Введение. До сего времени при расчётах деревянных конструкций, древесину рассматривают практически, как упругий материал. Лишь в последней редакции СНиП11-25-80 была предпринята попытка учёта ползучести при расчётах по деформированной схеме и на устойчивость, путём введения пониженной нормы модуля упругости Е = 300 R. Однако эта норма оказалась невостребованной, так как остаточные относительные деформации не соответствуют упругим, и зависят от уровня напряжений на отдельных интервалах изгибаемого элемента. Таким образом при линейных расчетах следует отказаться от интегрального модуля упругости элемента, а использовать интервальные значения модулей, которые имеют переменные величины в зависимости от уровня напряжений.

Цель. Совершенствование линейного метода расчёта изгибаемых и сжато-изгибаемых деревянных конструкций с учётом ползучести древесины, используя длительный модуль упругости.

Материалы и методы. Впервые в практике деревянных конструкций, для получения величины длительного модуля упругости в зависимости от уровня напряжений, разработана методика и проведены пробные длительные испытания при изгибе. Образцы изготавливались из ели и выдерживались до затухания прогибов. Шаг изменения напряжения составлял 1,0 МПа.

Результаты. Время проведения испытаний при низких уровнях напряжений: 1–1,5 месяца, для высоких: 10–12 месяцев. По данным прогибов составлена предварительная таблица длительных модулей. Сравнение результатов расчётов конструкций с использованием переменных модулей показали значительное расхождение с результатами по нормативной методике.

Выводы. Система «ЛИРА-САПР» позволяет реализовать в линейной постановке двухэтапный метод расчёта изгибаемых и сжато-изгибаемых элементов с учётом ползучести древесины, используя для этого табличные значения длительных модулей упругости в зависимости от уровня напряжений. Достоверные данные для таблицы могут быть получены по результатам длительных испытаний изгибаемых элементов в приспособленных помещениях.

Введение. Рассматривается реализация основных положений Стратегии в части формирования современных подходов к методологии перехода на параметрическое нормирование в области нагрузок и воздействий на здания и сооружения в нашей стране. Приведен анализ основных критериев для выработки базовых параметров нагрузок, воздействий, влияния окружающей среды в целях обеспечения требуемой надежности и безопасности, а также нормальной эксплуатации сооружений, защиты от возможного возникновения аварийных расчетных ситуаций, и предложены пути их дальнейшего совершенствования.

Цель. Разъяснение основных подходов к внедрению параметрического нормирования в области нагрузок и воздействий в строительстве, реализованных в проекте СП «Нагрузки и воздействия. Основные положения», анализ различий в существующих и перспективных подходах к ее трактовке в отечественных и зарубежных нормативных документах и выработка инновационной стратегии дальнейшего развития отечественной нормативной базы.

Материалы и методы. Исследована структура российских и зарубежных нормативных документов в области нагрузок и воздействий, приведен их сравнительный анализ. Выработаны основные подходы к параметрическому нормированию нагрузок и воздействий в строительной отрасли.

Результаты. Проведенный анализ позволил установить критерии, на основе которых устанавливаются различные виды нагрузок, воздействий, их расчетные сочетания, влияние окружающей среды при гарантированном соблюдении надежности и безопасности технических решений. Установлены базовые требования к нормированию прогибов и перемещений элементов строительных конструкций. Показано, что совместное использование полувероятностного подхода на основе нормирования частных коэффициентов надежности по нагрузкам, и некоторых качественных, вероятностных и риск-ориентированных критериев оценки надежности, нагрузок и воздействий, принятых в зарубежной нормативной базе, в частности в ИСО 2394:2015 и Еврокодах, помогут при выборе оптимальных проектных и технологических решений.

Выводы. Внедрение проекта СП «Нагрузки и воздействия. Основные положения» в практику проектирования совместно с разработкой новых СП, содержащих правила проектирования и значения параметров для отдельных видов нагрузок и воздействий, а также определения максимальных значений прогибов и перемещений будет содействовать унификации требований к нагрузкам и воздействиям на основе формирования общих подходов к методологии перехода на параметрическое нормирование в строительстве на территории Российской Федерации и способствовать снижению стоимости и сроков строительства, а также развитию новых материалов и технологий. Разрабатываемый комплекс документов создаст общую основу нормирования нагрузок и воздействий и позволит оптимизировать проектирование зданий и сооружений, что повысит их экономическую эффективность.

