«ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ ФОРМЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ПРИВЕДЕННЫХ ЗАТРАТ А.В. Барышников – аспирант кафедры СК, И.В. Харламов – к.т.н., профессор Алтайский государственный технический университет ...»

ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ КОНСТРУКТИВНОЙ ФОРМЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ

КОНСТРУКЦИЙ С УЧЕТОМ ПРИВЕДЕННЫХ ЗАТРАТ

А.В. Барышников – аспирант кафедры СК, И.В. Харламов – к.т.н., профессор

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул)

Современное проектирование стальных строительных конструкций должно отвечать

необходимому уровню качества, что определяются соответствием конструкции

эксплуатационному назначению, надежностью и экономичностью конструкции.

При этом важна не только экономичность конструкции на стадии изготовления, транспортировки и монтажа, но и на стадии эксплуатации.

Обычно при разработке проекта и сравнении его с другими вариантами необходимо стремятся к минимизации затрат на изготовление, транспортировку и монтаж конструкции.

Однако, выбрав наиболее экономичную конструкцию, после ее возведения и эксплуатации в течении определенного времени может оказаться так, что она будет менее выгодна, чем те варианты, с которыми она сравнивалась. Это объясняется тем, что для различных конструкций затраты на их содержание отличаются, что обусловлено долговечностью антикоррозионной защиты, а так же проведением ремонтных и восстановительных работ.

Одним из важнейших факторов повышения эффективности капиталовложений, направляемых в строительство и обеспечивающих дальнейшее увеличение объемов и повышение качества построенных объектов является выбор строительно-конструктивной системы здания.[4] Рациональность выбора конструктивной формы металлоконструкций определяется минимизацией затрат на их изготовление и эксплуатацию. Однако, зачастую не правильно выбирают конструктивные решения конструкций, что может привести к значительным затратам при их эксплуатации. Необходимо создать такой метод расчета и прогнозирования, который позволил бы исправить эти недостатки при проектировании конструкции.

В ходе решения поставленной задачи необходимо добиться наибольшейэкономической эффективности технических решений зданий, рациональное использование материальных, трудовых и финансовых ресурсов; перспективы внедрения прогрессивных технических решений в строительство; высокую степень долговечности зданий и их эксплуатационных параметров; одинаковый методический подход к выбору строительно-конструктивных систем и технико-экономическойоценке проектов.

Результаты работы предназначены для технико-экономической оценки и выбора рациональных строительных систем зданий.

В качестве инструмента для определения рациональной конструктивной формы металлоконструкций планируется создать универсальный программный продукт, в котором будут учитываться все факторы, влияющие на стоимость металлоконструкций.

Анализ конструктивных форм строительных конструкций производится при обеспечении условий сопоставимости сравниваемых вариантов по типу конструкций, назначению, габаритов и т.д.

Не менее значимо единство норм проектирования, применяемых при разработке вариантов.

Анализ конструктивных систем должен проводится по следующим показателям[4]:

- стоимостные показатели;

- показатели потребности в основных строительных материалах;

- показатели затрат труда;

- показатели продолжительности строительства;

- эксплуатационные затраты.

В качестве основного показателя принимается показатель сметной стоимости и приведенных затрат, однако в зависимости от целей отдельных сравнений, в качестве критерия могут быть приняты и другие перечисленные показатели.

Состав затрат и издержек на производство и содержание строительных конструкций промышленных объектов, приведен в работах В.И. Агаджанова[3].

Затраты на изготовление включают в себя капитальные вложения в сопряженные отрасли, поставляющие материалы и изделия для строительства, затраты при возведении зданий и сооружений.

Во время эксплуатации конструкций осуществляются вложения на капитальный ремонт, на возобновление защиты от коррозии, среднегодовые затраты на текущий ремонт и содержание, потери от коррозии при эксплуатации зданий и сооружений.

Для определения затрат на проведение ремонтных работ по восстановлению конструкций и защитных покрытий необходимо разработать алгоритмы, по которым будут рассчитываться геометрические параметры конструкций и определяться площади окрашиваемых поверхностей. В качестве исходных данных задаются стержневые элементы, пластины конструкции и их взаимное примыкание, так как участки примыкания элементов играют большую роль в долговечности защитного покрытия.

После ввода данных всех элементов необходимо задать способ (лакокрасочные покрытия, металлизированные, комбинированные и без защиты) и параметры антикоррозионной защиты. По разработанным алгоритмам будет осуществлен расчет долговечности антикоррозионного покрытия каждого элемента в отдельности и группы элементов, окрашиваемых в одно время.

Рассчитав долговечность защитного покрытия и требуемые для покраски площади, необходимо будет определить экономические параметры конструкции. Для этого потребуется составление сметы на конструкцию. По этим данным можно легко рассчитать и вручную затраты на изготовление конструкции, но разрабатываемый продукт, кроме этого будет брать из нее данные для расчета дальнейших (эксплуатационных) затрат, по которым можно будет узнать приведенные и прямые затраты на конструкцию за определенный период ее эксплуатации.

Данная работа позволит быстро принять правильное решение при выборе конструктивной формы конструкции. А разрабатываемый программный продукт даст возможность за короткое время подобрать это рациональное конструктивное решение и оптимальный способ антикоррозионной защиты, оценивая затраты на изготовление и эксплуатацию конструкции.

Список литературы 1. Горохов Е.В. Долговечность стальных конструкций в условиях реконструкции. – М.:

Стройиздат, 1994. – 488 с.

2. Бережнов К.П., Филиппов В.В. Определение долговечности корродирующих строительных конструкций промзданий// Строительство и архитектура. -1988. -№1.

3. Агаджанов В.И. Экономика повышения долговечности и коррозионной стойкости строительных конструкций. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Стройиздат, 1988. – 144 с.

4. Рекомендации по дальнейшему использованию и развитию различных конструктивных систем, применяемых в жилищном строительстве г. Москвы, на основе технико-экономического анализа. Москва, 1999.

КОНСТРУКТИВНЫЕ СИСТЕМЫ ЗДАНИЙ ДЛЯ СВЕРХСКОРОСТНЫХ МЕТОДОВ

СТРОИТЕЛЬСТВА

Лю Цзя – студент группы ПГС-81, Харламов И.В. – к.т.н., доцент каф. СК, Корницкая М.Н. – к.т.н., доцент каф. СК Скоростное строительство — возведение зданий и сооружений в минимальные, технически оправданные и экономически целесообразные сроки путем наибольшего совмещения процессов и всемерной интенсификации производства.

Примерами применения скоростных методов строительства могут быть возведение 15-тиэтажного отеля в китайском городе Чанша провинции Хунань за шесть дней и 30-этажной гостиницы Ark Hotel, изображенной на рисунке 1, за 15 дней. Выполнила строительство компания Broad Group.

Рассмотрим основные особенности методов, которые позволили выполнить строительство за столь короткий срок.

Конструктивные особенности 1) Возведение 30-этажного небоскреба началось 25 декабря 2011. Перед этим прошла серьезная работа по подготовке к строительству – были устроены сваи будущей гостиницы Ark Hotel, а также созданы сборные элементы этого сооружения, как показано на рисунке 2.

2) В качестве несущей основы 30-этажного небоскреба Ark Hotel использован стальной сердечник, к которому и крепятся все остальные конструкции здания, как изображено на рисунках 3, 4.

Основными преимуществами стальных конструкций являются:

- короткий цикл строительства, так как стальная конструкция изготавливается на производственной линии завода и доставляется к месту установки, - благодаря более высокой прочности стали площадь поперечных сечений конструкций оказывается на 5-8% меньше чем у аналогичных железобетонных конструкций, это позволяет перекрывать большие размеры пролетов и получать большую полезную площадь, - стальная конструкция здания сравнительно легко поддается утилизации, то есть вторичной переработке, тем самым уменьшая количество строительных отходов по сравнению с конструкциями из других материалов.

Наряду с преимуществами стальные конструкции обладают рядом недостатков:

- низкий предел огнестойкости. Теплопроводность стали гораздо больше, чем теплопроводность железобетона, его огнестойкость гораздо хуже, чем у железобетонной конструкции. когда температура достигает 600 C, сталь структуры теряет упругость и прочность.

- неустойчивость к коррозии. Стальная поверхность покрывается слоем окислов, это приводит к концентрации напряжений и уменьшению поперечных сечений, ставя под угрозу безопасное использование стальных конструкций.

