики существующей застройки

Поддаева Ольга Игоревна — кандидат технических наук, доцент, заведующая кафедрой физики и строительной аэродинамики, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, PoddaevaOI@gmail.com;

Егорычев Олег Олегович — научный сотрудник учебно-научно-производственной лаборатории аэродинамических и аэроакустических испытаний строительных конструкций, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, EgorychevOleg@mgsu.ru;

Нагорнова Жанна Ивановна — студентка, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, nagornova_zhanna10@mail.ru.

Введение. Рассмотрена методика экспериментального моделирования ветровых воздействий на здания и сооружения, расположенные в плотной городской застройке. Актуальность темы исследования объясняется увеличением плотности городской застройки крупных городов, а также тенденцией к точечному строительству высотных зданий в районах с существующей невысотной исторической застройкой.

Материалы и методы. Метод исследования — экспериментальное моделирование в аэродинамической трубе. Изучена уменьшенная геометрически подобная модель объекта. Использована система, базирующаяся на дифференциальных тензометрических датчиках давления. Данные экспериментов приведены в виде безразмерных аэродинамических коэффициентов давления. Рассмотрена застройка, состоящая из трех существующих невысотных и одного проектируемого высотного зданий. С целью оценки влияния проектируемого здания на ветровую нагрузку существующих строительных конструкций проанализированы три различные схемы их расположения.

Результаты. Определены параметры ветровой нагрузки (аэродинамические коэффициенты) на существующие строительные конструкции и построены показательные графики зависимости средних значений аэродинамических коэффициентов от расположения высотного строения и угла атаки набегающего воздушного потока.

Выводы. Результаты проведенных исследований позволяют говорить о значительном падении средних показателей ветровой нагрузки на здания существующей застройки при расположении высотного строения вблизи нее, что свидетельствует о благотворном влиянии подобного расположения зданий на аэродинамическую ситуацию района с точки зрения ветровой нагрузки на сами здания. Рекомендовано проведение комплексных исследований на этапе разработки проектной документации для каждого подобного объекта и, помимо ветровой нагрузки, следует оценивать влияние проектируемых сооружений на аэрацию и биоклиматическую комфортность района застройки.

аэродинамика, физический эксперимент, воздействие ветра, аэродинамическая нагрузка, высотное строительство, строительная аэродинамика, аэродинамическая труба, аэрация, биоклиматическая комфортность

DOI: 10.22227/2305-5502.2019.1.2

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Скачать
Строительная механика и расчет сооружений.
3
Влияние ползучести каменной наброски плотины на напряженно-деформированное состояние железобетонного экрана

Саинов Михаил Петрович — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры гидравлики и гидротехнического строительства, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, mp_sainov@mail.ru;

Кириченко Андрей Юрьевич — студент, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, Badjesus567@gmail.com.

Введение. Деформации каменной наброски протекают длительное время. Известно, что наиболее интенсивно они накапливаются в строительный период, но их нарастание продолжается и в эксплуатационный период, за счет ползучести. Поэтому ползучесть может оказывать важное влияние на напряженно-деформированное состояние железобетонного экрана. Тем не менее анализ научно-технической информации показал, что вопрос о влиянии ползучести на прочность экрана является мало изученным.

Материалы и методы. Исследования напряженно-деформированного состояния проведены путем численного моделирования методом конечных элементов. Они проводились на примере реальной плотины Toulnustouc, деформации которой в эксплуатационный период известны по результатам натурных измерений. Для воспроизведения процесса нарастания деформаций плотины во времени была выбрана реологическая модель грунта и разработана методика выполнения расчетов напряженно-деформированного состояния плотины. При построении реологической модели использована наиболее простая экспоненциальная зависимость деформаций от времени. Параметры модели каменной наброски определялись подбором из условия соответствия расчетных перемещений плотины натурным данным.

Результаты. Для рассмотренной плотины ползучесть каменной наброски не внесла кардинальных изменений в напряженно-деформированное состояние (НДС) железобетонного экрана.

Заключение. Выявлено, что увеличение осадок плотины за счет ползучести оказывает благоприятный эффект — они создают в экране дополнительное сжимающее продольное усилие. Установлено, что влияние ползучести каменной наброски в эксплуатационный период на НДС экрана в большей степени проявляется в верхней части экрана. В нижней части НДС экрана из-за ползучести изменяется мало. Для рассмотренной плотины деформации ползучести каменной наброски, произошедшие в эксплуатационный период, не оказали существенного влияния на напряженно-деформированное состояние железобетонного экрана. По-видимому, это связано с небольшими величинами этих деформаций, которые составляют лишь около 0,07 % от высоты плотины. Однако эти расчеты позволили оценить качественное влияние ползучести на НДС экрана.

