Введение. Выполнен нелинейный численный расчет монолитного ребристого многопролетного перекрытия для оценки влияния коррозионных повреждений арматуры и бетона на напряженно-деформированное состояние (НДС). Коррозионное повреждение арматуры принималось равным 25 %, потери сечения стержня на 70 % длины балки. Поврежденный бетон прочностью В5.

Материалы и методы. Построены конечно-элементные модели натурных испытаний и проведены их верификационные численные расчеты; конечно-элементная модель из объемных конечных элементов фрагмента ребристой плиты перекрытия для анализа НДС. Учтены законы нелинейного деформирования бетона и арматуры.

Результаты. Получены растягивающие напряжения в арматурных стержнях коррозионно-поврежденной и неповрежденной моделях, на основании которых построены графические зависимости перераспределения усилий в моно­литных балках. Осуществлен сравнительный анализ прогибов и размеров сжатой зоны плиты в поврежденных и неповрежденных численных моделях.

Выводы. Определено качественное влияние на перераспределение усилий в монолитных коррозионно-поврежденных и неповрежденных балках по критерию образования пластического шарнира. Выявлено увеличение прогиба и размера сжатой зоны плиты в поврежденных моделях на 23 %.

Введение. Рассматриваются русловые напорные здания гидроэлектростанций (ГЭС). В состав таких зданий входят железобетонные бычки, напорные стены совместно с перекрытиями машинных залов, фундаментные плиты др. Они имеют межблочные строительные швы. В процессе многолетней эксплуатации возникают проблемы, из-за которых происходит снижение эксплуатационных характеристик железобетонных конструкций зданий ГЭС.

Материалы и методы. Железобетонная конструкция руслового напорного здания ГЭС Тишрин моделировалась в объемной постановке в рамках метода конечных элементов для определения напряженно-деформированного состояния (НДС) при сейсмическом воздействии интенсивностью более 8 баллов. Соответствующие расчеты проводились на основе динамической теории с использованием акселерограмм.

Результаты. Расчеты НДС железобетонного руслового напорного здания ГЭС Тишрин показали, что под действием растягивающих напряжений происходит раскрытие межблочных строительных швов, контактного шва между подошвой здания ГЭС и основанием, а также образование трещин в монолитной части.

Выводы. С учетом полученных результатов расчетов возникла необходимость усиления железобетонных конструкций здания ГЭС Тишрин, например, с применением предварительно напряженной композитной арматуры.

Введение. Напорные стены машинных залов и щитовые стены железобетонных русловых зданий гидроэлектростанций (ГЭС)/напорных зданий гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС) находятся под действием давления воды верхнего/нижнего бьефа, которое передается на перекрытия и другие конструкции зданий. Состояние конструкций длительно эксплуатируемых железобетонных русловых зданий ГЭС/напорных зданий ГАЭС может потребовать их усиления, к примеру внешним армированием из углеродных композитных материалов.

Материалы и методы. Установлены несущие конструкции железобетонных русловых зданий ГЭС и напорных зданий ГАЭС, состояние которых может потребовать их усиления. Проведены лабораторные испытания моделей фрагмента верховой стены машинного зала железобетонного руслового здания ГЭС в масштабе 1:15 (без усиления и с усилением углеродной композитной лентой на растянутой грани). Для расчетных исследований НДС руслового здания ГЭС/напорного здания ГАЭС используются численные конечно-элементные методы.

Результаты. Проведенные экспериментальные исследования показали существенное положительное влияние усиления внешним армированием на величины смещений верха моделей, ширины раскрытия межблочных швов, напряжений в растянутой арматуре в швах. Для расчетных исследований создана трехмерная математическая модель руслового здания ГЭС.

Выводы. Состояние конструкций длительно эксплуатируемых железобетонных русловых зданий ГЭС/напорных зданий ГАЭС может потребовать их усиления, к примеру внешним армированием из углеродных композитных материалов. С учетом результатов проведенных лабораторных исследований обоснован метод усиления конструкции верховой стены машинного зала железобетонного руслового здания ГЭС на основе углеродных композитных лент. С целью проведения расчетных исследований создана трехмерная математическая модель руслового здания ГЭС.