3) Панели, которые устанавливались на металлический каркас, уже имели в себе все необходимые для эксплуатации гостиницы коммуникации – трубы, проводку, вентиляцию. Так что строителям не пришлось отдельно тратить время на их прокладку.

В результате за 15 дней было создано не просто здание, а полностью готовая к эксплуатации гостиница – с рабочими коммуникациями и даже мебелью во всех помещениях, приведенными на рисунке 5.

Экономические и технологические особенности Небоскреб Ark Hotel высотой 30 этажей имеет площадь 17 тысяч квадратных метров.

Благодаря использованию самых современных энергосберегающих технологий, это здание будет потреблять примерно в 5 раз меньше ресурсов, чем аналогичные ему сооружения. А воздух в Ark Hotel будет в 20 раз более чистым, чем в других небоскребах. За этот показатель будет отвечать высокотехнологичная система очистки, контролируемая компьютером.

Несмотря на кажущуюся ненадежность быстро возведенных конструкций этого небоскреба, он рассчитан на то, чтобы выдержать землетрясения амплитудой до 9 баллов по шкале Рихтера.

Примерная стоимость одного квадратного метра жилья построенного здания составила 3000 юаней ($500). Проектировщики прогнозируют в условиях крупномасштабного производства уменьшение стоимости квадратного метра до 2000 ($340) юаней за квадратный метр.

Таким образом, рассмотренная технология позволяет повысить эффективность строительства. Этот опыт требует более детального изучения.

ПРИРАЩЕНИЕ РАСЧЕТНОГО СОРОТИВЛЕНИЯ КИРПИЧНОЙ КЛАДКИ ПРИ

СЕТЧАТОМ АРМИРОВАНИИ

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) Армированные кирпичные конструкции представляют собой кладку, усиленную стальной арматурой, которую укладывают на растворе в швы между кирпичами. Армирование может быть вертикальное и горизонтальное, поперечное и продольное.

Поперечное армирование выполняют сетками или отдельными стержнями. Сетки воспринимают поперечные растягивающие усилия, возникающие при сжатии кладки, препятствуют разрушению кирпича при изгибе и растяжении и этим увеличивают несущую способность сжатого элемента.

Столбы, стены и простенки армируют поперечной сетчатой арматурой, прямоугольной или зигзагообразной. Диаметр стержней для поперечного армирования кладки допускается не менее 2,5 и не более 8 мм. Вместе с тем, диаметр арматуры в прямоугольных сетках должен быть не более 5 мм, а в зигзагообразных - не более 8 мм, толщина швов в кладке должна превышать сумму диаметров пересекающейся арматуры не менее чем на 4 мм при толщине шва не более 16 мм.

Применение арматуры больших диаметров вызвало бы недопустимое увеличение толщины горизонтальных швов и снижение прочности кладки.

Для предохранения от коррозии арматурные сетки сверху и снизу защищают слоем раствора толщиной не менее 2 мм. В связи с этим общая толщина шва, в котором расположена прямоугольная сетка из стержней диаметром 5 мм, должна быть не менее 14 мм.

Стержни сеток сваривают или связывают между собой вязальной проволокой. Расстояние между стержнями в сетках должно быть не менее 30 и не более 120 мм.

Поперечное сетчатое армирование оказывает значительное влияние на несущую способность каменной кладки. В зависимости от количества сеток прочность армированной кладки может в 2 раза превышать прочность неармированной.

Размеры сеток всегда должны быть больше размеров сечения армируемого элемента, чтобы можно было после выполнения кладки визуально проверить все параметры армирования: диаметр стержней, размер ячеек и шаг сеток.

При поперечном армировании столбов и простенков сетки следует изготавливать и укладывать так, чтобы было не менее двух арматурных стержней (из которых сделана сетка), выступающих на 2-3 мм на внутреннюю поверхность простенка или на две стороны столба.

При устройстве стыков арматуры без сварки концы гладких стержней должны заканчиваться крюками и связываться проволокой с перехлестом стержней на 20 диаметров.

Арматурные прямоугольные сетки укладывают не реже чем через пять рядов кладки, а при утолщенном кирпиче - через четыре ряда, зигзагообразные - попарно в двух смежных рядах, так чтобы направление стержней в них было взаимно перпендикулярным. За расстояние между зигзагообразными сетками принимают расстояние между сетками одного направления.

Расчет элементов с сетчатым армированием при центральном сжатии следует производить по формуле где N - расчетная продольная сила;

R sk 2R - расчетное сопротивление при центральном сжатии, определяемое для армированной кладки из кирпича всех видов и керамических камней со щелевидными вертикальными пустотами по формуле при пустотности более 20% - по формуле:

- объемный коэффициент армирования для сеток с квадратными ячейками из арматуры сечением fS с размером ячейки С при расстоянии между сетками по высоте S.

mg - коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки;

VS f S 2C - объемы арматуры;

- коэффициент продольного изгиба, определяемый по табл.18 СНиП II-22-81* для h или i при упругой характеристике кладки с сетчатым армированием sk, определяемой по формуле (4) СНиП II-22-81*.

1. Объемный коэффициент армирования кладки сетчатой арматурой при центральном сжатии должен составлять:

2. Элементы с сетчатым армированием выполняются на растворах марки не ниже 50 при высоте ряда кладки не более 150 мм.

3. Гибкость элемента прямоугольного сплошного сечения:

где l0 – расчетная высота (длина) элемента;

h – меньший размер прямоугольного сечения.

4. Эксцентриситет расчетной силы N относительно центра тяжести сечения:

Таблица Приращение расчетного сопротивления кладки Rk определяется по формуле:

где RS – расчетное сопротивление стали.

Примечание: Приращение расчетного сопротивления кладки Rk должно составлять:

где Rk – расчетное сопротивление неармированной кладки.

Приращение расчетного сопротивления кладки (кгс/см2) Таблица Использование таблиц с величинами приращений позволяет:

1. Сократить время расчетов, их трудоемкость;

2. Отбраковать неприемлемые величины приращений;

3. Выбрать несколько вариантов диаметров арматуры (ds), ячеек сетки (С) и шага сеток по вертикали (S), при равной величине приращений;

4. Наглядно проследить закономерность изменения величин приращений;

5. Упростить расчет объемного коэффициента армирования (xy), при анализе квадратной ячейки, с расстоянием шага сеток по вертикали (S).

1. СНиП II.22-81 Каменные и армокаменные конструкции.

ПРИМЕНЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ БЛОКОВ AUTOCAD ПРИ ВЫЧЕРЧИВАНИИИ

ИЗДЕЛИЙ МЕТАЛЛОПРОКАТА

Бочарова М.А. – студентка, Летучая В.В. - студентка, Бусыгина Г.М. – к.э.н., доцент Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) При использовании в автоматизированном проектировании системы AutoCAD эффективным является использование таких возможностей, как динамические блоки, которые позволяют создавать собственные объекты, обладающие способностью автоматически изменять свои параметры по желанию пользователя. Необходимость изучения указанных функций возникла при выполнении заданий производственной практики.

Блоком называется совокупность связанных объектов чертежа, обрабатываемых как единый объект. Динамический блок – это блок, который можно изменить на чертеже во время работы.

К основным преимуществам динамических блоков относится:

объединение нескольких блоков в один с возможностью вывода необходимого варианта путем изменения размеров или выбора из списка (создание одного блока двери с различными размерами вместо множества одиночных блоков);

возможность создания блоков самим пользователем (каждый инженер может самостоятельно создать себе в помощь блок, необходимый для проектирования);

простота в использовании.

Вхождения динамических блоков содержат 6 видов ручек (пользовательских свойств), которые изменяют способ отображения вхождения на чертеже после его вставки. Например, для вхождения динамического блока-двери можно изменить размер после вставки вхождения блока на чертеж.

Рисунок 1 – Изменение размера динамического блока «дверь» после вставки Динамические блоки создаются в редакторе блоков, где на палитре вариаций блоков выбираются нужные параметры и операции для назначения их объекту. При проектировании металлических конструкций были созданы следующие динамические блоки.

1) «уголок равнополочный» с параметрами точечный, линейный, параметр выбора и базовая точка, на которые наложены операции: перемещение, растянуть и выбор. Таким образом, формируется возможность выбора уголка из списка и изменение его параметров методом растягивания.

2) «двутавр колонный» с аналогичными параметрами..

