ivdon3@bk.ru
"В статье приводится обзор и систематизация работ, посвященных применению машинного обучения для решения задач исследования, расчета и проектирования железобетонных конструкций. Рассматриваются апробированные актуальные на сегодняшний момент аспекты, связанные с расчетом, проектированием, а также оценкой технического состояния объектов с помощью различных подходов, реализующих схемы машинного обучения, в т.ч., глубинного обучения, ансамблевые алгоритмы. Показано, что в настоящее время в мировой строительной науке данная область стремительно развивается и совершенствуется. При этом алгоритмами машинного обучения решаются задачи предсказания проектных параметров, задачи идентификации тех или иных параметров, дефектов, повреждений на основе алгоритмов классификации и др. Приведенные в статье материалы позволят специалистам точнее выбрать предметную область исследования и определить направления адаптации и совершенствования собственных разработок в области машинного обучения.
Ключевые слова: машинное обучение, железобетонные конструкции, уравнения регрессии, идентификация, аппроксимация, искусственный интеллект
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В статье рассмотрены причины образования дефектов, подлежащих оценке. Представлены способы получения информации о состоянии металлических гофрированных труб. Показаны основные дефекты, возникающие в процессе эксплуатации металлических гофрированных труб. Определены наиболее эффективные способы оценки состояния металлических гофрированных труб.
Ключевые слова: гофрированные металлические трубы, износ, долговечность, дефекты, факторы, оценка
Проведен сопоставительный анализ равных осветительных условий школьных помещений на основе проектных решений осветительными приборами трех российских производителей светильников. Все проекты выполнены с использованием осветительных приборов на основе рекомендаций этих производителей по использованию их номенклатуры светильников для освещения различных школьных помещений. Проектирование выполнено с помощью программы DIALux. Каждый из трех производителей широко известен специалистам и зарекомендовал себя надежным производителем отечественной светотехнической продукции, готов предложить полный спектр светильников для различных школьных помещений. Проведенное технико-экономическое сравнение полных приведенных затрат на все осветительные установки (на примере одной целой школы) позволило провести сопоставительный анализ и определить наиболее выгодные варианты. Проведен анализ современного состояния российского рынка осветительных приборов, рекомендуемых производителями для освещения классов, рассмотрены их характеристики, дана оценка их соответствия актуальным требованиям энергоэффективности. Сделаны выводы и прогнозы по дальнейшему развитию осветительного оборудования со светодиодами для освещения классных комнат, основанные на необходимости постоянного совершенствования современной номенклатуры осветительных приборов с точки зрения их энергоэффективности и конкурентоспособности.
Ключевые слова: технико-экономическое сопоставление, метод приведенных затрат, сопоставительный анализ, освещение школьных помещений, осветительный прибор, моделирование освещения, энергоэффективность
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.3 - Теплоснабжение, вентиляция, кондиционирование воздуха, газоснабжение и освещение
Приводиться метод определения напряженно-деформированного состояния свайных фундаментов под металлические опоры линий электропередач при технической экспертизе объектов электросетевого хозяйства в условиях Крайнего Севера. Даётся пример расчета с использованием автоматического программного комплекса ЛИРА. Определяется наиболее напряженные участки конструкций. Доказывается перспектива использования САПР при технической экспертизе объектов электросетевого хозяйства.
Ключевые слова: строительные конструкции, металлические конструкции, объекты энергетики, напряженно-деформированное состояние, техническая экспертиза
В статье представлен краткий обзор зарубежного опыта по применению технологий информационного моделирования (ТИМ) в «зеленом» строительстве. В работе выполнена наукометрическая оценка публикаций по теме ТИМ в «зелёном» строительстве. В результате обзора установлено, что в последнее время ТИМ находит все более широкое применение в области «зеленого» строительства, формируя новый этап эффективности использования ресурсов и минимизации негативного воздействия на окружающую среду.
