Введение. В данной статье рассмотрены вопросы планирования работ по огнезащите металлоконструкций, в том числе необходимость правильного выбора грунтовочного покрытия, что позволит избежать проблем в будущем, сэкономить время и средства, а примененное огнезащитное покрытие будет сохранять прочность на долгие годы. Показано, что для максимальной эффективности применения огнезащитных материалов необходимо уделять должное внимание совместимости материалов при создании проектов и технологии нанесения покрытий.

Цель работы – установление актуальных требований к содержанию и последовательности проведения работ по оценке совместимости огнезащитных составов с примененной грунтовкой металлических конструкций. 

Материалы и методы. Проведена оценка совместимости огнезащитных материалов с грунтовками с помощью сертифицированного и поверенного лабораторного оборудования. Приведено описание современного лабораторного комплекса для проведения испытаний.

Результаты. Приведены результаты работ по проверке совместимости огнезащитных материалов с грунтовками. Комплексное покрытие должно оцениваться на наличие или отсутствие дефектов, на его критичность при последующей эксплуатации, также определяется степень адгезии между слоями лакокрасочной системы и оценивается способность покрытия сопротивляться влиянию неблагоприятных факторов окружающей среды. На основании полученной информации даются рекомендации о допустимости совместного использования тех или иных лакокрасочных материалов.

Выводы. Обосновано, что для максимальной эффективности применения огнезащитных материалов и достижения главной цели – длительной огнестойкости конструкций – необходимо уделять особое внимание совместимости материалов при создании проектов и технологии нанесения покрытий.

Введение. Рассматриваются современные стратегии в области обеспечения надежности строительных конструкций в отечественной и зарубежной нормативных базах, включая вероятностные, риск-информированные и полувероятностные критерии оценки надежности, на всех этапах жизненного цикла сооружения. Приведен анализ преимуществ и недостатков предписывающих и параметрических подходов и предложены пути их дальнейшего совершенствования.

Цель. Целью настоящей работы является разъяснение терминологии параметрического нормирования в строительстве, анализ существующих различий в ее трактовке и выработка инновационной стратегии дальнейшего развития отечественной нормативной базы на основе сопоставительного анализа отечественных и зарубежных подходов к оценке надежности.

Материалы и методы. Исследована структура российских и зарубежных нормативных документов в области надежности, приведен их сравнительный анализ. Изучены основные подходы к техническому регулированию в строительной отрасли.

Результаты. Проведенный анализ позволил установить критерии, на основе которых обеспечивается максимально быстрое внедрение инноваций при гарантированном соблюдении безопасности технических решений. Показано, что смысл термина «параметрическое нормирование», заложенный в отечественной стратегии, отличается от зарубежной его интерпретации. Нормативная база РФ построена в основном на полувероятностном подходе и нормировании частных коэффициентов надежности, т. е. отдельных параметров прочности и нагрузок, тогда как в зарубежной нормативной базе, в частности в ИСО 2394:2016 и Еврокодах, акцент смещен на качественные и вероятностные критерии оценки надежности. Однако указывается, что все социальные, экономические критерии и показатели эффективности должны соблюдаться только после выполнения всех требований к надежности и безопасности людей. Таким образом, принципиальных противоречий в наших подходах к нормированию нет, мы постепенно двигаемся в сторону сближения наших подходов при соблюдении преемственности в развитии нормативной базы.

Выводы. Принципы обеспечения надежности проектируемых зданий и сооружений в отечественной, международной и зарубежной нормативных базах достаточно близки и основываются на методе предельных состояний при разумном сочетании обязательных и рекомендуемых параметров. Основной критерий – обеспечение безопасности жизни людей. В современных условиях наряду с традиционными полувероятностными подходами к нормированию необходимо использовать механизмы для быстрого внедрения инноваций и новых технологий в строительстве. В области надежности это дополнительные вероятностные критерии надежности и методы оценки рисков. Эти критерии надежности помогут при выборе оптимальных проектных и технологических решений при строительстве уникальных зданий и сооружений, сооружений повышенного уровня ответственности, а также при оценке существующих конструкций в течение их жизненного цикла.