3) «уголок неравнополочный» с аналогичными параметрами, но дополнительно создано два типа выбора: в зависимости от размеров и в зависимости от массы уголка.

4) «двутавр балочный»

5) «трубы квадратные» с параметрами: точечный, выбор, линейный и операциями перемещения, растяжения, масштаба и выбора. Так выбор производится по размерам и по массе 1 метра погонного, также возможно изменение размеров через масштабирование, специальной ручкой изменяется и радиус скругления уголков трубы.

5) «трубы квадратные» с параметрами: точечный, выбор, линейный и операциями перемещения, растяжения, масштаба и выбора. Так выбор производится по размерам и по массе 1 метра погонного, также возможно изменение размеров через масштабирование, специальной ручкой изменяется и радиус скругления уголков трубы.

6) «профнастил», при его создании были вычерчены различные типы профнастила, которые объединились в единый динамический блок, задав объекту параметры видимость и отражение. В результате при выборе из списка меняются не размеры элемента, как в случае уголков, а сама форма профнастила, его вид.

7) При вычерчивании меток разреза были использованы параметры: точечный, линейный, поворот, базовая ручка, выбор и операции перемещения, поворота, отражения и выбора.

Операция выбора позволяет получить вертикальный или горизонтальный разрез, что значительно упрощает операцию вычерчивания меток, так как исчезает необходимость поворота всего элемента и дополнительного переноса текста. Так как текст является атрибутом блока, его легко редактировать.

Также реализовано изменение вида элемента и его атрибутов.

Рисунок 2 – Создание динамического блока «уголок равнополочный» и его вставка Иногда для создания геометрии требуется создание дополнительных построений (например, для создания зависимостей относительно вспомогательных элементов), но видимость этих построений в конечном блоке не нужна. В редакторе блоков для этих целей предусмотрена команда БЛОКОНСТР, которая позволяет преобразовать существующую геометрию во вспомогательную геометрию, и наоборот, а также скрыть или показать её.

В качестве примера приведем последовательность создания динамического блока «швеллер с уклоном полок».

Вначале выполняется автоналожение зависимостей и дополняются полученные ограничения Симметрией полок (относительно ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ оси), равенством радиусов. Оси швеллера преобразуйте во ВСПОМОГАТЕЛЬНУЮ ГЕОМЕТРИЮ, они будут отображаться штриховой линией, а при вставке блока их не будет видно. Далее задаются зависимости: высота швеллера, ширина нижней полки и другие размеры. Как правило, при задании размерных зависимостей очень важно отслеживать последовательности задания точек, что достаточно непросто. Дело в том, что при размерной параметризации очередность задания точек означает, от какой точки к какой будет меняться длина отрезка при изменении размера:

это будет влиять на расположение ручек. Далее создается таблица значений параметров и ее размещение В то же время данный блок можно было создать без использования геометрических зависимостей. Следует отметить, что такой вариант довольно сложен из-за наложения множества параметров и операций. При создании блока от пользователя требуется гораздо больше внимания и времени. Особенно сложно добиться сохранения наклона полок при растяжении, для этого потребуются операции линейный, растяжение, масштаб, в зависимостях же это можно решить через коллинеарность отрезков. В итоге созданный блок получается сложным к прочтению, громоздким, хотя его возможности сводятся к тем же, что у блока созданного с зависимостями, т.е. выбору швеллера из списка.

Рисунок 4 Использование блока без использования геометрических зависимостей

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ AUTOCAD В

АВТОМАТИЗИРОВАННОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Летучая В.В. – студентка, Бочарова М.А. - студентка, Бусыгина Г.М. – к.э.н., доцент Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) При использовании в автоматизированном проектировании системы AutoCAD эффективным является использование таких возможностей, как динамические блоки, параметрические чертежи, внешние ссылки и подшивки, которые позволяют экономить время при создании чертежей, исключая трудоемкие и подчас ненужные операции.

При выполнении заданий производственной практики часто возникает необходимость работать с большим объемом комплектов чертежей, разной направленности (АР,КМ или КЖ) одновременно. Для этого удобно работать с подшивками.

Подшивка — это файл с расширением *.dst, в котором хранятся ссылки на имена листов и файлов, в которых они расположены. Таким образом, проектировщик может создавать необходимый ему комплект чертежей из уже имеющихся, а благодаря тому, что мы ссылаемся на другой файл, система не перегружена и это позволяет избежать сбоев в работе. Достоинства использования подшивок:

совместная работа с одним и тем же файлом нескольких специалистов;

удобство расположения (файлы могут находиться в разных местах, но при открытии подшивки сразу же будут доступны, и их не придется искать заново);

удобство управления проектом – собирать альбом чертежей гораздо проще, удобно править нумерацию листов, название проекта и выполнять проверку чертежей;

удобство распечатки и архивирования (файлы, картинки, шрифты…всё в одном месте).

Использовать подшивку можно не только при реальном проектировании (особенно актуальна подшивка для тех кому нужен весь комплект для проверки – глав. специалист), но и в учебном процессе, например для написания диплома. Так, при работе над дипломным проектом специальности ПГС необходимо выполнить несколько чертежей разных разделов:

АР,КС,ПОС, технологические карты. В каждом разделе по 3-4 листа формата А1, причем объем информации достаточно большой. К основным действиям с подшивками можно отнести:

просмотр структуры проекта;

открытие листов через подшивку;

публикацию листов подшивки;

архивация подшивки.

Подшивка может хранить не только информацию о номерах листов, но и контролировать номера (буквенные и численные) сечений, узлов, фрагментов, видов. Подобные ссылки будут автоматически вставляться, изменяться.

Очень удобным в совместном проектировании является использование внешних ссылок.

Внешняя ссылка-это отображение чертежа из другого файла с сохранением динамической связи. Преимущества внешних ссылок: совместная работа над проектом; удобство перекрестных проверок чертежей; автоматическое отслеживание изменений. Например, если в качестве внешней ссылки используется файл ОСИ, а затем рисуется по имеющимся осям план этажа.

Рисунок 2 – Использование внешней ссылки Если в исходном файле внешней ссылки выполняется движение осей, то в результирующем файле будет выдано сообщение.

В чертеже также возможно использование растровых изображений в растровом формате (jpg, tiff и т.п.), или в формате dwf или pdf, чаще всего в качестве основы черчения (подложка).

Вставка происходит в целом так же, как и внешних ссылок. Для векторных подложек (*.pdf, *.dwf) доступны объектные привязки. Если файл pdf изготовлен не стандартными средствами AutoCAD, а программой стороннего производителя, то есть вероятность, что объектная привязка не будет успешно работать.

Рисунок 3 – Использование растровых изображений

ИНФОРМАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗДАНИЯ (BIM) – НОВАЯ КОНЦЕПЦИЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) Стремительное развитие информационных технологий за последние десятилетия ознаменовалось появлением нового подхода в архитектурно-строительном проектировании, заключающемся в создании компьютерной модели нового здания, которая несет в себе все сведения о будущем объекте.

В современных условиях стало невозможно эффективно обрабатывать прежними средствами колоссальный объём информации, поступающий специалистам. Причем поток информации не прекращается и после того, как здание запроектировано и построено, поскольку новый объект вступает в стадию эксплуатации, происходит его взаимодействие с другими объектами и окружающей средой. Решение этой проблемы стало возможным путем информационного моделирования будущего здания и использования этой модели в течение всего жизненного цикла сооружения.

Информационная модель здания – Building Information Model (BIM) – это иной подход к возведению, оснащению, обеспечению эксплуатации и ремонту здания, т.е. к управлению его жизненным циклом. Впервые аббревиатура BIM была предложена директором Центра строительных наук и компьютерной графики, профессором Технологического института Джорджии (Атланта, США) Чарльзом Истманом в 1975 году. Сформулированная им концепция получила развитие в 70-х годах прошлого века и впервые была внедрена компанией Graphisoft в пакете ArchiCAD в 1987 году. Далее идею стали использовать в своих разработках такие компании как Autodesk и другие известные разработчики систем автоматизированного проектирования.

Новый подход к проектированию зданий через их информационное моделирование предполагает сбор и комплексную обработку в процессе проектирования всей архитектурно-конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании со всеми ее взаимосвязями и зависимостями.