Ключевые слова: технологии информационного моделирования, «зеленое» строительство, устойчивое развитие, жизненный цикл здания, управление ресурсами, энергоэффективность и экологичность.
Разработка методик расчета конструкций из сверхвысокопрочного бетона (далее – СВПБ) по прочности и деформациям является важным этапом на пути к внедрению этого инновационного материала в практику проектирования и строительства. В настоящей работе представлены результаты конечно-элементного моделирования работы двутавровых СВПБ-балок в зоне действия поперечных сил. Для стенок балок, находящихся в условиях плоского напряженного состояния, применена модель SMM, интегрированная в каркасном приложении OpenSees. Авторами добавлены новые классы материалов, реализующие осредненные законы деформирования СВПБ (с фиброй и без нее) и размещенной в нем арматуры. Расчеты показали хорошую сходимость с собственными результатами испытаний двутавровых СВПБ-балок авторов, а также с результатами опытов других исследователей.
Ключевые слова: прочность наклонных сечений, поперечная сила, сверхвысокопрочный сталефибробетон, двутавровые балки, OpenSees
Выбор метода силового расчета строительных конструкций предваряется анализом статической определимости и неизменяемости стержневой системы с помощью структурных формул, при этом для разных типов конструкций – для балок, ферм, рам, арок и так далее – источниками предлагаются разные формулы. Показано, что для структурного анализа всех стержневых систем достаточно определить степень аномальности структуры по формуле П.Л. Чебышева. Развитие линейно-монадной теории структуры позволяет формализовать зависимости количества стержней и шарниров от количества внешних и внутренних контуров при синтезе как нормальных, так и аномальных структур
Ключевые слова: балка, ферма, рама, арка, структура, анализ, синтез, неизменяемость, определимость, степень аномальности, стержни, система, контур, монада, шарнир
Анализируется ситуация появления, идентификации и управления рисками, возникающими в процессе строительства. Неопределенность принятия решений в строительных проектах предполагает создание методик , обеспечивающих надежность решений и их эффективность. Такая методика разработана в Российской Ассоциации Управления проектами. В работе приводится пример использования этой методики на реальном объекте строительства. Проведен анализ рисков, возникающих при реализации строительного проекта, создана карта рисков для данного проекта и применен метод PERT при создании календарного плана.
Ключевые слова: неопределенность, рисковое событие, вероятность, риск, ущерб, опасность, надежность, анализ рисков, инвестиционно-строительный проект, метод PERT
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
По результатам экспериментальных исследований распространения изгибных волн рассмотрена способность разработанной методики к оценке прочности кирпичной клад-ки. Проведен сравнительный анализ прочностей кладки по разным методикам (формула Л.И. Онищика, Еврокод 6). По корреляционным зависимостям между скоростью распро-странения упругих волн и прочностью кладки представленные практические данные поз-волили перспективно оценить метода с использованием изгибных волн в обследовании здания и сооружений.
Ключевые слова: экспериментальные исследования, кирпичная кладка, упругие волны, скорость изгибных волн, прочность
Анализируется методика определения напряженно-деформированного состояния металлических опор линий электропередач при технической экспертизе объектов электросетевого хозяйства. Даётся пример расчета с использованием автоматического программного комплекса ЛИРА. Определяется наиболее напряженные участки конструкций. Расчётным способом подтверждается гипотеза о том, что трехгранное поперечное сечение траверсы портальной промежуточной опоры ВЛ 500 кВ экономичнее (эффективней) чем четырехгранное (классическое) поперечное сечение.