Введение. Статья развивает результаты исследования, опубликованного авторами ранее, применив их для построения нелинейной диссипативной теории силового сопротивления бетона сжатию. Авторами статьи решается важная и актуальная задача, направленная на совершенствование теории расчета бетонных и железобетонных конструкций с учетом накопленных к настоящему моменту знаний.

Цель. Показать возможный путь построения нелинейной диссипативной теории силового сопротивления бетона сжатию в условиях отсутствия нормативных режимов нагружения, используя вместо них нормативную классификацию нагрузок.

Результаты. Уравнение состояния теории упруго-ползучего тела, наиболее точной из существующих на сегодня, но и наиболее трудоемкой в практическом использовании, без потери ее положительных свойств, сведено по форме к уравнению нестареющего бетона с его простотой в применении. При этом уравнение состояния бетона в практически важных случаях разрешается в элементарных функциях и замкнутом виде.

Подавляющее большинство известных в научной литературе о железобетоне сведений о характере кривых ползучести в области надежной работы конструкций свидетельствует об их гладкости и непрерывности. Это дает основание для распространения данных, полученных при кратковременных испытаниях, на весь временной интервал, открывая возможность экспресс-анализа дерформативных свойств бетона.

Приведена оценка обратимости деформаций ползучести. Обнаружена диссипативность упругих деформаций. Построена нелинейная связь деформации с постоянным уровнем напряжения, на основе которой показан возможный путь построения нелинейной диссипативной теории силового сопротивления бетона сжатию в условиях отсутствия нормирования режимов нагружения, используя вместо них нормативную классификацию нагрузок.

Выводы. В заключение отмечается, что рассмотренные экспериментальные данные в связи с их малочисленностью дают качественную информацию. Количественную оценку можно получить, проведя необходимое количество воспроизведений опытов.

Введение. В статье приводится информация о методах усиления конструкций, возведенных с применением кирпича и камня, а также о проведенном мониторинге за их деформативностью при реконструкции Большой спортивной арены «Лужники». Основное внимание уделено методам, обеспечивающим сохранение фасадной стены стадиона, возведенной с применением керамических пустотных камней.

Цель. Обеспечение надежности и устойчивости стены БСА при реконструкции стадиона, в частности при демонтаже каркаса и гребенки трибун.

Материалы и методы. Был проведен расчет деформативности (отклонения от вертикали) каркаса трибун на стадии его демонтажа и расчет устойчивости стен с учетом раскрепления каркаса стальными связями из прокатных профилей. При проведении расчета рассматривался участок стены на первом этапе демонтажа трибун, состоящий из нескольких секций пролетами по 6 метров. В качестве основных силовых факторов, оказывающих наиболее интенсивные воздействия на деформации фасадной стены, рассматривалась возможность аномальных ветровых воздействий.

Результаты. Проведенные расчеты показали, что ветровая нагрузка на систему «фасадная стена + 1 пролет каркаса трибун» приводит к увеличению растягивающих и сжимающих напряжений в несущих элементах не более чем на 5–7 % по сравнению с системой «фасадная стена + 2 пролета каркаса трибун». На основании выполненных расчетов было принято решение о сохранении только одного пролета каркаса трибун, примыкающего к фасадной стене. Мониторинг за деформациями конструкций подтвердил надежность и эффективность принятых решений по усилению сохраняемых конструкций.

Выводы. Показано, что научно-техническое сопровождение проектирования и реконструкции БСА «Лужники» позволило обеспечить решение сложных задач, возникавших в процессе работ по реконструкции. Принципы реконструкции арены могут быть использованы на других аналогичных объектах.

Введение. Метод акустической эмиссии (АЭ) с успехом применяется для диагностики и мониторинга в различных отраслях: нефтегазовой, атомной, аэрокосмической промышленности, контроле процесса сварки, коррозии конструкций. При контроле железобетонных конструкций метод АЭ используется не так часто. Основная причина – отсутствие нормативных документов и конкретных методик контроля.

