Статья: Инженерно-геотехнические изыскания и испытания грунтов при строительстве зданий и сооружений (2024)

Промышленная революция — это перестройка общества под влиянием инноваций в технологиях и технике, которая сопровождается скачком производительности труда. Сегодня происходит 4-я революция, которая стремительно меняет ландшафт различных сфер жизни, в том числе архитектуры и строительной отрасли. Революция «Индустрия 4.0» объединяет технологии, используемые в организациях и в повседневной жизни людей. Она сочетает в себе физические и цифровые технологии. Но в архитектуре и строительстве она не развивается так, как во многих других отраслях, таких как автомобильная, авиационная, электронная и т. д. Актуальность исследования заключается в изучении и анализе этапа исторического события, связанного с промышленными революциями (в частности, четвертой промышленной революцией), и его реализации в современной строительно-архитектурной отрасли.

Цель исследования — это всесторонний обзор современной и исторической литературы, связанной с четвертой промышленной революцией и уровнем ее реализации в отрасли, с особым акцентом на строительстве и архитектуре. Таким образом, основные задачи исследования можно выделить следующие: обзор исторической литературы и базовое понимание промышленных революций; понимание Индустрии 4.0, ее принципов и преимуществ; выявление и внедрение Индустрии 4.0 в сферу строительства и архитектуры; несколько примеров использования Индустрии 4.0 в строительной и архитектурной отраслях. Вторая часть исследования посвящена идеи технологии четвертой волны в строительстве и архитектуре. В исследовании использован метод анализа научно-исторической литературы и документов, связанных с промышленной революцией (особенно четвертой промышленной революцией), и ее успехи в строительной и архитектурной отраслях для достижения и формулировки выводов.

Вывод исследования заключается в сегодняшнем этапе реализации четвертой промышленной революции в строительной и архитектурной отраслях и ее точки зрения на следующую промышленную революцию, которая началась с 2017 года. Автор считает, что развитие отраслей строительство и архитектура сейчас и в будущем зависит от внимания и использования новых отраслей и профессионалов в этой сфере, особенно IT-специалистов и технологий.

В выводе второй части исследования сформулированы технологии четвёртой волны во всех сферах строительства и архитектуры.
Научная новизна исследования заключается в изучении, анализе, выявлении основных факторов Индустрии 4.0 и подборке образцов реализации этой технологии (технологии четвертой волны) в строительстве и архитектуре.

Представлено обоснование кластерного подхода в формировании политики пространственного развития территории на примере Самарской области. Определены преимущества кластерного подхода для проектирования пространственного развития Самарской области. Обоснована роль строительного кластера в пространственном развитии региона, названы основные преимущества и проблемы в развитии строительного кластера. Одной из значимых проблем выделен кадровый дефицит в строительной отрасли, для решения которой предложено использовать кластерный подход в пространственном развитии Самарской области и формирование региональной политики развития кадрового потенциала в строительной отрасли, способствующей удержанию и привлечению в регион трудовых ресурсов.

В статье разработана и представлена универсальная систематизация нормативных требований, регламентирующих доступность объектов городской инфраструктуры маломобильным группам населения. Разработана методика оценки доступности зданий и сооружений маломобильным категориям граждан. На основе данных мониторинга общественных зданий и сооружений социального назначения в г. Орле и Орловской области выполнена численная реализация предложенной методики оценки доступности на примере структурно-функциональных зон одного из объектов здравоохранения – поликлиники г. Малоархангельска. Предложенная систематизация нормативных требований и методика позволят выявить наиболее проблемные места в обеспечении доступности городской инфраструктуры, количественно оценить критерии адаптированности городских объектов для людей с ограниченными возможностями. Результаты оценки могут служить инструментами повышения эффективности принимаемых стратегических решений по повышению уровня жизни населения на урбанизированной территории в целом.

