Construction and Geotechnics

Современный человек получает большую часть годовой дозы облучения от радона и его дочерних продуктов распада, содержащихся в воздухе помещений, поэтому изучение закономерностей формирования радоновой ситуации в здании представляет собой актуальную научно-практическую задачу. Радоновая обстановка в здании является результатом протекания физических процессов переноса радона в системе сред «грунт - атмосфера - здание». Многофакторность процесса формирования радоновой ситуации затрудняет интерпретацию результатов натурных исследований любой продолжительности, поэтому математическое моделирование является единственным эффективным средством описания поступления радона в помещения нижнего этажа зданий и сооружений. Объектом настоящего исследования является радиационная безопасность проектируемых зданий и сооружений, а его целью - обоснование вида и характеристик математической модели, позволяющей адекватно описывать поступление радона в проектируемые здания на основании диффузионной модели переноса. В работе использованы экспериментальные (эксперимент и моделирование) и теоретические (идеализация и корреляционный анализ) методы исследования. По результатам лабораторного эксперимента обоснована целесообразность введения «эквивалентного» коэффициента диффузии радона в материале, позволяющего учесть вклад термо- и бародиффузии в процесс перенос радона. Кроме того, предложена математическая модель переноса радона в системе сред «грунт - атмосфера - здание» и получены результаты, демонстрирующие взаимосвязь основных параметров формирования радоновой обстановки в здании.

При контроле уплотнения и определении деформационных характеристик грунта в зарубежной строительной практике активно применяются экспресс-методы. Ранее авторами был выполнен обзор данных методов и выбран метод динамического штампа для дальнейших исследований. Метод динамического штампа обладает преимуществами, такими как малая трудоемкость и быстрота выполнения экспериментов, более того, существуют теоретические предпосылки использования метода динамического штампа, что может способствовать нахождению функциональной зависимости между деформационными характеристиками грунта. В статье представлен анализ существующей теоретической методики определения осадки грунта от действия ударной трамбовки. Поскольку воздействие на грунт от удара трамбовки и в результате применения метода динамического штампа схоже, становится возможным использование данной методики для анализа динамического модуля упругости, полученного при испытаниях динамическим штампом. Для определения применимости данного метода авторами были проведены экспериментальные исследования. Метод динамического штампа реализуется при помощи динамического плотномера ДПГ-1.2. Динамический плотномер представляет собой устройство, состоящее из направляющей штанги, падающего груза и штампа, а также датчиков измерения силы и ускорения. Описание программы экспериментов приведено. По результатам экспериментов после отброса промахов при помощи аппроксимации были построены следующие зависимости: зависимость динамического модуля упругости и компрессионного модуля деформации от коэффициента уплотнения грунта; зависимость компрессионного модуля деформации и модуля упругости, определенного при помощи теоретического метода, от коэффициента уплотнения. Получившиеся зависимости проанализированы и даны рекомендации по оценке деформационных характеристик грунта.

Представлены результаты исследования напряженно-деформированного состояния системы усиления свайных фундаментов путем их переустройства в комбинированный фундамент с опрессовкой и цементацией грунтового основания. Выявлены закономерности взаимодействия исследуемого объекта с грунтовым основанием. В результате проведенного технического обследования установлено, что здание находится в ограниченно работоспособном техническом состоянии. Для стабилизации деформаций и прекращения их дальнейшего развития авторами настоящей статьи были предложены комплексные решения по усилению основания и фундаментов. Данные решения предусматривали усиление существующих ленточных свайных фундаментов путем их переустройства в комбинированные фундаменты с опрессовкой и последующей цементацией грунтового основания. Комплексность подхода заключается в повышении надежности за счет перераспределения части нагрузки от здания на ранее не нагруженные зоны основания без дополнительных осадок, достигаемого с помощью опрессовки цементным раствором пролетных зон между ростверками. Выполнение цементации грунтов обусловлено необходимостью повышения жесткости основания, на которое перераспределяется часть нагрузки, и сдерживания проявления «плывунных» свойств грунтов. По результатам обследования технического состояния объекта было принято решение о необходимости усиления фундаментов оболочками, с опрессовкой грунтового основания давлением порядка 110 кПа и цементацией грунтового основания на глубину до 7 м от низа ростверков по манжетной технологии. Приведена технология выполнения работ и результаты геотехнического мониторинга, подтверждающие эффективность предложенного метода усиления на момент проведения работ.