Сегодняшнему подходу к BIM в большей степени соответствует понятие, сформулированное компанией Autodesk. [1] Информационная модель здания это:

хорошо скоординированная, согласованная и взаимосвязанная;

поддающаяся расчетам и анализу;

имеющая геометрическую привязку;

пригодная к компьютерному использованию;

допускающая необходимые обновления числовая информация о проектируемом или уже существующем объекте.

Эта информация может быть использована для:

принятия конкретных проектных решений;

создания высококачественной проектной документации;

предсказания эксплуатационных качеств объекта;

составления смет и строительных планов;

заказа и изготовления материалов и оборудования;

управления возведением здания;

управления и эксплуатации здания и средств его технического оснащения в течение всего жизненного цикла;

проектирования и управления реконструкцией или ремонтом здания;

сноса и утилизации здания.

Применение информационной модели здания облегчает работу с объектом и имеет массу преимуществ перед прежними формами проектирования. BIM позволяет в виртуальном режиме собрать воедино, рассчитать, состыковать и согласовать создаваемые разными специалистами и организациями компоненты и системы будущего сооружения, заранее проверить его жизнеспособность, функциональную пригодность и эксплуатационные качества. BIM также позволяет избежать внутренних нестыковок, возникающих при синхронизации всей проектной документации.

С помощью BIM в идеале создается виртуальная копия здания. На начальном этапе создания модели будущего объекта имеется некоторый набор информации, которая пополняется в течение всего срока его эксплуатации. Таким образом, создание информационной модели – растянутый во времени непрерывный процесс с динамически развивающейся информацией. Одним из главных преимуществ BIM является возможность добиться практически полного соответствия эксплуатационных характеристик нового объекта требованиям заказчика.

Информационное моделирование здания уже сейчас показало возможность достижения высокой скорости, объема, качества проектирования и возведения объекта, а также значительной экономии средств. В. В. Талапов [2] в качестве иллюстрации реального применения концепции приводит пример строительства нового корпуса Музея искусств в американском городе Денвере. При создании этого сложного по форме и внутреннему оснащению здания была использована разработанная специально для этого объекта информационная модель организации взаимодействия субподрядчиков при проектировании и возведении каркаса здания, разработке и монтаже сантехнических и электрических систем. В результате только чисто организационное применение BIM сократило срок строительства на 14 месяцев и позволило сэкономить около 400 тысяч долларов (при сметной стоимости объекта в 70 миллионов долларов).

В мировой практике известны и другие примеры, когда комплексное или даже частичное использование BIM-технологии приводило к сокращению сроков проектирования и строительства, уменьшению расходов на возведение объектов: концертный зал имени Уолта Диснея в Лос-Анджелесе, небоскреб One Island East в Гонконге, олимпийские объекты в Пекине и в Лондоне и др.

В России также происходит освоение информационного моделирования зданий.

Технологии BIM используются при строительстве нового здания Государственного академического Мариинского театра в Санкт-Петербурге, начавшегося в 2002 году.

Сложность объекта, его социально-культурная значимость, особенности расположения площадки строительства создавали большую вероятность многочисленных изменений первоначального проекта. В отличие от традиционного процесса проектирования и возведения объекта технология BIM гибко и быстро учитывает все изменения как в проекте, так и в генерируемой документации. Работы по возведению театрального здания еще не закончены, но уже сейчас делаются научно обоснованные выводы о том, что проектирование столь сложного объекта через информационное моделирования оправдывает себя [3].

Технологию информационного моделирования возможно использовать не только при проектирования нового объекта, но и при реконструкции и реставрации. Например, при реконструкции оперного театра в Сиднее в 2002 году с помощью информационного моделирования был применен новый подход к распределению финансовых и административных ресурсов проекта реконструкции.

Широкое внедрение технологии информационного моделирования зданий в строительную отрасль, как и всякий новый подход к делу, – процесс длительный, сложный и противоречивый. Несмотря на многочисленные проблемы этот процесс, несомненно, обречен на победу. С начала внедрения моделирования зданий прошло сравнительно немного времени, и еще десять лет тому назад большинство проектировщиков в России даже не слышали термина BIM, но уже сейчас данный метод оценивается специалистами как один из наиболее перспективных, и получает все более широкое применение в практике проектирования.

1. Autodesk Inc. About bim // Building information modeling. – 2012. [Электронный ресурс].

URL: http://usa.autodesk.com/building-information-modeling/about-bim (дата обращения 18.04.2012).

2. Талапов В. В. BIM: что под этим понимают // Цикл авторских публикаций об информационном моделировании зданий. – 2010. [Электронный ресурс]. URL:

http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=14078 (дата обращения 18.04.2012).

3. Талапов В. В. Применение BIM к существующим зданиям // Цикл авторских публикаций об информационном моделировании зданий. – 2010. [Электронный ресурс]. URL:

http://isicad.ru/ru/articles.php?article_num=14159 (дата обращения 18.04.2012).

ВЛИЯНИЕ ШИРИНЫ ПОЯСА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТОНКОСТЕННОГО

СИГМА-ПРОФИЛЯ ПРИ РАБОТЕ НА ИЗГИБ

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) В последние годы в России наблюдается устойчивый рост сегмента строительства с применением тонкостенных холодногнутых профилей из оцинкованной стали. Конструкции на их основе с успехом применяются и как изгибаемые элементы при умеренных и средних значениях нагрузок. Это прогоны, балки покрытий и перекрытий. Нередко непосредственно на них опирается стальной профилированный настил с соответствующим креплением к верхним поясам, поэтому в дальнейшем будем считать, что общая устойчивость конструкций обеспечена конструктивно.

В качестве изгибаемых элементов могут применяться профили С - образного, Z – образного, Сигма – образного сечения (рисунок 1).

Одной из особенностей холодногнутых профилей, вытекающей из особенностей производства, а это чаще всего непрерывное холодное формование, является возможное многообразие соотношения размеров в пределах одной формы профиля и даже в пределах одной высоты профиля. Вероятно, существует такая комбинация размеров, при которой профиль в данной проектной ситуации, характеризующейся в частности конкретным сочетанием внутренних усилий, будет наиболее эффективен. За критерий эффективности чаще всего принимается минимальный расход стали.

Вопросы эффективности C – и Z – образного профилей в условиях изгиба рассмотрены в [1]. В настоящей работе рассматриваются изгибаемые элементы, состоящие из двух Сигма – профилей (рисунок 1 д). Такое сечение имеет две оси симметрии, что в большинстве случаев исключает кручение, которое в дальнейшем не учитывается.

Рисунок 1 - Сечения профилей: а) С-образное, б) Z-образное, в) Сигма-образное, г) из За критерий эффективности профиля при работе на изгиб принято отношение максимального изгибающего момента, который способно воспринять сечение одного Сигма-профиля в упругой стадии работы стали, к его площади, характеризующей расход материала, Mxmax / A, где Mxmax = Wx y (1).

Варьируются следующие параметры сечения: ширина пояса bf в интервале от 40 до мм; высота верхней части стенки h1 от 20 до h/2 – d (угол наклона 45о). Ширина отгиба принята постоянной, равной 0,3bf [1]. Расчеты выполнены для трех фиксированных высот профиля: h =150, 250 и 350 мм и трех значений предела текучести стали: y = 250, 350 и МПа.

Момент сопротивления сечения в (1) определяется в зависимости от того, обеспечена ли местная устойчивость элементов сечения (стенка, пояс, отгиб) и устойчивость формы сечения [2] при напряжениях в сжатом поясе, равных пределу текучести. Если устойчивость обеспечена, то в расчёт принимается момент сопротивления полного сечения Сигма – образного профиля. Если устойчивость хотя бы одного (или более) из перечисленных видов не обеспечена, то в расчет принимается редуцированный момент сопротивления эффективного сечения Wxeff.

Параметры эффективного сечения определяются по Eurocode 3 [2,3]. Где в целях учета явления потери устойчивости пластин, составляющих сечение, последние в зависимости от уровня и градиента сжимающих нормальных напряжений, а также граничных условий по продольным граням пластин, в соответствии с концепцией «эффективной ширины», предложенной фон Карманом (T. von Karman), разбиваются на эффективные и неэффективные участки. Первые моделируют части сечения, которые после потери устойчивости соответствующей пластины остались устойчивы, и они включаются в состав эффективного сечения. Вторые моделируют выпучившиеся части пластин, и не включаются в состав эффективного сечения.