Рассказывается об особенностях изображения архитектурного пространства в живописных работах художника-сюрреалиста Джорджо де Кирико. В общих чертах описывается сюрреализм как художественный стиль начала ХХ в., его возникновение, отличительные черты и смысловые задачи; более подробно рассматриваются вопросы применительно к Джорджо де Кирико: из каких архитектурных объектов и составных элементов образуется городское пространство его живописных полотен, какие предметы являются главными смысловыми частями. Описана общая универсальная архитектурная модель формирования такого пространства в композициях де Кирико, а также знаково-семиотическая структура, используемая мастером. Раскрывается понятие и значение термина «метафизическая живопись», способы прочтения сюрреалистического художественного произведения, игровой характер взаимодействия художника и зрителя. Подробно анализируются методы и особенности конструирования внутреннего пространства метафизических произведений этого мастера, показываются составные элементы, способы, приемы, техники организации композиции живописного полотна. Показано значение влияния изображения архитектурного пространства в произведениях де Кирико на современного человека и использование его художественного опыта в наше время.

Научное исследование является продолжением публикаций авторов, и впервые приводится полный концептуальный набор принципов и приёмов, системно охватывающий все уровни архитектурно-планировочной организации строительных производственных комплексов. Предложена концепция архитектурного формирования строительных производственных комплексов в городах Донбасса, которая включает в себя рекомендации при формировании данных комплексов. Обобщен градостроительный подход при выборе территорий недействующих угольных шахт. Проведен анализ существующих зданий и сооружений угольной шахты и особенностей строительных производственных комплексов.

В работе приводится анализ девелопмента высокоурбанизированных многофункциональных зданий в контексте развития современной жилой архитектуры. Предлагается обзор жилой застройки Самары с конца ХХ столетия до современного этапа. Рассматриваются строящиеся объекты. Основной акцент делается на актуализацию многофункциональности как основного признака современной архитектуры. Обозреваются расширяющиеся признаки высокоурбанизированности современной жилой застройки. Рассмотренные объекты анализируются с точки зрения их функционального наполнения, способности к автономному функционированию, градостроительного размещения. Выводы работы фиксируют тенденции развития современной жилой архитектуры.

Предпринята попытка соотнести понятия «образ города» ‒ «идентичность», рассмотрено понятие идентичности в национально-культурном контексте. Выявлены особенности архитектурной идентичности городов Северного Кавказа. Рассмотрены вопросы сохранения национального наследия. Авторы актуализируют сохранение и позиционирование национально-культурного контекста в архитектурных сооружениях чеченского народа. Проведен авторский анализ факторов проявления архитектурного языка местной застройки вместе с композиционными методами проектирования.

В настоящее время большинство людей проживает в городах, что приводит к увеличению плотности застройки, сокращению общественных пространств, нарушению экологического равновесия. Поэтому одной из основных задач, которая стоит перед архитекторами и дизайнерами, является сохранение экологического равновесия, что, в свою очередь, способствует созданию более комфортных условий для проживания. В статье рассматривается необходимость более эффективной интеграции приёмов ландшафтного урбанизма в контексте исторической городской среды. Также предлагается принять во внимание методологию проектирования городского пространства, основанную на изучении окружающей среды, природных характеристик и взаимодействий между ними, экономических, культурных и социальных аспектов.

В статье акцентировано внимание на ключевых методах и подходах, которые обеспечивают оптимальную организацию пространства для научной и исследовательской работы. Это способствует достижению универсальности, гибкости и способности к трансформации внутренней среды. Исследованы современные композиционные приёмы архитектурного преобразования объектов рассматриваемого типа и способы их применения на различных уровнях архитектурного формирования и развития. Выявлены основные критерии архитектурно-пространственного формирования научно-исследовательских учреждений нового поколения, благодаря которым формируется архитектурный ансамбль, концепция пространственной организации, создание единой композиционной структуры, организация узнаваемой архитектуры Определены основные принципы и особенности, которые формируют характер устойчивости, визуального восприятия, создают пространственную структуру восприятия.

Анализируется опыт ревитализации общественных пространств в исторической среде городов в практике зарубежного и отечественного опыта проектирования. Ставится задача определения места и роли современного искусства и современной архитектуры в жизни исторического центра города в среде, наполненной объектами культурного наследия. Рассматривается зарубежный и отечественный опыт практических акцентных решений, использованных как временные, компенсирующие практики для реновации общественных пространств в исторической среде городов. Раскрывается потенциал нового восприятия как инструмента обновления и комплексного подхода к решению стратегии ревитализации общественных пространств исторических центров городов.