Введение. Цифровизация строительной отрасли и внедрение технологий информационного моделирования (ТИМ) требуют разработки новых подходов к оценке рабочей документации (РД). Традиционные методы ручной проверки трудоемки, субъективны и не обеспечивают воспроизводимости результатов. Предлагается методика интеллектуальной оценки РД, подготовленной с использованием средств информационного моделирования, на основе формализованных логических правил и нейросетевого анализа.

Материалы и методы. Методика реализует двухканальный подход: параллельную оценку цифровой модели и текстово-графической документации. В ее основе — многоуровневая структура показателей, логическая булева модель, а также архитектура нейросети, включающая графовую подсеть (GNN), текстовую подсеть (BERT) и сверточную подсеть (CNN), объединенные в многослойный классификатор. На выходе — четыре дискретных решения: принято, принято с доработкой, направлено на доработку, отказ в приемке. Учтена возможность работы с неполным комплектом документации. Верификация методики осуществлялась с помощью экспертного опроса.

Результаты. Разработана математическая модель, описывающая логику оценки документации по критериям выполнения, процентного соответствия и количественных метрик. Экспертная валидация показала высокую согласованность оценок (W ≈ 0,52), особенно по логике структуры, разделению на критические группы и двухканальности. Наиболее проблемными аспектами признаны архитектура нейросети и обратная связь.

Выводы. Методика доказала применимость для задач внутреннего аудита, автоматизации контроля приемки документации, подготовки к экспертизе и оценки степени готовности РД. Развитие модели возможно через уточнение архитектуры и расширение набора показателей.

Введение. Объектом исследования являются конструкции воздушных линий электропередачи (ВЛ), включая фундаменты; предметом — действительная работа конструкций (ДРК) на этапах жизненного цикла (ЖЦ) ВЛ (строительство, эксплуатация и реконструкция), как линейного сооружения, что определяет практическую значимость статьи. Цель определяется необходимостью обеспечения требуемой нормативной надежности функционирования ВЛ. Задачи работы — изучение факторов действительной работы ВЛ на этапах ЖЦ.

Материалы и методы. Действительная работа конструкций ВЛ, как совокупность реальных отклонений характеристик элементов от нормативных значений, установлена в виде конкретных факторов. Фактор аварийных повреждений конструкций, в том числе падение опор, также отнесен к ДРК. После ремонта или реконструкции, например, с заменой поврежденных и упавших опор, либо с заменой старых проводов на новые инновационные, эксплуатация продолжена в составе ЖЦ.

Результаты. Представлен реальный пример успешной реконструкции ВЛ 220 кВ с заменой проводов на новые инновационные с зазором, отличающиеся перемещением токопроводящей части относительно несущего сердечника в условиях высокотемпературных деформаций. Возможность такой реконструкции ВЛ обусловлена повышенной прочностью и пониженным диаметром нового провода с уплотненным сечением. Это позволило подвесить новые инновационные провода и грозозащитные тросы на старые опоры с усиленными фундаментами, что значительно сократило затраты при реконструкции ВЛ.

Выводы. Данный подход дал возможность применить старые опоры для подвески новых проводов и грозозащитного троса. При этом пропускная способность ВЛ 220 кВ возросла на 60 % и более. ЖЦ представлен новой графической моделью — «кривой жизни», график которой, как изменение потока отказов ω по временной оси τ, составлен из трех основных этапов: строительство с приработкой, нормальная эксплуатация и износ. Указанный график предложен для описания процесса последующей реконструкции как четвертого основного этапа с продлением временной оси в составе нового ЖЦ ВЛ.

Введение. Рассматривается проблема повышения несущей способности и жесткости деревянных изгибаемых элементов. Актуальность работы обусловлена необходимостью разработки эффективных методов усиления, учитывающих анизотропию древесины и податливость соединений. Цель исследования — совершенствование конструкции усиления деревянных балок с использованием металлозубчатых пластин (МЗП) в качестве внешнего армирования и разработка методики их расчета с учетом совместной работы элементов.

Материалы и методы. На основе теории расчета составных стержней А.Р. Ржаницына разработана методика расчета балок, усиленных МЗП на части пролета. Учтена податливость соединений на границе «балка – пластина». Проведен численный анализ для оценки влияния типа МЗП (GNA-20 и T-150), длины участка усиления и величины предварительного напряжения на напряженно-деформированное состояние конструкции.