Введение. Высокопрочные дюбель-гвозди могут применяться для крепления оборудования, элементов ЛСТК и кровли к металлическим конструкциям как альтернатива самонарезающим винтам и сварным соединениям. Современные дюбель-гвозди позволяют крепить стальные и алюминиевые конструкции толщиной 0,5–4,0 мм, с пределом прочности до 550 Н/мм2 к стальным и чугунным основаниям толщиной от 3 мм с пределом прочности до 750 Н/мм2. При работе дюбельного соединения на растягивающую нагрузку возможен ряд механизмов разрушения, вероятность наступления которых должна быть проверена расчетом. В настоящее время в России действуют два cвода правил по проектированию металлических конструкций (СП 260.13330.2023 и СП 294.13330.2017), имеющих положения по расчету дюбельных соединений. Данные положения имеют ряд существенных отличий и должны быть гармонизированы между собой.

Цель. Оценка точности существующих методик расчета дюбельных соединений по актуальным нормативным документам РФ, Евросоюза и США для различных механизмов разрушения креплений.

Материалы и методы. Для проверки результатов расчета были использованы данные испытаний 25 серий испытаний креплений стальных конструкций на растяжение. Для испытаний были использованы 5 типов дюбель-гвоздей различной конфигурации, диапазон толщин прикрепляемых элементов составил 0,5–3 мм, диапазон толщин базовых материалов 3–6 мм.

Результаты. В испытаниях выделены два основных механизма разрушения: вырыв дюбеля из основания и прорыв прикрепляемого листа. Данные испытаний сравнены с результатами расчета креплений по российским стандартам, а также с положениями EN 1993-1-3 и AISI S100-24. При анализе положений указанных стандартов выявлены различия в области применения и расчетных подходах.

Выводы. Установлено, что методика СП 294.13330.2017 обеспечивает наибольшую точность прогноза несущей способности в пределах своей области применения, а также может быть рекомендована для расчета креплений тонколистовых элементов (t₁ ≥ 0,8 мм).

Введение. В европейских странах наблюдается рост использования деревянных конструкций не только для малоэтажного строительства, но и для возведения многоэтажных зданий. При строительстве многоэтажных зданий из древесины часто сталкиваются с проблемой создания изделий с уникальными геометрическими и конструкционными характеристиками, которые невозможно изготовить из стандартных пиломатериалов.

Цель. Исследование современных строительных конструкций с применением панелей CLT и MHM в промышленном и гражданском строительстве для возведения многоэтажных зданий и сооружений, изучение возможных конструктивных решений, рассмотрение технических характеристик конструкций.

Материалы и методы. Предметом данного исследования являются современные строительные конструкции из древесины на основе технологий CLT и MHM, используемых для изготовления уникальных несущих конструкций в строительстве зданий.

Результаты. В работе приведены технические характеристики панелей для строительства деревянных сооружений. Рассмотрены примеры реализованных и реализуемых зданий и сооружений.

Выводы. Сформулированы основные различия производственных решений. Проанализированы основные перспективы применения деревянного многоэтажного строительства. Сформулированы основные преимущества и недостатки панелей CLT и MHM.

Введение. В НИИЖБ им. А.А. Гвоздева выполнены исследования сборного большепролетного железобетонного структурного покрытия, собираемого из отдельных плоских рам.

Цель. Разработка основ нормативной базы проектирования железобетонных структурных покрытий.

Материалы и методы. Проведены расчетно-теоретические исследования конструктивных решений сборного большепролетного железобетонного структурного покрытия из плоских рам разных типоразмеров при различных схемах нагружения методом конечных элементов.

Результаты. На основании анализа результатов расчетно-теоретических исследований выполнена разработка рекомендаций по конструированию элементов и узлов, по армированию элементов. Разработаны предложения по нормированию параметров конструктивных элементов железобетонных структурных покрытий. Разработаны проектные предложения двух вариантов структурных покрытий.

Выводы. Разработанные рекомендации и проектные предложения направлены на повышение эффективности и расширение области применения конструктивных решений железобетонных большепролетных пространственных покрытий зданий.

Введение. В статье описано применение полевого моделирования пожара для обоснования мероприятий по обеспечению пожарной безопасности зданий и сооружений с учетом временной пожарной нагрузки.

Цель. Pазработка мероприятий по защите систем безопасности при пожаре в помещениях АЭС с применением полевого моделирования пожара, что очень важно для обоснования достаточности уровня противопожарной защиты АЭС.

Материалы и методы. Проведен анализ назначения и области применения различных методов моделирования динамики развития и распространения ОФП (опасных факторов пожара). Рассмотрено применение полевого метода для моделирования пожара в зданиях и сооружениях с учетом временной пожарной нагрузки. Представленный в статье аналитический материал подтвержден примерами результатов моделирования пожара в таких помещениях АЭС.

Результаты. На основании проведенного анализа различных методов моделирования динамики развития и распространения опасных факторов пожара показана возможность использования различных методов моделирования пожара при анализе пожарной безопасности зданий и сооружений с учетом временной пожарной нагрузки. Предлагается учитывать в мероприятиях по обеспечению безопасности АЭС от воздействия опасных факторов пожара меры, направленные на снижение вероятности возникновения пожара.