ползучесть, каменно-набросная плотина с железобетонным экраном, напряженно-деформированное состояние, численное моделирование, реологическая модель

DOI: 10.22227/2305-5502.2019.1.3

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Скачать
 
4
Расчетное обоснование технического решения по усилению железобетонного перекрытия машинного зала ГЭС

Рубин Олег Дмитриевич — доктор технических наук, старший научный сотрудник, директор, Филиал Проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Гидропроект» им. С.Я. Жука» — Научно-исследовательский институт энергетических сооружений (Филиал «Институт Гидропроект» — «НИИЭС»), 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 2, o.rubin@hydroproject.ru;

Антонов Антон Сергеевич — кандидат технических наук, заместитель директора аналитического центра, Филиал Проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Гидропроект» им. С.Я. Жука» — Научно-исследовательский институт энергетических сооружений (Филиал «Институт Гидропроект» — «НИИЭС»), 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 2; старший преподаватель кафедры гидравлики и гидротехнического строительства, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, Antonov.An.S@yandex.ru;

Лисичкин Сергей Евгеньевич — доктор технических наук, заместитель генерального директора, Инженерный центр сооружений, конструкций и технологий в энергетике (ИЦ СКТЭ), 125364, г. Москва, ул. Свободы, д. 35, cskte@mail.ru;

Баклыков Игорь Вячеславович — ведущий инженер, Филиал Проектно-изыскательского и научно-исследовательского института «Гидропроект» им. С.Я. Жука» — Научно-исследовательский институт энергетических сооружений (Филиал «Институт Гидропроект» — НИИЭС), 125080, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 2, i.baklykov@hydroproject.ru;

Бекин Николай Валерьевич — начальник службы мониторинга оборудования и гидротехнических сооружений, Филиал ПАО «Федеральная гидрогенерирующая компания — РусГидро» — «Жигулевская ГЭС» (Филиал ПАО «РусГидро» — «Жигулевская ГЭС»), 445350, г. Жигулевск, Московское шоссе, д. 2, cskte@mail.ru;

Фролов Кирилл Евгеньевич — заместитель генерального директора по научно-проектной деятельности, ПАО «РусГидро», 127006, г. Москва, ул. Малая Дмитровка, д. 7, frolovke@gidroogk.ru.

Введение. В связи с длительной эксплуатацией гидротехнических сооружений (ГТС), установкой существенных временных нагрузок, наличию знакопеременных воздействий на отдельные конструктивные элементы, возможно снижение несущей способности и прочности железобетонных конструкций. Одним из наиболее ответственных элементов является железобетонное перекрытие машинного зала. Представлены натурные и расчетные исследования, рассмотрены предложения по усилению конструкций внешним армированием.

Материалы и методы. Проведены анализ научно-технической документации, инструментальные исследования и визуальные обследования состояния конструкций, разработана пространственная математическая модель на основе метода конечных элементов. Осуществлены многовариантные нелинейные расчетные исследования фактического напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкций.

Результаты. Визуальное и инструментальное обследование показало наличие трещинообразования на нижней грани железобетонного перекрытия машинного зала. Выполнено моделирование фактического состояния конструкций, по результатам расчетов предложена принципиальная схема усиления конструкций.

Выводы. В результате расчетных исследований НДС было подтверждено возникновение трещин на нижней грани железобетонного перекрытия машинного зала. При приложении на перекрытие временных технологических нагрузок возможно достижение предела текучести арматуры в отдельных зонах. Для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации конструкций предложена принципиальная схема усиления, основанная на результатах расчетов НДС. Целесообразна разработка расчетно-аналитической системы, которая включает показания закладной контрольно-измерительной аппаратуры (КИА) и математические модели с регрессионными зависимостями. Данная связка модулей показала свою эффективность при разработке программно-аппаратного комплекса Загорской ГАЭС и позволяет прогнозировать изменение состояния конструкций при различных воздействиях.