В 2021 году был выпущен ГОСТ Р 59938-2021 «Бетоны. Метод акустико-эмиссионного контроля». За последние несколько лет получены новые данные по эффективному применению метода акустической эмиссии по неразрушающему контролю и технической диагностики состояния строительных конструкций. В НИИЖБ им. А.А. Гвоздева проведены исследования на опытных образцах и фрагментах конструкций (железобетонных балках, бетонных образцах в виде плит, стеновых панелях и др.). Проводились исследования на конструкциях в условиях строительства Курской АЭС-2.

Цель работы: представить результаты разработанных в последнее время в АО «НИЦ «Строительство» методик технической диагностики и неразрушающего контроля бетонных и железобетонных конструкций методом АЭ.

Материалы и методы. Исследования проводились на бетонных и железобетонных образцах, изготовленных как из обычного (В15–В40), так и высокопрочного (В60–В100) бетонов. Ряд балок изготавливался из фибробетона. Конструкции испытывались в силовой установке. Исследования твердения бетонов методом АЭ проводились на бетонных смесях, изготовленных из тяжелого, мелкозернистого, цементного бетона с минеральными и химическими добавками. Твердение бетонов исследовалось дистанционно, с передачей данных по сети Wi-Fi.

Результаты. По результатам проведенного исследования разработаны технологии мониторинга и технической диагностики строящихся и эксплуатируемых конструкций методом акустической эмиссии.

Выводы. Приведенные акустико-эмиссионные технологии могут применяться для мониторинга и технической диагностики строящихся и эксплуатируемых конструкций. Эффект от реализации технологий в строительстве выразится в повышении безопасности и надежности строительных конструкций за счет внедрения технологий акустико-эмиссионного контроля.

Введение. В статье рассказывается об изменении покрытия над Большой спортивной ареной (БСА) стадиона «Лужники» с начала возведения и до наших дней. Показывается, как изменялось покрытие над трибунами БСА, включая три реконструкции стадиона, которые осуществлялись по различным причинам в течение 65-летней истории существования.

Цель. Показать процесс и особенности возведения покрытия  над трибунами арены и создания стадиона, удовлетворяющего требованиям Международной федерации футбола (FIFA) для стадионов, на которых проводятся матчи открытия и финала Кубка мира по футболу.

Материалы и методы. Приведены способы создания уникального большепролетного покрытия стального купольного типа, имеющего наибольший безопорный пролет для сооружений такого класса, равный 310 м. Автором статьи описан процесс проектирования, проведения испытаний большеразмерной модели и испытаний в аэродинамической трубе специально изготовленной модели для определения снеговой и ветровой нагрузок. Подробно показан процесс монтажа покрытия, сборки наружного опорного контура и установки их на колонны. Описан процесс сборки внутреннего контура, периметр которого составил около 600 м, а вес – 4500 тс. После сборки внутреннего контура он в течение трех дней целиком был поднят на проектную отметку, которая достигала приблизительно значения 50 м. После этого между наружным опорным и внутренним контурами устанавливались криволинейные балки, между которыми монтировались кольцевые фермы. На каркас купола впервые в строительной практике нашей страны установлена светопрозрачная кровля из поликарбонатных панелей. Это была вторая реконструкция покрытия. Первая проводилась к Олимпиаде-80 в Москве. Третья реконструкция покрытия проведена для удовлетворения строгих требований FIFA. В ходе проведения реконструкции были демонтированы старые трибуны и сооружены новые. Увеличена площадь покрытия над трибунами, которые стали приближены к полю на 17 м, чтобы зрители были защищены от атмосферных осадков. Приняты меры для обеспечения несущей способности существующего большепролетного покрытия при проведении реконструкции стадиона.

Результаты. Разработана и осуществлена реконструкция Большой спортивной арены стадиона «Лужники». Реконструированная арена признана УЕФА (Европейской федерацией футбола) одним из лучших стадионов мира и получила квалификацию «Элит».