Возможность потери устойчивости формы сечения учитывается в [2] путем редуцирования толщины условного ребра жесткости, в состав которого включается эффективная часть сжатого пояса, примыкающая к отгибу, и эффективная часть самого отгиба.

И рассматривается устойчивость стержня на упругом основании с таким сечением.

Все вычисления выполнены с помощью модифицированного варианта программы расчета стальных тонкостенных холодногнутых профилей CFSteel, в которой для определения редуцированных геометрических характеристик эффективных сечений реализована методика Eurocode 3.

На рисунке 2 представлены зависимости эффективности профиля Mxmax / A от ширины пояса bf для фиксированной высоты профиля h =150 мм и стали с y = 250 МПа. При толщине t =1 мм максимум достигается при малых ширинах bf = 40..50 мм. При больших ширинах увеличивается величина неэффективной части пояса. Если при bf = 40 мм пояс полностью эффективен (т.е. не теряет местную устойчивость), то при bf =120 мм ширина неэффективной части составляет уже 59 мм. При увеличении толщины неэффективная часть пояса уменьшается и оптимальные значения bf увеличиваются до bf = 60 мм при t =1,5 мм, bf = 80 мм при t = 2 мм. При толщине t = 3 мм сечение полностью эффективно и максимальные значения эффективности лежат за пределами рассматриваемых ширин поясов.

Рисунок 2 – Зависимости эффективности профиля от ширины пояса для h =150 мм и С увеличением высоты профиля до h = 250 мм максимальные значения эффективности повышаются приблизительно на 30% при t =1 мм, на 40% при t =1,5 мм и на 50% при t =2 мм.

При этом оптимальные ширины поясов смещаются в сторону увеличения примерно на 10 мм;

при этом ширины неэффективных частей поясов остаются в целом такими же.

Увеличение высоты профиля до h = 350 мм сопровождается теми же тенденциями.

Происходит дальнейшее увеличение эффективности, но в меньшей степени (на 20..25%), а соответствующие ширины поясов bf увеличиваются еще на 10 мм.

При повышении прочности стали до y = 350 и 450 МПа характер зависимости эффективности от ширины пояса не изменяется. Но максимальные значения Mxmax / A сдвигаются в сторону меньших bf приблизительно на 10 мм (при каждом повышении y) при всех высотах. Это объясняется относительно ранней потерей устойчивости пояса и большей шириной выключающейся из работы его части.

В таблице 1 приведены значения наиболее эффективных (относительных эффективных) ширин поясов для разных сталей, высот сечений и толщин, из которой следует, что на величину bf эф оказывают влияние все три параметра. Но в наибольшей степени bf эф зависит от толщины стали. Увеличение толщины с 1,5 мм до 3 мм приводит к увеличению bf эф в 1,7..1,85 раза.

Таблица 1 – Значения наиболее эффективных ширин поясов Влияние изменения высоты верхней части стенки на эффективность профиля для высоты профиля h = 250 мм показано на рисунке 3. При t = 1 мм наблюдается выраженный максимум эффективности при высоте верхней части стенки h1 40 мм (рисунок 3 а). Это объясняется тем, что при меньших высотах теряет устойчивость средняя часть стенки h2, а при больших h эта часть стенки сама теряет устойчивость и выключается из работы. При t = 1,5 мм средняя часть стенки устойчива на всем интервале варьирования, а при h1 80 мм теряет устойчивость верхняя часть и эффективность умеренно падает (рисунок 3 б). При толщинах t = 2 и 3 мм стенка устойчива и варьирование высоты h1 не изменяет значения эффективности (рисунок в,г).

При высоте h =150 мм стенка полностью эффективна (т.е. не теряет устойчивость) при всех толщинах и варьирование высоты ее верхней части не влияет на эффективность профиля.

Для высоты h =350 мм находят свое дальнейшее развитие тенденции, характерные для h = 250 мм. При t =1 и 1,5 мм имеют место выраженные экстремумы при h1 = 40…50 мм и h1 = 50…60 мм соответственно. При t =2 мм и h1 110 мм теряет устойчивость верхняя часть стенки, а при t = 3 мм все части стенки сохраняют устойчивость, и варьирование высотой h практически не влияют на эффективность профиля.

Характер влияния высоты верхней части стенки h1 на эффективность при повышении прочности стали сохраняется. В низких профилях (h =150 мм и t =1 мм) при меньших величинах h1 начинает терять устойчивость верхняя часть стенки и как следствие при меньших значениях h1 начинает снижаться эффективность. При высотах h = 250 и 350 мм наблюдается выраженный максимум при t =1…1,5 мм, а при h = 350 и y = 450 МПа и при t = мм. При этом значения h1, при которых он достигается, сдвинуты в сторону уменьшения приблизительно на 10 мм.

Рисунок 3 - Зависимости эффективности профиля от высоты верхней части стенки для В результате исследований, выполненных на основе концепции «эффективной ширины»

при работе на изгиб при отсутствии кручения можно сделать следующие выводы. Изменение ширины полки существенно влияет на эффективность профиля во всем диапазоне высот профилей и прочностей стали. Величина эффективной ширины полки зависит от высоты профиля, прочности и толщины стали. Наибольшее влияние оказывает толщина стали. При t = 1,5 мм наиболее эффективны ширины поясов 55…65 мм; при t = 2 мм – 65…80 мм; при t = 3 мм – 95…105 мм. Высота верхней части стенки в невысоких профилях (h1 180 мм) во всем диапазоне прочности сталей не оказывает влияния на эффективность работы на изгиб.

Начиная с высоты профиля приблизительно h = 180…190 мм и выше наиболее эффективными величинами верхней части стенки при t =1,5…3 мм для всех сталей являются значения h1 = 40..50 мм.

1. Кикоть А.А. Влияние ширины поясов и отгибов в сечениях С- и Z-образных стальных тонкостенных холодногнутых профилей на эффективность работы в условиях изгиба // Ползуновский вестник. – 2011. - №1. – с. 70-75.

2. EN 1993-1-3: 2004 Eurocode 3. Design of steel structures. Part 1-3: General rules.

Supplementary rules for cold-formed members and sheeting / CEN, Brussels, 2004. – 125 p.

3. EN 1993-1-5: 2003 Eurocode 3. Design of steel structures. Part 1-5: Plated structural elements / European Committee for Standardization CEN, Brussels, 2003. – 53 p.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ НАДСТРОЙКИ ЗДАНИЯ С ПЕРЕДАЧЕЙ НАГРУЗОК НА

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ НАРУЖНЫЕ ОПОРЫ

Кузовенко А.В. – студент, Халтурин Ю.В. – к.т.н., доцент Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) Ежегодно в России в переливании крови нуждаются 1,5 миллиона человек. Очень часто кровь требуется пострадавшим от ожогов и травм, при тяжелых родах или при проведении сложных операций, больным онкологическими заболеваниями. В клиниках, где проводятся операции на сердце, на одно лечебное место необходимо 12-15 литров в год! Некоторым людям компоненты и препараты, помогающие свертыванию крови, нужны в течение всей жизни. Кроме того, кровь необходима для производства ряда лекарственных препаратов.

Однако, с 1998 по 2008 год, количество доноров в РФ сократилось с 4 млн. до 1,8 млн. человек и составило в среднем по России 12 доноров на 1000 человек. При этом для нормального функционирования системы здравоохранения необходимо, чтобы на 1 тыс. населения приходилось не менее 40 доноров. С учетом сложившейся ситуации Министерством здравоохранения и социального развития Российской Федерации и Федеральным медико-биологическим агентством была разработана и в 2008-2012 годах реализуется масштабная Программа развития добровольного донорства крови.

Программа реализуется по трем основным направлениям:

- техническое переоснащение учреждений Службы крови;

- создание единой информационной базы данных по заготовке, переработке, хранению и обеспечению безопасности донорской крови и ее компонентов;

- развитие системы массового безвозмездного донорства крови и ее компонентов.

В 2009 г. в рамках ПНП «Здоровье» ГУЗ «Алтайская краевая станция переливания крови»

получила современное медицинское и компьютерное оборудование на сумму на сумму 133997374 рублей. Это оборудование позволяет обеспечивать не только вирусную, но и иммунную безопасность донорской крови.