Результаты. Установлено, что усиление растянутой зоны балки МЗП позволяет снизить нормальные растягивающие напряжения на 12,3–59,6 %, сжимающие — на 6,2–30 % в зависимости от типа пластины и уровня предварительного напряжения. Максимальный прогиб балки уменьшается на 1,7–27,5 %. Наибольшая эффективность достигнута при использовании пластин GNA-20 с предварительным напряжением.

Выводы. Предложена новая конструкция усиления и методика ее расчета. Доказана эффективность применения МЗП для повышения прочности и жесткости деревянных балок. Рекомендовано использование пластин типа GNA-20 и разработка новых типов МЗП с улучшенными характеристиками для более полного включения в работу конструкции.

Введение. Приведен обзор литературы по способам математического моделирования стационарных и нестационарных температурных полей ограждающих конструкций зданий. Показано, что температурное состояние ограждения влияет на энергосбережение и энергоэффективность здания. Разработка методов расчета температурного режима особенно актуальна в условиях появления новых конструктивных решений и теплоизоляционных материалов, например применения фазопереходных материалов, использования зданий с нулевым энергопотреблением и рассмотрения вопросов зеленого строительства.

Материалы и методы. Использованы российские и зарубежные источники, в частности российские статьи из списка ВАК, диссертации кандидатов технических наук. Проанализированы зарубежные источники, проиндексированные в международных базах данных (Scopus и Web of Science).

Результаты. Отмечена работа А.В. Колесниковой, в которой рассматривается физико-математическая модель для описания нестационарного двухмерного теплопереноса в неоднородном фрагменте. Приведена работа Л.А. Пульдас с исследованием многофакторной теплофизической модели, в которой учитывались многослойность конструкций, нестационарность процессов, наличие влаги и газовых сред. Представлен подход Т.А. Мирошниченко, который решает задачу о влиянии цилиндрического коннектора на тепловое состояние трехслойной ограждающей конструкции в цилиндрической системе координат. Изучены математическая модель и программное обеспечение Н.С. Котляровой, позволяющие определить трехмерное температурное поле и дополнительные тепловые потери.

Выводы. Оптимальным способом определения температурного поля ограждающей конструкции здания является использование нелинейного двухмерного или трехмерного нестационарного уравнения теплопроводности. При сложной геометрии объекта возможно разбить пространственно-временную область на ряд подобластей со своими граничными условиями. При совмещенной задаче можно добавить к уравнению теплопроводности ряд уравнений, например уравнения переноса водяного пара, воздуха, воды, льда.

Введение. Капитальный ремонт зданий представляет собой комплексный процесс, охватывающий широкий спектр ремонтно-строительных процессов. Для достижения максимальной эффективности важно правильно планировать и управлять ресурсами, учитывать специфику объектов, условия и особенности выполняемых работ. Необходимо исследовать и внедрить методы совмещения работ, позволяющие сократить продолжительность капитального ремонта, снизить затраты на ремонтно-строительное производство.

Материалы и методы. Применены современные подходы к проектированию организационно-технологических моделей производства капитального ремонта. Разработаны алгоритмы расчета параметров, включая определение интенсивности потребления ресурсов, продолжительности выполнения работ и условий взаимосвязи процессов. Особое внимание уделено методикам оценки организационных перерывов и модулей, позволяющих эффективно распределять трудовые и материальные ресурсы.

Результаты. Предложенные методики позволяют оптимизировать процессы капитального ремонта путем рационального распределения ресурсов и совмещения работ. Использование совмещенных потоков для устройства кровли, фасада и инженерных систем многоквартирного дома продемонстрировало значительное сокращение общего времени ремонта без снижения качества произведенных работ. Разработанные алгоритмы обеспечивают расчетное обоснование выбора оптимального метода выполнения работ.

Выводы. Проведенное исследование подтвердило значимость вариативности совмещения работ в процессе капитального ремонта зданий. Предложенные алгоритмы и методики дают возможность существенно сократить сроки выполнения работ и снизить стоимость работ.