В статье дана краткая историко-архивная информация об объекте культурного наследия регионального значения «Особняк мещанина Галактионова Г.И.». Приведено описание декоративного решения фасадов здания, сведения об его объемно-планировочном решении. Сделан акцент на нетипичном конструктивном решении главного фасада здания – вертикальный сруб облицован кирпичной кладкой. Приведены некоторые результаты комплексных инженерных изысканий, из которых видно, что сохранившиеся конструкции здания находятся в аварийном состоянии, имеется большой процент утрат кладки по фасадам. Однако еще существует возможность сохранить первоначальный ненесущий облицовочный слой кладки главного фасада. Приведены технологические решения по его реставрации. Дано описание мероприятий после проведения работ по сохранению краснокирпичного фасада. Сделано утверждение об индивидуальности выработанной технологии, так как каждый объект культурного наследия является уникальным с позиции степени сохранности конструкций.

Проблема: город поглощает природные и историко-культурные ресурсы территории, за счет которой растет. Технический и экономический рост города не совпадает с сохранением и процветанием природы и культуры. Качество жизни при росте города ухудшается в результате преобладания коммерческих интересов застройщиков над экологическими и историческими ценностями горожан.

Цель: выявить особенности роста города Иркутска, экологические и историко-культурные проблемы, сопровождающие этот рост, и разработать инструмент проектирования, позволяющий защищать экологические и историко-культурные ценности города.

Методы: фиксация планировочных форм конфликтов путем сравнительного анализа проектных и фактических морфотипов застройки; использование конфигураций природного и историко-культурного каркасов города для оценки конфликтных ситуаций; поиск компромисса в конфликтах мотиваций развития города.

Результаты: выявлены научные направления разрешения конфликтов устойчивого развития города: принцип ландшафтосообразности планировки и застройки; принцип преемственности в развитии застройки; принцип разграничения публичных и приватных морфотипов; принцип упорядочения случайных процессов в разновременной застройке.

В статье приведены результаты лабораторных штамповых испытаний песчаных грунтов, дисперсное армирование которых производилось отходами стеклобоя в виде крошки. Испытуемые образцы грунта имели разную плотность, и соответственно для каждой плотности было выполнено несколько вариантов процентного содержания стекла в массиве от общего объема. Целью выполнения лабораторных исследований являлось получение такой механической характеристики грунта, как модуль деформации, который впоследствии сравнивался с таким же модулем деформации, но только неармированного грунта. Полученные результаты исследований показали эффективность применения стеклянной крошки в качестве дисперсного армирования несвязанных грунтов, что позволяет улучшать его прочностные свойства и значительно экономить на устройстве искусственных оснований под здания или сооружения, а также решить вопрос с утилизацией стеклянных отходов и соответственно улучшить экологические показатели окружающей среды.

В статье изучены культурные слои и подземные сооружения, обнаруженные в ходе охранно-спасательных археологических раскопок в 101 квартале г. Самары. Выделены типы фундаментов разновозрастных зданий, и сделана попытка определить стадии использования территории под строительство. Описано петрографическое изучение образцов кирпичей. Исследованы природные слабонарушенные почвы на территории 101 квартала Самары.

Представлены результаты теплотехнических расчетов наружных многослойных ограждающих конструкций зданий и тепловой мощности системы отопления помещений жилого здания, включающие расчеты температурных полей и парциальных давлений водяного пара при различных параметрах конструктивных слоев и слоев тепловой изоляции. Рассмотрены варианты и дана оценка варьирования параметров и различного расположения тепловой изоляции в наружных многослойных ограждениях на изменения полей температур и парциальных давлений водяного пара в ограждении, а также на изменение тепловой мощности системы отопления помещений здания для двух климатологических районов проектирования. Расчеты выполнялись по представленной в статье методике с применением специально разработанной программы для ЭВМ.

Рассмотрены природные и технические аспекты, способствующие поступлению на водопроводные очистные сооружения города Севастополя воды некондиционного качества в паводковый период, вызывавшие неоднократную остановку водопроводных очистных сооружений. Рассмотрены варианты переоснащения существующей схемы подачи и очистки воды, с определением укрупненной стоимости. В работе представлено технологическое обоснование применения схемы двухступенчатого отстаивания, которое может быть реализовано в рамках имеющегося оборудования и небольшого технологического переоснащения.