Здание ГУЗ «Алтайская краевая станция переливания крови» за время эксплуатации подверглось не только физическому, но и моральному износу: возросли требования по комфортности, технической оснащенности, пожарной безопасности и др. Капитальный ремонт здания не позволял выполнить требования современных стандартов к функциональному процессу СПК (требовалось увеличение общей площади здания). Выходом из сложившейся ситуации стала реконструкция, включающая надстройку дополнительных этажей здания.

Существует два принципиально разных подхода к увеличению этажности существующих зданий: первый – возведение дополнительных этажей с использованием существующих несущих конструкций, за счёт резерва их несущей способности, и второй – надстройка дополнительных этажей на собственных несущих конструкциях, что позволяет не нагружать существующие вертикальные несущие конструкции.

При возведении дополнительных этажей над существующим строением могут возникать проблемы, такие как: отсутствие достаточного запаса прочности несущих конструкций здания для восприятия дополнительных нагрузок от надстраиваемых этажей, а так же возможное несоответствие строительных конструкций нормам и требованиям, предъявляемым в настоящее время.

Была поставлена задача: увеличить площадь здания СПК за счет перепланировки существующих этажей и надстройки двух этажей в условиях сложившейся застройки города Барнаула, на пересечении проспекта Ленина и улице Э. Алексеевой. Увеличение объемов здания было необходимо: для размещения отдела заготовки крови и создания чистых производственных помещений по требованиям CMP, для лаборатории апирогенных растворов с целью увеличения объема заготовки донорской крови и производства вирусобезопасных препаратов крови и обеспечения лечебной сети карантинизированными компонентами донорской крови, препаратами из плазмы, а также трансфузионными средами, растворами для криоконсервирования и отмывания эритроцитов.

Поставленные задачи обусловили проведение следующих работ и исследований:

проведение обмеров несущих конструкций и элементов здания;

визуальный осмотр здания со вскрытием отдельных конструктивных элементов;

определение физико-механических характеристик материалов конструкций (кирпича, раствора, бетона, утеплителей и т.д.);

выявление и фиксирование дефектов конструкций и элементов, анализ возможных причин их образования;

оценка состояния соединительных элементов в узловых сопряжениях конструкций;

анализ соответствия выявленных характеристик действующим нормативным требованиям.

При обследовании было установлено, что здание СПК двухэтажное, Г-образное в плане (состоит из двух блоков «А» и «А1»), с подвалом, выполнено по бескаркасной продольно-стеновой конструктивной системе с наружными и внутренними продольными и поперечными несущими кирпичными стенами и сборными железобетонными перекрытиями.

Фундаменты под наружными и внутренними стенами выполнены в виде стен подвала с монолитной железобетонной фундаментной подушкой толщиной 500-700 мм и шириной 600-800 мм. Были выявлены следы замачивания конструкций, повреждения отделочного штукатурного слоя и лакокрасочного покрытия, следы разводов и появление продуктов коррозии бетона и раствора. Установлено наличие отклонения герметических размеров тела фундаментов по высоте и ширине на величину до 100 мм. Техническое состояние фундаментов классифицировано как «работоспособное».

Стены и перегородки. Наружные стены выполнены однослойными из силикатного полнотелого утолщенного кирпича (с декоративными элементами из керамического кирпича и декоративными пилястрами), внутренние стены – из силикатного полнотелого кирпича толщиной 380 мм. Перегородки в различных частях здания имеют разную конструкцию: из керамического кирпича толщиной 120 мм; из стеклоблоков; из листов ДВП по деревянному каркасу и листов ГКЛ по металлическому каркасу (толщина каркасных перегородок от 60 до 100 мм). При обследовании стен были выявлены: множественные вертикальные и наклонные трещины, повреждения кирпичной кладки (замочена и разморожена), повсеместно нарушена горизонтальность рядов кладки, толщина швов превышает допустимые значения, нарушены правила перевязки, наружные стены не отвечают требованиям действующих нормативных документов в части тепловой защиты.

Техническое состояние стен классифицировано как «ограниченно работоспособное», для ряда участков – как «недопустимое».

Перекрытия здания выполнены из многопустотных сборных железобетонных плит толщиной 220 мм, пролетом 3,6 и 6,3 м, шириной 1,2 м, опертых на продольные или поперечные стены. В качестве доборных использованы монолитные железобетонные участки различной ширины и рубленые вдоль пустот плиты. При обследовании были выявлены повсеместные повреждения заделки швов между плитами перекрытий.

Техническое состояние перекрытий классифицировано как «работоспособное».

Крыша над блоком А1 – чердачная вальмовая с деревянными наслонными стропилами. В продольном скате в осях «Б-В» устроены два слуховых окна. Установлены факты неоднократного ремонта, замены конструкций, усиления существующих конструкций, множественные повреждения древесины конструкций (следы гнили и плесени). Техническое состояние крыши классифицировано как «ограниченно-работоспособное».

Покрытие над блоком А – совмещенное утепленное с рубероидной кровлей. В кровле имеются множественные дефекты, вызванные старением материала под воздействием солнечной радиации. Нарушено примыкание кровельного ковра к выступающим элементам наружных стен и вентиляционных шахт. Техническое состояние покрытие классифицировано как «ограниченно-работоспособное».

Проектирование надстройки третьего этажа велось с учётом действительной несущей способности существующих фундаментов и стен. Расчеты показали, что резервы несущей способности данных конструкций малы и недостаточны для восприятия нагрузок от дополнительного этажа. Пришлось прибегнуть к не нагружающей системе дополнительных конструкций типа «фламинго». Был применен наружный каркас, опирающийся на собственные фундаменты. Колонны наружного каркаса располагаются так, что повторяют очертания и контуры существующего здания.

Поскольку колонны каркаса должны располагаться в непосредственной близости от стен здания, то и фундаменты также должны находиться в непосредственной близости к существующим фундаментам. С учетом этого под наружный каркас были запроектированы свайные буронабивные фундаменты.

В качестве несущих конструкций наружного каркаса были применены: колонны в виде сварных двутавров, главные балки из двутавров и фермы, выполненные из двутавров и парных равнополочных уголков. Стены надстройки: наружные – из бетонных ячеистых блоков, внутренние – кирпичные, перегородки – кирпичные и гипсокартонные на металлическом каркасе. Все наружные стены здания утепляются жёсткими плитами на основе базальтовых волокон.

Покрытие – чердачная крыша с организованным наружним водостоком.

Кровля – из профилированного настила.

Реализация мер по реконструкции не только позволит разместить новое оборудование и продлить срок эксплуатации здания, но предполагает значительный социально-экономический эффект, в частности, повышение тепловой эффективности, комфорта и безопасности эксплуатации, а также увеличение потока доноров и ускорение технологического процесса СПК.

ВЛИЯНИЕ ВНЕЦЕНТРЕННОГО ПРИЛОЖЕНИЯ НАГРУЗКИ НА СНИЖЕНИЕ

НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ КАМЕННОЙ КЛАДКИ (ПРЯМОУГОЛЬНЫЕ СЕЧЕНИЯ)

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) Методики расчета каменных конструкций разрабатывались в 30-е годы прошлого века. С момента издания СНиП II-22-81 переиздавался несколько раз, при этом усовершенствование расчета не имело места, хотя развитие компьютерных технологий и программного обеспечения того требовало. Появилась возможность ускорить, оптимизировать расчет – вместо человека данные может обработать машина, выдав готовый вариант, сэкономив время и деньги.

Нами предлагается унификация формул расчета центрально и внецентренно сжатой каменной кладки.

Развернутая формула несущей способности каменной кладки где, N — расчетная продольная сила;

R — расчетное сопротивление сжатию кладки;

1 — коэффициент продольного изгиба;

А — площадь сечения элемента;

mq — коэффициент, учитывающий влияние длительной нагрузки;

eo - фактический эксцентриситет всех внешних сил в расчетном сечении;

h - высота поперечного сечения в плоскости действия изгибающего момента.

Определение расчетного сопротивления сжатию R По таблице 2 СНиП II-22-81, в зависимости от марки кирпича и марки раствора.

Определение площади сечения элемента А Сечение прямоугольное, А b h, b – ширина поперечного сечения.

Определение фактического эксцентриситета e M - изгибающий момент в расчетном сечении;

N - сумма всех внешних сил в расчетном сечении;

e0,max – из условия опирания плит.

Определение коэффициента mq По формуле 16 СНиП II-22-81, где Ng — расчетная продольная сила от длительных нагрузок;

— коэффициент, принимаемый по табл. 20;

e0g — эксцентриситет от действия длительных нагрузок.