Введение. Предлагаются схема статически определимой фермы с параллельными поясами и алгоритм вывода аналитической зависимости величины прогиба конструкции под действием равномерно распределенной узловой нагрузки и первой частоты собственных колебаний от числа панелей.

Материалы и методы. Материал стержней фермы упругий, шарниры идеальные, нагрузка узловая. Ферма внешне статически неопределимая. Все расчеты усилий и преобразования в символьной форме выполняются в системе компьютерной математики. Для расчета прогиба применяется формула Максвелла – Мора. Формула для первой частоты выводится на основе варианта приближенного метода Донкерлея в предположении, что масса фермы равномерно распределена по ее узлам. Узлы совершают вертикальные колебания. Для расчета коэффициентов в формулах для прогиба и частоты используется метод индукции по числу панелей. Решение полученных рекуррентных уравнений осуществляется в системе компьютерной математики Maple.

Результаты. Коэффициенты формулы для расчета прогиба и частоты колебаний имеют вид полиномов по числу панелей степени не выше четвертой. Обнаружено, что при определенном числе панелей ферма допускает кинематическую изменяемость. Представлен пример кинематически непротиворечивой картины распределения виртуальных скоростей узлов фермы. Метод, примененный для оценки частоты колебаний, показал хорошую точность в сравнении с численным, учитывающим все степени свободы принятой модели фермы. Расчет проведен для кинематически допустимых чисел панелей конструкции. Приведен общий член последовательности таких чисел.

Выводы. Использованные для оценки деформаций и собственной частоты методы и алгоритм показали свою эффективность и могут быть применены для аналогичных расчетов регулярных конструкций. Найденные случаи кинематической изменяемости указывают на необходимость кинематической проверки используемых на практике стержневых конструкций.

Введение. Изучаются закономерности распространения гармонических продольных волн в дискретно-неоднородных линейно-упругих стержнях. Актуальность обусловлена задачей управляемого переноса и локализации механической энергии в инженерных системах. Цель исследования — разработать общее аналитическое решение волнового поля для полубесконечных дискретно-неоднородных стержней, состоящих из произвольного количества слоев, а также показать, что выбор последовательности слоев, их толщин и контрастов механических параметров (модуля упругости, плотности и акустического импеданса) позволяет управлять амплитудно-частотными характеристиками и создавать зоны усиления и ослабления колебаний в заданных диапазонах частот.

Материалы и методы. Предложено общее аналитическое решение для стержней, составленных из конечного числа слоев с кусочно-постоянными параметрами. В каждом слое поле представляется суперпозицией встречных бегущих волн, а на границах раздела сред выполняются условия непрерывности перемещений и нормальных напряжений. Это приводит к матричному описанию (метод передаточных (импедансных) матриц)), позволяющему: вычислять комплексные амплитуды в слоях, получать коэффициенты отражения/прохождения для заданной частоты возбуждения ω и строить амплитудно-частотные характеристики в произвольной точке стержня. Приведена методика численного конечно-элементного моделирования дискретно-неоднородных стержневых моделей в программном комплексе ANSYS Mechanical APDL.

Результаты. Показано, что дискретная неоднородность материала позволяет целенаправленно формировать амплитудно-частотные характеристики и управлять волновыми процессами, создавая зоны усиления или ослабления колебаний. На примере трехслойного стержня приведены зависимости амплитуд колебаний от параметров материала (разных скоростей распространения волн в среде) и частоты внешнего воздействия. Выполнена численная верификация с аналитическим решением, подтвердившая корректность методики моделирования.

Выводы. Полученные результаты открывают перспективы практического применения при решении инженерных задач, включая проектирование сейсмических барьеров, волноводов и фильтров с заданными динамическими свойствами, повышающих устойчивость конструкций к вибрационным и сейсмическим воздействиям.

Введение. Рассматривается проблема снижения потребления тепловой энергии и повышения энергоэффективности систем отопления в жилищном секторе для увеличения их жизненного цикла. Разработка новых конструкций отопительных приборов является актуальной задачей. Цель исследования — провести вычислительный эксперимент для определения гидродинамических характеристик смоделированных трубчатых радиаторов отопления разных типов, включая конструкции с усиленной турбулизацией теплоносителя.