напряженно-деформированное состояние, трещинообразование, усиление железобетонного перекрытия, композитные материалы, расчетные исследования, метод конечных элементов

DOI: 10.22227/2305-5502.2019.1.4

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Скачать
Архитектура. Реконструкция. Реставрация. Творческие концепции архитектурной деятельности. Архитектурное проектирование. Градостроительство. Градорегулирование.
5
Учет психофизиологических факторов при реконструкции фасадов школ инновационными воздухоочистительными плитами

Беленя Илья Максимович — старший преподаватель кафедры архитектуры, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, ilya_project@mail.ru

Введение. Рассмотрены пространственно-эстетические требования к воздухоочистительным архитектурно-строительным технологиям при реконструкции фасадов школ. Актуальность темы в использовании таких инновационных технологий для учебных зданий, расположенных в непосредственной близости от автомобильных дорог разных категорий, где концентрация загрязняющих воздух веществ от транспортных средств достаточно высокая. Научная новизна исследования — в изучении психофизиологических условий восприятия фасадов школьных зданий с покрывными воздухоочистительными плитами в зависимости от приемов и масштаба окружающей застройки. Цель — обоснование необходимости и возможности применения инновационных воздухоочистительных плит при реконструкции фасадов школьных зданий.

Материалы и методы. Использованы графоаналитические, натурные методы и методы компьютерного моделирования по применению инновационных воздухоочистительных плит школьных зданий. Вопросы взаимодействия фасадных экологических плит (ФЭП) реконструируемых школьных зданий с окружающей средой связаны с поисками их пространственного рисунка и типа масштабирования по отношению к человеку и окружающему пространству.

Результаты. Проанализированы психофизиологические особенности восприятия объектов, расположенных в условиях исторически сложившейся среды с различными ограничениями планировочной структуры. Обнаружены взаимосвязи и закономерности в восприятии воздухоочистительных фасадных плит с учетом смены зрительных впечатлений при движении. Рассмотрены возможности применения микро- и крупнорельефных фасадных структур в зависимости от высоты (этажности) окружающих зданий. Установлены масштабы и композиционные решения экологических модулей с учетом подобранной структуры, рекомендованные для отделки фасадов школ в районах с преимущественной мало- и среднеэтажной застройкой.

Выводы. Применение фасадных воздухоочистительных плит будет способствовать не только оздоровлению окружающей среды, но и повысит ее архитектурные качества.

школьные здания, реконструкция фасадов, воздухоочистительные плиты, инновации, психофизиологические особенности восприятия, жилая застройка

DOI: 10.22227/2305-5502.2019.1.5

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Скачать
Инженерные системы. Эксплуатация зданий. Проблемы ЖКК. Энергоэффективность и энергосбережение. Безопасность зданий и сооружений. Экология.
6
Преимущества графического метода определения коэффициента инсоляции для вертикального остекления

Клочко Алексей Константинович — кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, klo4ko_aleksey@mail.ru;

Клочко Асмик Рубеновна — кандидат архитектуры, доцент кафедры архитектуры, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, asmik1985@mail.ru.

Введение. Рассмотрены вопросы необходимости уточнения коэффициента инсоляции графическими методами. Приведен алгоритм определения коэффициента инсоляции аналитическими методами и алгоритм уточнения коэффициента инсоляции геометрическими методами. На расчетном примере показаны возможные ошибки, возникающие при использовании аналитических зависимостей. Одна из составляющих требуемой мощности системы вентиляции и кондиционирования помещения в теплый и переходный периоды — теплопоступления от солнечной радиации, поэтому достоверное определение коэффициента инсоляции вертикального ограждения имеет важное практическое и экономическое значение в инженерной практике, так как данный фактор в последующем в значительной степени влияет на эксплуатационные расходы каждого помещения в частности и здания в целом. Предметом исследования является коэффициент инсоляции для вертикального остекления, а также расчет теплопоступлений в помещение от солнечной радиации в теплый и переходный периоды года. Цель работы — разработать рекомендации по уточнению коэффициента инсоляции графическими методами при расчете теплопоступлений от солнечной радиации в помещения.

Материалы и методы. Применены графический и аналитический подходы (тригонометрические зависимости), а также использованы данные многолетних наблюдений за климатическими параметрами различных регионов РФ.

 Результаты. Существующие методы определения теплопоступлений от солнечной радиации показывают высокую эффективность в практике инженерных расчетов, однако требуют последующего уточнения значения коэффициента инсоляции графическими методами.

 Выводы. При определении теплопоступлений от солнечной радиации необходимо после применения существующих методов инженерных расчетов проводить проверку истинного значения коэффициента инсоляции для расчетного часа с учетом местности, окружающей застройки и конструкции стеновой панели, в которую установлено окно.

инсоляция, коэффициент инсоляции, расчет инсоляции, вертикальное остекление, теплопоступления, теплопоступления от солнечной радиации, солнечная радиация

DOI: 10.22227/2305-5502.2019.1.6

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Скачать
Организация высшего образования в области строительства и архитектуры. Дополнительное образование и переподготовка кадров в строительной отрасли.
7
Эффективное нормирование академической деятельности в отраслевых организациях высшего образования

Волкова Нелли Ахметовна — кандидат экономических наук, доцент, доцент кафедры менеджмента и инноваций, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, Volkova@mgsu.ru.