При h 30 см или i 8,7 см коэффициент mq следует принимать равным единице.

изгиба - гибкость элемента при центральном сжатии;

c - гибкость сжатой части элемента.

l0 - расчетная высота элемента; l0 =H (шарнирное опирание) центральном, так и внецентренном сжатии.

Коэффициент 1 определяется по табл. 18 СНиП II-22-81 в зависимости от 1 и от упругой характеристики кладки.

Площадь сжатой зоны и коэффициент Ас – площадь сжатой части сечения, Ас А 1 0 ;

– коэффициент, допускающий превышение расчетных сопротивлений кладки при внецентренном нагружении. 1 0 1,45 (по табл. 19 СНиП II-22-81).

обеспечивает условие 1,45 автоматически.

График зависимости несущей способности кладки от изменения величины эксцентриситета (1=1, mq = 1), в процентном соотношении Выводы и рекомендации Использование развернутых формул для определения несущей способности и гибкости сжатых каменных кладок с любыми эксцентриситетами позволяет:

1. Упростить и ускорить расчеты.

2. В явном виде установить закономерность снижения несущей способности при увеличении эксцентриситета «e0».

3. В явном виде установить рост гибкости «1» с увеличением эксцентриситетов «e0».

4. Установить интервал реально допустимых расчетных эксцентриситетов 0 e0 e0,max.

5. Вычислить величину максимально допустимого эксцентриситета по формуле e0,max=0,5h – 5см.

6. Автоматически обеспечить коэффициент 1 0 не более 1, (согласно СНиП II-22-81), так как используется расчетная величина e0,max.

7. Принять минимальную высоту сжатой зоны сечения при внецентренном сжатии каменных кладок не менее 10см (x 2e0,min, из условий опирания и среза ).

8. Конкретнее представить величину сжатой и растянутой зон сечения по схеме усилий при внецентренном сжатии каменных кладок.

9. До выполнения расчетов, по графику зависимости снижения несущей способности при увеличении эксцентриситетов, определить максимально допустимую внешнюю нагрузку при известном эксцентриситете и наоборот.

10. Рекомендовать результаты проведенных исследований в качестве методических указаний по расчету каменных конструкций для студентов строительных специальностей и инженеров-конструкторов, так как они оптимизируют расчет и не противоречат действующим строительным нормам и правилам.

РАЗВИТИЕ И ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ УНИФИКАЦИИ В ПРОМЫШЛЕННОМ

СТРОИТЕЛЬСТВЕ

Пустовайт М.А. – студент, Халтурина Л.В. – к.т.н., доцент Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) Характерной особенностью промышленного строительства в нашей стране является массовое внедрение системы унификации строительных объектов. Унификация позволила достичь очень высокого уровня индустриализации строительства.

Под унификацией понимают принцип приведения к единообразию, однотипности, к единой системе или форме, в основе которого лежит установление рационального числа в разновидности объектов. Основой унификации является Модульная координация размеров в строительстве (MKPC), позволяющая взаимоувязывать размеры зданий и их конструкций. В модульной системе обязателен принцип кратности всех размеров модулю. В промышленном строительстве используется укрупненные модули 60М, 30М, 12М, 6М.

Наиболее интенсивное развитие и массовое внедрение унификации, в первую очередь, в промышленном строительстве, началось в 20-30 годы XX в., но уже в Древнем Египте строители активно применяли ее принципы на практике, используя каменные блоки, которые изготавливали и обрабатывали до необходимых ограниченных размеров на месте их добычи.

Понятие о модуле, как исходной единице продуманного ряда геометрических соотношений, определявших пропорции зданий и сооружений, сформировалось в I в. до н.э. Ярким представлением унифицированного решения являются правила и принципы построения архитектурных ордеров, сформулированные римским архитектором Витрувием. В XVI в.

ордерный канон окончательно оформился, для каждого ордера были строго определены пропорции, при которых высота колонны четко соотносилась с ее шириной.

XVI век также ознаменовал переход к индустриальному периоду, связанному с интенсивным внедрением технических изобретений и зарождением промышленности.

Впервые была применена объектная унификация при строительстве промышленного здания (прядильной фабрики в городе Шрусбери), в соответствии с которой высота колонн, шаг и пролет были одинаковыми для конструкций в пределах здания. Именно в этот период стали актуальны методы проектирования и строительства на основе модулей. Ярким примером этого служит Хрустальный дворец в Великобритании, к котором в качестве единого модуля было принято стекло размером 122x25см. [2] В начале XX века в развитие унификации значительный вклад внес знаменитый французский архитектор Ле Корбюзье, уделив особое внимание принципу модульности, основанному на использовании унифицированных решений в конструкциях заводского изготовления. Наиболее широко методы Ле Корбюзье были применены в СССР в 30-е годы, когда наша страна взяла курс на индустриализацию, в том числе строительной отрасли. Поточный метод строительства, предложенный архитектором, предполагал системность, точность, размеренность производственного процесса, безукоризненную слаженность работы. В этот период коренным образом начала меняться вся система проектирования и строительства, в первую очередь, промышленных объектов.

Унификация в своем современном развитии последовательно прошла несколько этапов.

В 30-х годах прошлого столетия она имела отраслевой характер. [3] Для отдельных отраслей промышленности были унифицированы величины отдельных параметров производственных зданий: шаг, пролет, высота этажа, грузоподъемность мостовых кранов. Дальнейшее развитие привело к межотраслевой унификаций, позволившей сократить число сочетаний вышеперечисленных параметров и получить унифицированные объемно-планировочные элементы. На этой стадии для различных отраслей промышленности были созданы унифицированные габаритные схемы, в которых размеры пролетов связаны с определенными шагами колонн и высотами этажей, а надкрановые габариты и грузоподъемность кранов с размерами пролетов и высот этажей.

Для промышленных зданий различных отраслей промышленности был установлен рациональный минимум значений каждого из параметров объемно-планировочных элементов зданий. В результате примерно в 5 раз сократилось общее число типоразмеров конструктивных элементов. Созданные унифицированные типовые секции (УТС - объемная часть здания, состоящая из нескольких пролетов одной высоты) позволила сократить число типов зданий, что привело к значительному сокращению трудоемкости и сроков проведения проектных работ. В результате блокирования нескольких УТС можно получить промышленное здание, отвечающее необходимым технологическим процессам. Дальнейшее совершенствование заключалось во внедрении межвидовой унификации - создании общих объемно-планировочных и конструктивных решений для зданий различного назначения (например, промышленных и общественных). В конце XX века получила распространение региональная унификация, целью которой явилось повышение технико-экономического уровня капитального строительства в регионе путем отбора или разработки новых типовых проектов.

В результате проведенного анализа развития системы унификации в промышленном строительстве наряду с её достоинствами выявлены и недостатки. Разработанная система унификации была нацелена, главным образом, на проектирование больших промышленных объектов. Применение УТС в ряде случаев оказалось не совсем оправданным, так как значительно завышало площади и объемы производственных зданий. В настоящее время существует значительная потребность в создании предприятий небольшой производственной мощности и сравнительно небольших размеров, с одной стороны, а также разработка новых архитектурных и конструктивных решений большепролетных строений – с другой, что требует совершенствования сложившейся системы унификации.

В настоящее время поставлена задача актуализации действующих положений по унификации. ЦНИИПромзданий пересматривает ГОСТ 28984-91 «Модульная координация размеров в строительстве. Основные положения» и разрабатывает национальный стандарт, соответствующий современным требованиям. Одной из важных задач является гармонизация его положений с зарубежными стандартами.

В результате проведенной нами работы выявлен ряд задач, которые необходимо решить для дальнейшего успешного развития унификации промышленных зданий:

- сохранение четкой системы проектирования на основе модульной координации, унифицированных параметров, взаимозаменяемости конструкций;

- повышение гибкости, универсальности и приспособляемости планировочных решений промышленных объектов, их способности к расширению за счет уменьшения применяемых укрупненных модулей, увеличения количества сочетаний унифицированных параметров, широкого применения относительно небольших по размерам (по сравнению с УТС), унифицированных объемно-планировочных элементов. Разработка и внедрение готовых объемно-планировочных решений (нормалей) и их последующее использование вместо типовых проектов;

- повышение возможности обеспечения выразительного архитектурно-художественного облика промышленных зданий при максимальном использовании унифицированных решений;

- учет перспектив развития несущих конструкций, особенно для большепролетных зданий;

- развитие индустрии производства строительных конструкций для промышленных зданий, с использованием новейших технологий, основанных на научных исследованиях;

- совершенствование региональной унификации, учитывающей особенности конкретного региона;

- широкое использование унифицированных решений при реконструкции зданий.