Выводы. Использование полевого метода позволяет рассчитать температуру, скорость, концентрации компонентов смеси в каждой точке расчетной области, а также применить полевой метод для определения требований к огнестойкости несущих и ограждающих конструкции зданий и сооружений, в том числе с учетом временной пожарной нагрузки.

Введение. Рассмотрены возможности повышения физико-механических характеристик бетонов специального назначения: жаростойких бетонов для ремонта футеровки керамзитообжигательных печей и гипсобетонов для изготовления стеновых панелей.

Цель. Исследование процессов структурной модификации специальных бетонов (жаростойких и гипсобетонов) с помощью извести в качестве добавки, вводимой для повышения их прочности и долговечности.

Материалы и методы. При подборе составов жаростойких бетонов использовались следующие материалы: глиноземистый цемент; песок, полученный дроблением керамического кирпича; гашеная известь – Са(ОН) 2; ортофосфорная кислота с концентрацией 30 %. Образцы подвергались обжигу при температуре 800°С и испытывались на прочность с помощью гидравлического пресса. При подборе составов гипсобетона использовались следующие материалы: высокопрочный гипс; известь негашеная молотая – СаО. Проводились электронно-микроскопический и дифференциально-термический анализы. Образцы испытывались на прочность с помощью гидравлического пресса.

Результаты. Испытания образцов жаростойких бетонов, приготовленных на глиноземистом цементе с добавкой гашеной извести – Са(ОН)2 в количестве 10 % и подвергнутых пропитке ортофосфорной кислотой 30 %-ной концентрации показали предел прочности при сжатии 45 МПа. В результате исследований образцов из гипсобетона было выявлено, что при включении в его состав 10 % негашеной молотой извести – СаО предел прочности при сжатии составил 373 кгс/см2.

Выводы. Жаростойкие бетоны на глиноземистом цементе с добавкой гашеной извести – Са(ОН)2 в количестве 10 %, пропитанные ортофосфорной кислотой с концентрацией 30 % обладают высокими физико-термическими показателями, удовлетворительными для работы бетона при температуре 800°С. Добавка в гипсобетон молотой негашеной извести в количестве 10 % от веса гипса повышает прочность материала (Rсж = 373 кгс/см2), что позволяет использовать его в производстве гипсобетонных панелей для стен промышленных и гражданских зданий.

Введение. Песок многих месторождений, особенно Дальнего Востока нашей страны, содержит большое количество хлоридов, что не позволяет использовать его в составе железобетона. Связано это с тем, что хлорид-ионы являются наиболее агрессивным коррозионным агентом по отношению к стальной арматуре. В лаборатории коррозии и долговечности бетонных и железобетонных конструкций НИИЖБ им. А.А. Гвоздева были проведены исследования процесса коррозии стальной арматуры в бетоне и цементно-песчаной смеси, в состав которых входил песок с высоким содержанием хлоридов.

Цель. Определение возможности использования песка месторождений Камчатского края в составе бетонов с точки зрения коррозионной агрессии к стальной арматуре.

Материалы и методы. Исследования проводились на модельной цементно-песчаной смеси (ЦПС) и бетоне с гладкой стержневой арматурой диаметром 6 мм. Песок содержал 0,08 % масс (в пересчете на ион хлора) водорастворимых хлоридов и 0,55 % масс (в пересчете на ион хлора) общее количество хлоридов в песке. Для исследований был применен электрохимический метод ускоренного определения коррозионного действия среды на стальную арматуру. Метод основан на получении зависимости плотности электрического тока от электрического потенциала стальной арматуры – потенциодинамический метод.

Результаты. Исследованный песок с высоким содержанием нерастворимых в воде хлоридов не вызывает коррозии стальной арматуры при нахождении образцов в неагрессивной (нейтральной) среде. В исходном состоянии и выдержке в режиме «увлажнение – высушивание» в течение 3, 6 месяцев ни в образцах цементно-песчаной смеси, ни в образцах бетона плотность тока при потенциале плюс 300 мВ, не превысила 10 мкА/см2, а также потенциал через (60±5) с после отключения тока не снизился ниже + 5мВ.

Выводы. Песок с повышенным содержанием нерастворимых в воде хлоридов можно рекомендовать для использования в железобетонных конструкциях, гарантированно не контактирующих с агрессивной средой даже в процессе эксплуатации.

Введение. Статья посвящена мониторингу состояния многолетнемерзлых грунтов в Арктической зоне Российской Федерации. Интенсивное освоение Арктики в совокупности с изменением климата приводят к деградации мерзлоты и снижению устойчивости сооружений в данном регионе. Указываются высокие темпы повышения температуры воздуха и грунтов прибрежной зоны и акватории Северного морского пути.