Выводы. Принципы реконструкции стадиона большой вместимости на примере усовершенствования Большой спортивной арены стадиона «Лужники» можно использовать для удовлетворения требований FIFA на других аренах с трибунами не менее 80 000 зрителей.

Введение. В статье рассказывается о ситуациях, когда происходят нарушения в геометрии в строящихся, а также уже введенных в эксплуатацию зданиях и  сооружениях, при этом повышается риск возникновения аварийной ситуации. Также в работе показываются причины возникновения задачи по контролю геометрии на соответствие ее проектной форме и стабильности, возможного влияния отклонения проектной геометрии на соседние здания и сооружения.

Цель: проанализировать и описать применение геодезических методов для предотвращения возникновения аварийных ситуаций при строительстве и эксплуатации зданий и сооружений.

Материалы и методы. Приведены способы и методы измерений деформированного состояния зданий при помощи современных роботизированных тахеометров, инклинометров, спутникового оборудования, а также при использовании гидростатического нивелирования, которые позволяют получать надежные и достоверные параметры деформированного состояния строительных конструкций как при статических, так и динамических воздействиях на здание или сооружение.

Результаты. Объяснены принципы работы систем измерений с использованием геодезических автоматизированных систем наблюдения. Приведен процесс определения перемещений и прогибов при монтаже большепролетных покрытий уникальных зданий. К ним относятся стальной стержневой купол стадиона «Лужники» в г. Москве, имеющий наибольший безопорный пролет для сооружений такого класса, равный 310 м, большепролетное трансформированное покрытие стадиона «Газпром Арена» в г. Санкт-Петербурге, большепролетное покрытие стадиона «Казань Арена» в г. Казани. Определены прогибы и перемещения контрольных точек стальной пирамиды для церемонии открытия этого стадиона. Также приведены методы определения параметров деформированного состояния при возведении Центра художественной гимнастики в Лужниках, при строительстве линий метрополитена в г. Москве и, кроме этого, при сооружении участка «Каширская» – «Карачарово» кольцевой железной дороги г. Москвы. Для всех приведенных объектов разработаны и внедрены методики проведения измерений.

Выводы. Приведенные методы измерений, позволяющие определять горизонтальные перемещения и прогибы, успешно используются при проведении мониторинга деформированного состояния зданий и сооружений, что позволяет увеличить их надежность и безопасность в режимах строительства и эксплуатации.

Введение. Проблема морозостойкости бетона является одной из сложнейших в бетоноведении. Особое место здесь занимает вопрос о методах испытаний бетона на морозостойкость. Для повышения надежности результатов существующие стандартные методы требуют более детальной регламентации процесса испытаний.

Цель работы – анализ нормативных методов испытаний бетона на морозостойкость с целью подготовки предложений по совершенствованию стандартов.

Материалы и методы. Материалом для рассмотрения и анализа явились отечественные и зарубежные стандарты и публикации о методах испытаний бетона на морозостойкость.

Результаты. Выполнен анализ методов испытаний бетона на морозостойкость, включенных в отечественные и некоторые зарубежные стандарты. Показано, что для повышения качества определения морозостойкости бетона необходим контроль температуры при замораживании и оттаивании, гарантирующий оценку температуры в бетоне испытываемых образцов; контроль температуры воздушной среды в морозильной камере следует признать недостаточным. Следует продолжить проверку критериев состояния бетонных образцов в процессе и после циклического замораживания и оттаивания. Необходимо продолжить натурные испытания бетона в суровых климатических условиях с учетом реальных условий замораживания и оттаивания бетона в конструкциях, сопоставляя результаты лабораторных и натурных исследований, в том числе образцов-спутников.

Выводы. По результатам анализа сделаны выводы о необходимости продолжить исследования по уточнению методики испытаний и критериев оценки состояния бетонных образцов после циклов замораживания и оттаивания, целесообразно воссоздать приборы для определения динамического модуля упругости образцов в процессе испытания замораживанием и оттаиванием, возобновить длительные натурные испытания бетонов в суровых климатических условиях, разработать пособие по созданию морозостойких бетонов с учетом современного уровня технологии бетона. Устранение существующих недостатков методики позволит повысить надежность результатов испытаний.