В связи с постоянным ростом тарифов в области коммунального хозяйства всё более остро встаёт проблема необходимости точного расчёта объёма поверхностного стока, который должен учитывать не только ландшафтные особенности местности, но и водопоглощающие свойства грунта и покрытий. Цель настоящей работы ‒ определить коэффициент покрова zi для наиболее характерных типов естественных и искусственных поверхностей. Научная новизна заключается в доработке существующей методики, изложенной в «Рекомендациях ГНЦ РФ ФГУП НИИ ВОДГЕО», в частности установлении математической зависимости значения коэффициента покрова zi от фракционного состава грунта для определения коэффициента поверхностного стока Ψ, на котором базируются коммерческие расчёты за водоотведение дождевых и талых вод в систему ливневой канализации.

Статья посвящена решению актуальных задач создания и совершенствования замкнутых систем водного хозяйства промышленных предприятий. Приводится обзор и подробный анализ реализации федеральной программы «Отходы» в действующих региональных центрах Российской Федерации. При проведении анализа авторы определили и решили следующие задачи: обоснование необходимости создания замкнутых систем водного хозяйства (ЗСВХ); определение субъектного состава, необходимого для разработки ЗСВХ; выбор технологических схем и соответствующего оборудования. В статье проиллюстрирован опыт реализации федеральной программы «Отходы» в различных регионах Российской Федерации, который свидетельствует о кооперации предприятий, где образуются промышленные отходы, с предприятиями, где они перерабатываются и используются в качестве сырья или утилизируются. На основе рассмотрения видов промышленных стоков и направлений деятельности предприятий авторы пришли к выводу о целесообразности специальной обработки промышленных стоков перед утилизацией непосредственно на месте их образования с получением высушенного конечного продукта, которая должна проводиться в соответствии с нормативными требованиями в сфере обращения с отходами.

Представлены результаты экспериментальных исследований по оценке прочности железобетонных балок с разной степенью разрушения защитного слоя рабочей продольной арматуры с последующим его восстановлением ремонтной смесью. Приведены результаты испытаний трех серий опытных образцов по три образца в каждой серии. Внутри серий опытные образцы выполнялись с одинаковым продольным армированием, а образцы в каждой серии различались степенью разрушения защитного слоя продольной рабочей арматуры в зоне поперечного изгиба. Образцы испытывались как свободно опёртые балки, нагружаемые в пролёте двумя одинаковыми сосредоточенными силами. Полученные результаты позволили оценить роль продольной арматуры, в зависимости от степени разрушения её защитного слоя, в обеспечении прочности, формировании напряжённо-деформированного состояния и характера разрушения железобетонных балок прямоугольного сечения в зонах поперечного изгиба.

В статье рассмотрен новый способ оценки огнестойкости монолитных безбалочных бескапительных перекрытий зданий и сооружений. Сущность способа заключается в том, что тепловые (огневые) испытания перекрытия проводят без разрушения, по комплексу единичных показателей качества рабочей арматуры и конструктивного бетона неразрезных плит перекрытия. Применение способа позволяет определить огнестойкость неразрезной железобетонной плиты безбалочного перекрытия здания без натурного огневого воздействия, повышает достоверность статистического контроля качества и неразрушающих испытаний, снижает экономические затраты.

В статье изложено инновационное применение методики по оценке проектной огнестойкости реконструированной железобетонной ребристой панели перекрытия по критерию наступления предельного состояния по признаку потери несущей способности. При этом предел огнестойкости изгибаемого элемента устанавливают без термосилового разрушения по комплексу единичных показателей качества конструктивного бетона и арматурной стали, что упрощает инженерные расчеты, снижает затраты на проведение дорогостоящих экспериментов. Приведены результаты исследования влияния геометрических размеров реконструированной железобетонной ребристой панели, схемы обогрева расчетного сечения в условиях пожара, размещения основной и дополнительной арматуры в расчетном сечении, глубины заложения стержней основной и дополнительной арматуры и степени её огнезащиты, коэффициента термодиффузии конструктивного бетона, величины испытательной нагрузки на панель и интенсивности напряжения в стержнях продольной рабочей арматуры на проектный показатель огнестойкости, который устанавливают по признаку потери несущей способности. Применение нового предлагаемого технического решения позволяет определить проектную огнестойкость реконструированной железобетонной ребристой панели без натурального термосилового воздействия, упрощает инженерные расчеты, повышает достоверность статистического контроля качества материалов железобетона и неразрушающих испытаний, снижает экспериментальные затраты.