Рассмотрен вопрос моделирования армогрунтового подпорного сооружения, применяемого в стесненных условиях городской застройки, облицовка которого выполнена из отдельных лицевых элементов. Одним из основных вопросов исследования является определение оптимальных параметров лицевых элементов подпорной стенки, что обосновывает проведение экспериментальной работы. Автором выполнено моделирование армогрунтового сооружения. Приведены параметры основных элементов испытуемой конструкции: лицевой стенки (облицовки), армолент, грунта-засыпки. Поэтапно описан метод возведения модели армогрунтового подпорного сооружения, указаны варианты ее нагружения. Для регистрации горизонтальных деформаций каждого лицевого элемента в процессе нагружения используются индикаторы часового типа ИЧ-10. Степень уплотнения песка при возведении модели измеряется с помощью плотномера Ю.Н. Мурзенко. В качестве материала исполнения модели была принята ПВХ-ткань Unisol. Опыты проводились на кафедре ПГСГиФ ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова в лотке плоской деформации, выполненном из органического стекла с размерами рабочего пространства 0,8×0,1×0,6 м. Результаты испытаний вносятся в табличную форму, где регистрируются: время проведения опыта; плотность основания и засыпки ρ; все геометрические параметры модели; показатели перемещения лицевых элементов и другие наблюдения о ходе эксперимента. Целью проводимых исследований является получение наиболее достоверного поведения армогрунтового подпорного сооружения с учетом различных длин вертикальных и горизонтальных участков лицевых элементов при разных вариантах нагружения в соответствии с патентом № 2604933 «Устройство защитной системы городской застройки и способ ее возведения».

Проблема энергосбережения стоит особо остро в настоящее время. Высокая степень износа жилого фонда в России проявляется и в серьезном устаревании тепловых сетей и режимов их работы. Большая доля тепловой энергии, подаваемой на объекты, теряется, не доходя до конечного потребителя. Это создает ситуацию, когда жители жилых домов вынуждены оплачивать тепло, уходящее вникуда. В результате, коммунальные счета, постоянный рост которых является крупной социальной проблемой, становятся еще больше, а получаемый экономический эффект меньше. Одним из современных мероприятий по повышению энергоэффективности жилых домов является переход с централизованной системы теплоснабжения на автономную. Данное решение в российских условиях, помимо выгоды, несет в себе потенциальную опасность. Так, ТЭЦ, помимо выработки тепловой энергии, осуществляет производство электроэнергии. В таком случае возникает ситуация, когда ТЭЦ для сохранения прибыльности своей работы будет вынуждено поднимать тарифы на электроэнергию. По этой причине предпочтительными для экономии теплоносителя являются мероприятия по оптимизации его расходов в рамках централизованной системы отопления. Повышение эффективности использования теплоносителя может принести ощутимую экономическую пользу управляющим организациям и жителям. В данной статье будет рассмотрено решение задачи увеличения эффективности использования тепловой энергии в многоквартирных жилых домах: предложен ряд мероприятий для оптимизации работы отопительной системы, подсчитаны результаты экономической эффективности данных мероприятий в рамках заданных условий инвестиционного проекта, определена энергоэффективность объекта и его класс энергосбережения.