Введение. Проведен анализ нормирования рабочего времени на основе типового нормирования и практического применения норм образовательными организациями, разработана структура рабочего времени педагогических работников. Многообразие видов работ профессорско-преподавательского состава (ППС) и отсутствие их типового нормативного нормирования, за исключением учебной работы, которые, в свою очередь, морально устарели, требуют основательно подойти к вопросам нормирования рабочего времени педагогических работников, особенно в части внеучебной работы ППС.

Материалы и методы. Исследование выполнено на основе нормативно-правовых и законодательных актов, действующих на территории РФ в области образовательной деятельности в отношении нормирования рабочего времени педагогических работников, мониторинга и кабинетных исследований локальных нормативных актов образовательных организаций высшего образования, локального положения об эффективном контракте с педагогическими работниками НИУ МГСУ, эвристического метода индивидуальной экспертной оценки руководителей структурных подразделений разного уровня НИУ МГСУ, эмпирического метода.

Результаты. Предложены интегральная модель и методические подходы эффективного планирования академической деятельности в отраслевых организациях высшего образования в рамках реализации эффективного контракта в целях рационализации затрат труда ППС. Совершенствование и оптимизация нормирования рабочего времени педагогических работников дает возможность дальнейшего развития и решения приоритетных задач университета.

Выводы. Интеграционная модель взаимодействия показателей эффективности деятельности ППС с видами педагогической работы при реализации эффективного контракта и методические подходы к нормированию позволяют повысить эффективность работы педагогических работников и конкурентоспособность университета.

нормирование рабочего времени, педагогические работники, высшее образование, образовательные организации, показатели эффективного контракта, учебная контактная работа, внеучебная работа, производственное задание, индивидуальный план работы преподавателя

DOI: 10.22227/2305-5502.2019.1.7

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Скачать
 
8
Разработка примерных основных образовательных программ для бакалавров, магистров и специалистов в области строительства

Саинов Михаил Петрович — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры гидравлики и гидротехнического строительства, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, mp_sainov@mail.ru;

Королев Евгений Валерьевич — доктор технических наук, профессор, проректор, Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26, Korolev@mgsu.ru.

Введение. Система высшего образования России находится в состоянии перманентной трансформации. В последний период целью преобразований является адаптация профессиональных образовательных программ к потребностям профессионального сообщества. Следствие этих преобразований — утверждение актуализированных редакций федеральных государственных образовательных стандартов, получивших аббревиатуру «ФГОС 3++». Сущность актуализации стандартов заключается в установлении правил учета профессиональных стандартов при формировании профессиональных образовательных программ. С 2019 г. подготовка кадров для строительной отрасли будет осуществляться в соответствии с ФГОС 3++. Содержание подготовки выпускников определяется образовательными организациями в соответствии с примерными основными образовательными программами (ПООП). Описан опыт Федерального учебно-методического объединения в системе высшего образования по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки 08.00.00 Техника и технологии строительства по разработке ПООП.

Материалы и методы. С целью обеспечения единства требований к образованию выпускников разного профиля и квалификации было принято решение разрабатывать ПООП для каждой из основных направленностей (профилей) образовательных программ. В рамках разработки ПООП предложена и применена методика формулирования профессиональных компетенций на основе анализа требований профессиональных стандартов. Формулирование индикаторов достижений компетенций осуществлялось в виде описания трудовых действий.

Результаты. К настоящему времени разработаны несколько проектов ПООП для различных направленностей и уровней образования. Апробированная методика разработки ПООП применяется для составления ПООП для других направленностей.

Выводы. Процесс гармонизации образовательных и профессиональных стандартов позволит не только решить задачу профессиональной ориентированности образовательных программ, но и в этой связи — задачу обеспечения качества подготовки выпускников, требуемого работодателями. Для этого ПООП должны разрабатываться отдельно по направленностям образовательных программ и устанавливать обязательные профессиональные компетенции. Такой подход к разработке ПООП обеспечивает также достижение единства образовательного пространства как одного из требований Федерального закона «Об образовании в Российской Федерации».

ФГОС 3++, ПООП, направление подготовки, специальность, подготовка кадров, высшее образование, строительство, профессиональные стандарты, профессиональные компетенции, индикаторы достижения компетенции

DOI: 10.22227/2305-5502.2019.1.8

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Скачать