Введение. В настоящее время на территории Таджикистана проектируются и возводятся здания и сооружения на основе пассивных способов обеспечения сейсмостойкости, что в итоге приводит к увеличению жесткости и веса сооружений и, соответственно, увеличению сейсмической нагрузки. В статье рассматривается решение задачи, связанной с сейсмоизоляцией зданий с применением фрикционно-маятниковых опор. Динамическая модель исследуемого объекта представлена в виде системы, состоящей из суперструктуры, субструктуры и сейсмоизоляции.

Целью работы является дальнейшее развитие методов анализа и оценки параметров систем сейсмоизоляции и сейсмозащиты зданий и сооружений для обоснования условий эффективности их применения в сейсмостойком строительстве на территории Республики Таджикистан.

Материалы и методы. Использованы методы строительной механики, динамики сооружений, а также методы численного моделирования. Методика исследований включала построение математических моделей рассматриваемых систем, их численный анализ, сопоставление полученных результатов с имеющимися данными. Проводились экспериментальные исследования на модели фрагмента здания с использованием виброплатформы.

Результаты. Разработана математическая модель, позволяющая проводить исследования напряженно-деформированного состояния здания с маятниковыми скользящими опорами при различных внешних воздействиях, в том числе сейсмических. Система дифференциальных уравнений с использованием метода последовательных аппроксимаций преобразуется в систему алгебраических уравнений, которая решается на каждом шаге по времени. На основе разработанного алгоритма составлена компьютерная программа на языке Fortran и получены результаты численного решения динамической задачи по расчету многоэтажного здания с маятниковыми скользящими опорами. На примере 10-этажного каркасного здания получены результаты от действия мгновенного импульса.

Выводы. Сравнение результатов показывает, что применение сейсмоизоляции в виде фрикционно-маятниковых опор приводит к значительному уменьшению внутренних усилий в опорной части, а также к уменьшению скорости и ускорения в верхней части здания по сравнению с моделью без сейсмоизолирующих опор. При этом несколько увеличиваются перемещения как в нижней, так и верхней частях исследуемого объекта.

Введение. Разработка методов расчета нелинейных систем является актуальной областью исследования в связи с тем, что линейная теория не всегда позволяет достоверно описать свойства динамических систем, а для целого ряда случаев линейное приближение дает лишь очень грубое представление о рассматриваемых процессах.

Цель. При расчете линейных систем и записи разрешающих уравнений для нелинейных систем используются передаточные и импульсные переходные функции линейных «порождающих» систем дифференциальных уравнений. Подобный подход по сравнению с традиционным методом «нормальных форм» позволяет значительно упростить алгоритм расчета, исключив из него несколько этапов и представить решение в виде разложения по формам собственных колебаний линейных систем непосредственно относительно обобщенных координат.

Материалы и методы. В статье приведен разработанный метод и алгоритм расчета нелинейных систем с конечным числом степеней свободы при произвольных динамических воздействиях и характере физической нелинейности. В качестве разрешающих уравнений рассматриваются нелинейные интегральные уравнения второго рода, к которым сводятся системы нелинейных дифференциальных уравнений колебаний. Решение строится шагами по времени, величина которого в том числе определяет точность решения и характер численного алгоритма.

Результаты. Основные расчетные зависимости представлены в статье в обобщенном виде и удобны для численного моделирования. Приводятся решения для нелинейной системы с одной степенью свободы при кубической зависимости «реакция–перемещение» и системы с одной и двумя степенями свободы с демпфером вязкого трения. В обоих случаях построенное решение содержит все особенности нелинейных систем. В частности, скачок (переход) с верхней возрастающей ветви на нижнюю, устойчивую, и связанное с этим возбуждение свободных колебаний.

Выводы. Как показали результаты расчетов, возникновение в колебательных системах нелинейных эффектов весьма положительно сказывается на поведении динамических систем, в частности, в резонансных режимах.