Обеспечение надежности и технической безопасности несущих конструкций является одним из важнейших направлений эксплуатации промышленных зданий. Нефтепродукты, которые широко применяются в технологических процессах, попадают на бетонные и железобетонные элементы конструкций и постепенно пропитывают их. Это приводит к значительному изменению первоначальных физико-механических характеристик бетона и железобетона и может служить технической причиной возникновения аварий и чрезвычайных ситуаций. Различное влияние нефтепродуктов обусловлено неодинаковым изменением их гидравлического давления в порах скелета бетонного камня. Имеющиеся в настоящее время методики и рекомендации по оценке надежности бетонных и железобетонных конструкций не в полной мере учитывают изменения их первоначальных физико-механических характеристик, возникающих под влиянием пропитывающих нефтепродуктов. При исследовании использованы образцы из бетона и цементно-песчаного раствора, разделенные на две серии: пропитанные нефтепродуктами с различной вязкостью и контрольные - без пропитки нефтепродуктами. Исследование выполнено на основе анализа и обобщения данных экспериментального изучения влияния нефтепродуктов с различной вязкостью на деформативные свойства бетона, с использованием методов теории вероятностей и математической статистики. Разработанные эмпирические модели влияния вязкости нефтепродуктов на деформативные свойства и выносливость бетона позволяют рассчитывать индекс безопасности как меру надежности несущих бетонных и железобетонных конструкций, пропитанных нефтепродуктами. Полученные результаты позволяют составлять научно обоснованный прогноз изменения физико-механических характеристик пропитанных нефтепродуктами несущих бетонных и железобетонных конструкций и давать количественную характеристику их технического состояния.

На основе результатов натурного изучения и архивных материалов рассматривается история строительства и архитектура ансамбля военного городка, возведенного в Красноярске в начале XX в. для 31-го Восточно-Сибирского стрелкового полка. Выявляются принципы организации и размещения объектов военной инфраструктуры в России в начале XX века. Приводятся характеристики стилевых особенностей построек военного ведомства. После перехода на обязательную службу в российской армии (январь 1874 г.), в связи с увеличением численности войск, особую остроту приобрела проблема размещения воинских частей. В 1876 г. в целях разрешения этой проблемы Правительством было принято распоряжение о скорейшем устройстве необходимой военной инфраструктуры - военных городков. Решение вопросов обустройства мест, назначенных для расположения воинских частей, оказалось в ведении специально созданных в военных округах хозяйственно-строительных комиссий. Были разработаны и изданы упрощенные нормы и правила, содержащие требования и общие условия постройки казарменных помещений. Постройкой объектов военной инфраструктуры на местах занимались казарменные комиссии, в состав которых входили инженеры и архитекторы. Одним из объектов военной инфраструктуры, строительство которой особенно интенсивно развернулось в Сибири в начале XX в., стал военный городок в Красноярске. Он был предназначен для размещения 31-го Восточно-Сибирского стрелкового полка, принимавшего активное участие в боевых действиях на Дальнем Востоке и после окончания Русско-японской войны (1904-1905 гг.) переведенного в Сибирский военный округ. Причиной дислокации 31-го стрелкового полка в Красноярске, как, впрочем, и других сибирских воинских частей, была остававшаяся реальной угроза нового вооруженного конфликта на восточных границах России. Планировочная структура красноярского военного городка, разместившегося у восточной окраины столицы Енисейской губернии, на земельном участке, отведенном Городской думой, была задумана как крупный градостроительный ансамбль, сформированный на принципах регулярности. Вокруг центрального планировочного ядра ансамбля, занятого обширной площадью-плацем, были размещены имевшие различное функциональное назначение постройки. Среди выстроенных из хорошего качества кирпича двух- и трехэтажных зданий (за исключением деревянных служб при офицерских флигелях) красотой своего силуэта выделялся объем полковой церкви, имевшей посвящение в честь митрополита московского Алексия. Ее архитектура, носившая черты эклектики с элементами русского стиля, соответствовала образцовому проекту военной церкви, созданному в 1901 г. по распоряжению российских властей военным инженером Ф.М. Вержбицким. Все постройки ансамбля красноярского военного городка были возведены в «кирпичном стиле».