Цель. Анализ состояния системы мониторинга вечной мерзлоты и предложения по созданию системы геотехничeского и экологического мониторингов прибрежной зоны и акватории Северного морского пути.

Материалы и методы. В статье приведены основные аспекты проведения геотехнического мониторинга: оценка, контроль и прогноз теплового состояния вечномерзлых грунтов и оценка несущей способности фундаментов инженерных сооружений.

Результаты. Отмечается несистемный подход к мониторингу мерзлых грунтов несмотря на имеющуюся нормативную базу и техническое обеспечение. Указывается необходимость создания комплексной системы государственного мониторинга.

Выводы. Обосновывается необходимость проведения фонового мониторинга экологических и климатических последствий деградации наземной и подводной мерзлоты. Даются рекомендации по мониторингу в ключевых районах наземной мерзлоты, включая прибрежную Арктическую зону и подводную мерзлоту в прибрежной зоне и на акватории Северного морского пути.

Введение. Буроопускные сваи широко применяются в строительстве на многолетнемерзлых грунтах (ММГ) по принципу I. Современные проекты всё чаще используют цементно-песчаный раствор (ЦПР), однако его тепловое взаимодействие с грунтом и сваей, а также прочность смерзания на контакте изучены недостаточно. Это приводит к занижению расчётной несущей способности и неоправданному перерасходу материалов.

Цель. Разработать методику определения несущей способности буроопускной сваи в ММГ при использовании ЦПР, учитывающую тепловыделение при гидратации цемента и частичное твердение раствора до замерзания.

Материалы и методы. Выполнена серия теплотехнических расчётов в программном комплексе «Борей 3D» для различных типоразмеров свай, диаметров скважин и температур ММГ. Проведены лотковые эксперименты, моделирующие часть буроопускной сваи. Прочность смерзания ЦПР с бетонной поверхностью определена по ГОСТ 12248.8 для каждого сочетания температуры (от –1 до –6 °С) и времени выдержки при положительной температуре (1–7 сут.). Аппроксимация выполнена двухэтапным методом наименьших квадратов с линеаризацией и нелинейным уточнением.

Результаты. Получена номограмма времени замерзания раствора в зависимости от его объёма и температуры ММГ. Установлено, что при выдержке ЦПР до 7 сут. при положительной температуре прочность смерзания возрастает в 1,5 раза по сравнению с песчаным раствором. Выведена эмпирическая формула определения сопротивления ЦПР сдвигу по поверхности смерзания с бетонной сваей.

Выводы. Предложена методика расчёта несущей способности буроопускной сваи с ЦПР. Данная методика позволит оптимизировать проекты свайных фундаментов на ММГ, снизить избыточный запас прочности, что приведет к экономии материалов без ущерба для надежности фундамента.

Введение. Активно развивающиеся в городах, в условиях плотной застройки, сложные виды геотехнических работ, такие, как строительство высотных зданий с глубокими котлованами, ограждающими конструкциями траншейного типа «стена в грунте» или буросекущими сваями, а также устройство глубоких фундаментов путем бурения скважин большого диаметра, влияют на окружающую застройку и нередко приводят к риску возникновения аварийных ситуаций. В целях уменьшения осадок строящихся и существующих зданий и сооружений, а также исключения возникновения рисков аварийных ситуаций должны проводиться дополнительные мероприятия, направленные на усиление грунтов оснований.

Цель. Прекращение осадок и обеспечение эксплуатационной надежности здания торгово-развлекательного комплекса.

Материалы и методы. В статье рассматривается метод нагнетания цементных или других твердеющих растворов в грунт под высоким давлением, вызывающем в грунте разрывы, выполняемый через вертикально внедренные в грунт инъекторы. По образовавшимся разрывам раствор, перемещаясь под давлением на заданное расчетное расстояние, воздействует механически на грунт, изменяя его напряженно-деформированное состояние (НДС), повышая его прочностные свойства, а после твердения раствора – прочный материал в разрывах дополнительно армирует массив.

Результаты. Осадки фундаментов блоков торгово-развлекательного комплекса прекратились. Прочностные и деформационные характеристики грунтов в основании плитных фундаментов повысились. Наметилась тенденция к выравниванию фундаментных плит с подъемом отдельных участков. Относительная разность осадок плитных фундаментов снизилась.

Выводы. Представленные в статье результаты позволяют сделать вывод об эффективности применяемого метода компенсационного нагнетания, используемого для снижения осадок фундаментов, подъёма зданий и выправлении их кренов, вызванных сложными геологическими условиями или ошибками в проектировании и строительстве.