Ключевые слова: строительные конструкции, металлические конструкции, объекты энергетики, напряженно-деформированное состояние, техническая экспертиза
Обеспечение населения комфортным жильем всегда было актуальной проблемой. Однако формализованных критериев для этого кроме регламентирования минимальных площадей помещений очень мало. В связи с этим в статье рассматривается вопрос оценки эффективности планировочных решений жилых помещений с точки зрения их логистической комфортности. С этой целью предлагается метод, использующий аппарат теории графов и позволяющий вычислить затраты времени на «холостой» ход для представителя той или иной социальной группы применительно к оцениваемому планировочному решению. Холостым ходом считается перемещение пользователя между характерными функциональными зонами планировки. Для моделирования связей между этими зонами используется специальная матрица, построение которой аналогично формированию матрицы инциденции в неориентированных графах. В качестве примера, иллюстрирующего работоспособность предлагаемого подхода, рассматривается несколько вариантов планировок однокомнатных, двухкомнатных и трехкомнатных квартир. Сравнение полученных результатов времени для планировочных решений различных типов в том числе существовавших 15-20 лет назад и современных, указывает на тенденцию к увеличению логистической комфортности современных планировок.
Ключевые слова: планировочное решение, логистическая комфортность, «холостой» ход, теория графов
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
Рассматривается основное содержание диверсификации производства как деятельность субъектов хозяйствования. проявляющаяся в покупке действующих предприятий, организаций новых предприятий, перераспределении инвестиций в интересах организации и освоения новой продукции на имеющихся производственных площадях.
Ключевые слова: температура воздуха, радиационная температура, стационарный режим, нестационарный режим, ограждающая конструкция, аварийный режим, тепловая инерция, внутренняя облицовка, программный комплекс, строительные материалы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В статье показана значимость анализа состояния прочностных качеств старой древесины при проведении реставрационных работ и мониторинга состояния конструкции. В частности, анализируются физико-механические свойства древесины при длительной эксплуатации в водной среде. Определены изменения в химическом составе древесины в результате эксплуатации в воде Финского залива. На примере бревен ряжевого фундамента форта Кроншлот описано как изменение химического состава материала влияет на его прочностные свойства.
Ключевые слова: Механические свойства древесины, длительная прочность, химический состав древесины, водорастворимые экстрактивные вещества.
Шлакощелочное вяжущее (ШЩВ) получают путем полимеризации измельченного в шаровой мельнице гранулированного доменного шлака (алюмосиликатный компонент) щелочным активатором, в результате чего образуется экологически чистое гидравлическое полимерное вяжущее. Шлакощелочной бетон (ШЩБ) на основе ШЩВ стал альтернативой традиционному бетону на основе портландцемента (ПТЦ). Арматурные стержни в сочетании с ШЩБ позволяют получить бетонные конструкции, обладающие высокими сцепными свойствами с арматурой по сравнению с бетонами на основе портландцемента. Однако, из-за различий в процессе производства ШЩБ, существуют явные различия в технических свойствах, включая характеристики сцепления. Для его производства и эксплуатационных испытаний необходима надлежащая стандартизация, чтобы ограничить противоречие в результатах, полученных в лаборатории и на стройплощадке.
Ключевые слова: отходы металлургического производства, граншлак, измельчение, химическая активация, арматура, сцепление, прочность
Рассматривается расчет на устойчивость П-образной шарнирно опертой рамы. Введено понятие r-подобных рам, как рам с одинаковым отношением r погонных жесткостей ригеля и стойки. Показано, что параметр vcr , определяющий критическую нагрузку на раму, одинаков для r-подобных рам. Получены приближенные формулы, позволяющие определить критический параметр нагрузки vcr и расчетные длины сжатых стержней с погрешностью не более 2%.
Ключевые слова: плоская рама, устойчивость, критическая сила, коэффициент приведенной длины, r-подобные рамы, аппроксимация, метод наименьших квадратов
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье выполнена работа по моделированию нескольких вариантов информационных схем ребристого монолитного перекрытия промышленного здания. Был выполнен сравнительный анализ всех расчётных моделей визуально и в числовом аспекте. Также рассматривается эффективность использования BIM-технологий в проектировании с применением программных комплексов «Renga», «CАПФИР-3D» и «ЛИРА-САПР» в расчётно-конструктивном разделе.