Материалы и методы. Выполнен анализ актуальной научной литературы, посвященной повышению эффективности работы систем отопления. Моделирование процесса движения теплоносителя осуществлено в программном комплексе SOLIDWORKS.

Результаты. Разработаны новые конструкции отопительных приборов, которые позволяют снизить объемы потребления тепловой энергии и повысить общую энергоэффективность систем отопления. Исследовано влияние конструкционных элементов на движение теплоносителя. Выяснено, что максимальные показатели турбулентности и эффективность теплообмена обеспечиваются при применении спиральных вставок в радиаторах.

Выводы. Практические эксперименты подтвердили повышение эффективности обогревательных приборов со спиральными вставками примерно на 3  %, что ведет к уменьшению энергопотребления и эксплуатационных расходов. Улучшенные характеристики оборудования обеспечивают уменьшение нагрузки на инженерные сети, продлевая их ресурс эксплуатации и снижая потребность в частом техническом обслуживании.

Введение. Длительная эксплуатация бетонных изделий и конструкций в условиях повышенной температуры и влажности приводит к ухудшению физико-механических свойств бетона, что обусловлено изменением структуры и фазового состава цементной матрицы. В этой связи определенный интерес представляет исследование роли мелких заполнителей в процессах деструкции цементной матрицы при водо-тепловом воздействии.

Материалы и методы. Использовали портландцемент ЦЕМ I 42,5Н ЗАО «Осколцемент»; промышленный отсев дробления кварцитопесчаника Лебединского горно-обогатительного комбината; мелкий заполнитель из дробленого кварцитопесчаника и гранита в лабораторных условиях. Предел прочности при сжатии и изгибе образцов определяли на гидравлическом прессе ПГМ-100МГ4. Микроструктуру изучали с помощью растрового электронного микроскопа Tescan Mira 3. Для анализа продуктов гидратации применяли синхронный термоанализатор STA 449 F1 Jupiter NETZSCH. Испытания посредством ультразвукового контроля проводили на приборе «Пульсар 2.2».

Результаты. Установлено, что образцы бетона на кварцитопесчанике демонстрируют более высокий индекс термовлажностной стойкости по сравнению с образцами на гранитном заполнителе. Это объясняется большей активностью кварцитопесчаника по поглощению извести, что приводит к образованию термодинамически стабильных соединений в условиях повышенной влажности и температуры. Непрерывное увеличение скорости ультразвукового сигнала в образцах бетона термовлажностного твердения с исследуемыми заполнителями указывает на замедление деструктивных процессов, вызванных рекристаллизацией гидратных фаз. При этом благодаря взаимодействию минералов заполнителей с гидратными фазами повышаются сцепление с цементной матрицей и прочностные характеристики бетона.

Выводы. Комплексные исследования показали, что наиболее стабильные структуры в термовлажностных условиях создаются в мелкозернистых бетонах на основе кварцитопесчаника. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости тщательного подбора заполнителей с учетом их способности образовывать термостабильные гидратные фазы.

Введение. Обсуждаются вопросы применения технологий искусственного интеллекта (ИИ) в выпускных квалификационных работах (ВКР) студентов для решения задач строительной отрасли. Проанализированы задачи, которые решались студентами в 2023–2025 гг. по трем образовательным программам с помощью методов ИИ. Цель анализа — оценка уровня внедрения ИИ в ВКР обучающихся.

Материалы и методы. Описаны предпосылки использования ИИ для решения задач, определены критерии оценки прогресса внедрения ИИ, выделены технологии ИИ, которые применялись при решении задач, установлены уровни глубины внедрения технологий ИИ.

Результаты. Приведены результаты анализа в наглядном виде. Отмечено, что особый интерес представляют работы, в которых имеются разработка и апробация автоматизированной системы с применением ИИ. Перечислена тематика таких работ.

Выводы. Наиболее востребованными и понятными технологиями ИИ являются машинное обучение и компьютерное зрение, а наибольшее количество решений задач с применением ИИ соответствует этапу строительства. Поставлена задача подготовки актуальных тем ВКР для автоматизированного решения задач строительства с использованием ИИ. Определены перспективы исследований — развитие моделей, методов и технологий ИИ для применения в строительной отрасли.