Ключевые слова: ребристое перекрытие, промышленное здание, проектирование зданий и сооружений, BIM-технологии, расчётная схема, информационная модель, жёсткая вставка, напряжённо-деформированное состояние, метод конечного элемента
В статье рассмотрены вопросы повышения качества и безопасности движения пешеходов и транспортных средств в подземных линейных сооружениях. Рассмотрены основные параметры безопасности движения транспортных сооружениях тоннельного типа. Определена область применения люминесцентных и световозвращающих материалов при строительстве и эксплуатации бетонных и асфальтобетон покрытий. Даны рекомендации по применению специальных светящихся материалов в практике строительства.
Ключевые слова: бетон, асфальтобетон, световозвращающие покрытия, люминесцентные материалы, безопасность движения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В данной статье рассматриваются существующие принципы применения приема иллюзии в архитектуре. Представлена классификация объектов по назначению, выделены ключевые особенности групп классификации. Приведены и проанализированы примеры уже существующих построенных зданий с различной типологией. Целевое направление статьи базируется на создании концепции объема (здания) с использованием приемов оптических иллюзий для формирования комплексного решения по уточнению общего замысла объекта и достижения эффекта парадокса у зрителя. Также подробно описаны ар-хитектурные и конструктивные решения по предлагаемой концепции с определением точной локации здания относительно обзора и подхода к нему.
Ключевые слова: иллюзия, архитектурный объем, комплексное решение, парадокс, дематериализация, визуальное восприятие, конструктивный элемент, зеркальная поверхность, эффект парения, угол наклона, организация генерального плана
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура)
Описаны основные проблемы, связанные с принципами расчета и проектирования строительных конструкций зданий и сооружений в сейсмических активных районах в соответствии с положениями нормативного документа СП 14.13330.2018. Отмечены сложности, которые могут возникнуть при использовании зарубежных нормативных требований в части проектирования и расчета. Рассмотрен расчет плоской стальной многоэтажной рамы на основное и особое сочетание нагрузок и воздействий. Расчет рамы на особое сочетание выполнен по СП 14.13330.2018 с учетом и без учета дополнительных требований зарубежных норм проектирования ASCE/SEI 7-22, ANSI/AISC 341-22. Требования иностранных норм учитывались не в полном объеме, а только в части повышения надежности конструкции, по определенным позициям. Проанализировано изменение параметра металлоемкости рамы при различных вариантах расчетов. Сформулированы выводы и даны рекомендации путей снижения металлоемкости при расчете на сейсмическое воздействие с учетом повышения надежности строительных конструкций.
Ключевые слова: конечно-элементные схемы, колонны, ригели, сейсмическое воздействие, стальные рамные каркасы, плоские рамы, проектирование, предельные состояния, материалоемкость, оптимизация, надежность, особое сочетание, коэффициенты сочетаний
В статье приведен анализ состояния вопроса нормирования в части выполнения расчетного обоснования и конструирования усиления железобетонных конструкций с применением систем внешнего армирования на основе углеродных волокон. Рассмотрены нормативные документы РФ и зарубежные, проведен анализ применения внешнего армирования на основе композитных материалов для различных по характеру работы конструкций, выделены недостатки имеющихся методик расчета и конструирования. В заключении приведены рекомендации по соответствующему совершенствованию методик расчета и конструирования.
Ключевые слова: внешнее армирование, углеродное волокно, усиление, восстановление
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье изложены результаты проведенного лабораторного испытания и конечно-элементного моделирования конструкции фасадной корзины под наружный блок сплит-системы. Выполнен сравнительный анализ полученных данных. В ходе моделирования были учтены основные возможные расчетные ситуации и определены опасные зоны, по которым ожидается разрушение. Для подтверждения полученных расчетных значений проведено натурное испытание, в котором было реализовано моделирование ветрового давления при помощи двух горизонтально приложенных нагрузок. По результатам испытаний определено, что использованный метод моделирования соответствует действительности, также был установлен характер разрушения и предельно допустимые нагрузки. На основании чего были сделаны вывод о пригодности использования рассмотренного в статье варианта конструкции фасадной корзины для заданных условий эксплуатации.
Ключевые слова: конечно-элементная модель, испытание, несущая способность, надежность, деформативность, корзина под кондиционер, кронштейн, разрушение
В статье исследуется двумерное обтекание прямоугольных цилиндров с соотношением сторон от 0.1 до 2.0 с применением модели турбулентности k-e Realizable при числе Рейнольдса 2×E5. Численными расчетами в программе ANSYS Fluent были получены изменения коэффициентов лобового сопротивления, поперечной силы и числа Струхаля в зависимости от размеров сечения призмы. Расчеты были проведены при интенсивности турбулентности набегающего потока 2% и 4%. По результатам расчетов было установлено, что при турбулентности 4% отмечается хорошее совпадение суммарных аэродинамических характеристик с имеющимися экспериментальными данными.
Ключевые слова: обтекание прямоугольного цилиндра, модель турбулентности k-e Realizable, аэродинамические характеристики прямоугольного цилиндра
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Рассматривается архитектура многофункциональных жилых комплексов (МФЖК) в аспекте «устойчивости» к внешним факторам и воздействиям. Выделяется четыре уровня формообразования МФЖК: уровень градостроительной структуры; уровень объемно-пространственной организации; уровень функциональной и архитектурно-планировочной структуры; уровень композиционной организации и поиска выразительного облика МФЖК. На каждом из выделенных уровней достигаются «целевые» показатели «устойчивой архитектуры». Процесс формообразования МФЖК рассматривается как последовательность комбинаторно-поисковых этапов и процедур на основе моделирования геометрических параметров визуальной модели МФЖК с целью максимального приближения к «показателю устойчивости». Предлагается четыре метода комбинаторно-поискового моделирования: метод «наложения» планировочных каркасов; метод «трассирования» формообразующего контура; метод «коллажирования» функционально-планировочных элементов; метод комбинирования «регулярных сеток» в общественно-деловой и жилой части МФЖК. Для интенсификации комбинаторно-поисковых процедур предлагается применять технологии цифрового проектирования.
Ключевые слова: многофункциональные жилые комплексы, устойчивая архитектура, комбинаторно-поисковое моделирование, методы, процедуры
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
В работе приведены результаты обследования консолей сборных железобетонных колонн строящего производственного здания. Описаны последствия, возникающие при допущении ошибок во время изготовления колонн, а также методика расчета консоли. Обследование выполнялось с целью обнаружения положения арматуры в консолях железобетонных колонн. При выполнении обследования технического состояния ставились следующие задачи: определить фактическое состояние несущих конструкций, узлов их сопряжения на момент обследования, установить фактическое армирование конструкций, дать рекомендации по восстановлению (усилению) несущей способности консолей колонн.
Ключевые слова: обследование, несущая способность, колонна, бетон, арматура, усиление
В работе приведены результаты обследования железобетонного монолитного фундамента шаровой мельницы с центральной разгрузкой. Описаны последствия, возникающие при допущении ошибок во время возведения фундамента машин с динамическими нагрузками, а также методика мониторинга фундамента. Обследование выполнялось в связи с увеличением уровня вибрации оборудования, установленного на фундамент и обнаружением дефектов фундамента в виде трещин и сколов бетона. При выполнении обследования технического состояния ставились следующие задачи: определить фактическое состояние несущей конструкции на момент обследования, установить физико-механические характеристики материалов конструкции, указать характеристики и размеры повреждений, достаточных для определения объемов ремонтно-восстановительных работ, разработать рекомендации для дальнейшей безопасной эксплуатации конструкции.
Ключевые слова: обследование, несущая способность, фундамент, динамическая нагрузка, бетон, арматура, усиление