1. Истомин Б.С. Развитие унификации и стандартизации как основы повышения качества и рентабельности строительства [Текст] / Б.С. Истомин, А.А. Харитонов // Жилищное строительство. – 2010. – N 11. – С. 4-6.

2. Гранев В.В. Переход к региональной межвидовой унификации [Текст] / В.В. Гранев, Я.П. Ватман // Промышленное и гражданское строительство. – 1991. – N 12. – С. 7-9.

ВИЗУАЛИЗАЦИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ В ДОРОЖНОМ ПРОЕКТИРОВАНИИ

Соболев И.С. – студент, Бусыгина Г.М. – к.э.н., доцент Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) В современной науке и технике визуализация - неотъемлемый элемент представления сложной информации. Визуализация в общем смысле - метод отображения информации - в виде оптического изображения, например, в виде рисунков и фотографий, графиков, диаграмм, структурных схем, таблиц, карт, моделей и т. д. Процесс визуализации с помощью компьютерных программ называется рендеринг. Рендеринг - процесс получения изображения по заданной математической модели (алгоритму программы), на основании имеющихся сведений о строении и свойствах объекта, где модель - описание объектов или явлений на определённом языке и/или в виде структуры данных.

В настоящее время визуализация объектов строительства (архитектурная визуализация) являясь эффективной формой демонстрации конкурсных проектов, становится важным этапом проектирования, благодаря высокой степени информативности. Создание трехмерной модели здания/сооружения на этапе проекта позволяет наглядно продемонстрировать заказчику, как будет выглядеть будущий объект под любым углом, с разных точек, при различном освещении на этапе, когда объект существуют лишь только в чертежах и эскизах. Проще говоря, технология 3d-визуализации позволяет увидеть, будущий объект (интерьер или экстерьер) и оценить его максимально объективно, наиболее полно представить внешние характеристики будущего сооружения. Именно поэтому данная технология стала такой необходимой не только для архитекторов и дизайнеров, но и для инженеров-конструкторов, так как с ее помощью можно преподнести проект так, что все инженерные решения сразу станут легко понятными клиенту, будут выглядеть обоснованными и продуманными. В коммерческом отношении эта технология очень важна также и потому, что позволяет рассмотреть и оценить проект еще до начала проведения работ, а так же заинтересовать потенциальных клиентов в целесообразности инвестиций. Еще один «плюс» компьютерной визуализации – это практически неограниченные масштабы объекта, это может быть как отдельный предмет интерьера, так и целый микрорайон города. Такой широкий спектр возможностей архитектурной визуализации создал условия для развития этого направления компьютерной графики в отдельную отрасль сервиса и услуг на мировом рынке.

Программные пакеты, позволяющие создавать трёхмерную графику, то есть моделировать объекты в виртуальной реальности и создавать на основе этих моделей изображения, очень разнообразны, самые распространенные: Autodesk AutoCAD, 3D Studio Max, Autodesk Maya, Lightwave 3D, Blender. В данной работе использовались средства AutoCAD, т.к. исходной информацией является чертеж, а объектом – автомобильная развязка.

Многоуровневая автомобильная развязка типа «неполный клеверный лист» проектируемая на ПК-6 трассы М-52 «Чуйский тракт» - от Новосибирска через Бийск до границы с Монголией на участке км 345- км 354 (обход г. Бийска II пусковой участок (с расчетной максимальной скоростью движения автотранспорта 120 км/ч)), Алтайского края РФ. Основанием для производства комплекса проектно-изыскательских работ являлся государственный контракт (по итогам тендера) 2011 года между ФГУ «Управление федеральных автомобильных дорог „АлтайАвтоДор“ Федерального дорожного агентства» (Заказчик) и барнаульским филиалом ОАО «ГипроДорНИИ» (Исполнитель). По данному объекту в 2005 году Барнаульским филиалом ОАО «ГИПРОДОРНИИ» был выполнен комплекс инженерных изысканий для разработки проекта, вынесена в натуру ось трассы, проложены магистральные хода с привязкой к государственной геодезической сети. Ориентировочная стоимость проектирования и строительства 1,5 млрд. руб.

Рисунок 1 - Картосхема района строительства 3D-Визуализация была выполнена в программном комплексе «Autodesk AutoCAD 2009» с неполным (частичным) соблюдением геометрических параметров и без наложения текстур.

Геометрические данные, которые были соблюдены при создании модели: 1. Рельеф местности 2. Привязка оси трассы к рельефу 2. Расположение основных окружающих капитальных зданий и сооружений. Параметры, не учтенные в модели: 1. Поперечный профиль трассы (находится в состоянии разработки) 2. Габариты и конструкция автомобильного мостового перехода (виадука) (находится в состоянии конструирования). 3. Лесные насаждения.

Создание виртуального трехмерного объекта – автомобильной развязки состояло из следующих основных этапов:

1. На основе имеющегося чертежа топографического плана развязки (на котором имелись все необходимые данные для построения модели: горизонтали и отметки рельефа, ось трассы разбитая на пикеты, привязанные к рельефу, окружающие капитальные здания/сооружения) был построен отдельно рельеф местности при помощи преобразования горизонталей рельефа в полилинии с приданием им третьей координаты (отметки) и дальнейшим построением поверхности по этим полилиниям.

2. Вынос и привязка оси трассы к рельефу была осуществлена с привлечением специализированной программы САПР «GIP», в которой инженеры-дорожники создают оси трассы и ее поперечный профиль и кторая созданна и используется в ОАО «ГипроДорНИИ».

Все характерные точки имющие три координаты в пространстве были переведены в чертеж формата *.dxf, что позволило импортировать их с сохранением исходных координат в AutoCAD.

По характерным точкам была проложена ось трассы в виде «сплайна». По характерным точкам поперечников были проложены направляющие в виде тех же «сплайнов», покоторым в затем была создана трехмерная модель насыпи земляного полотна и дорожной одежды.

Рисунок 2 - Исходный чертеж плана Развязки на ПК-6 «Обход г.Бийска»

3. По данным с топографического плана развязки были созданы объекты капитального строительства (существующие и проектируемые), условно создана разметка на асфальтовом покрытии и лесные насаждения.

4. Всем объектам были преданы цветовые данные для условного отображения их материала.

5. Был выполнен обход и облет виртуальной камерой, снимки с разных точек с разными ракурсами в AutoCAD для создания демонстрационного видеоролика-презентации.

Рисунки 3, 4, 5 - Итоговые изображения модели развязки В настоящее время анонсирован продукт AutoCAD Civil 3D 2012 как универсальная среда для выполнения работ в области геодезии, топографии, проектирования и реконструкции генеральных планов и линейно протяженных объектов (автомобильные и железные дороги, инженерные сети). Основной особенностью продукта является динамическая проектная модель. Базовый инструментарий AutoCAD Civil 3D 2012 позволяет считывать и обрабатывать данные с современных электронных тахеометров и GPS/ГЛОНАСС систем, а затем автоматически отрисовывать ситуацию в строгом соответствии с действующими правилами по оформлению картографической продукции. Важной функцией продукта является передача проектов для фотореалистичного рендеринга и анимации встроенными средствами Autodesk Civil View exporter в среду Autodesk 3ds Max Design 2012.

1. СН 449-72 «Указания по проектированию земляного полотна железных и автомобильных дорог».

2. Климачева Т.Н. Трехмерная компьютерная графика и автоматизация проектирования в AutoCAD. М.: изд-во ДМК Пресс.2008 г. – 464 с.

3. Бусыгина Г. М.Корницкая М.Н., Дремова О.В., Трошкин А.Н. Курс лекций по дисциплине "Компьютерная графика" для студентов строит. специальностей; Алт. гос. техн.

ун-т им. И. И. Ползунова.-Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2009.-229 с.

АРХИТЕКТУРА КИЕВА X-XII ВЕКОВ

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) Киев.-.город, славная история которого насчитывает полторы тысячи лет. "...вся честь и слава и величество и глава всем землям русскиим - Киев" - так с гордостью начертал неизвестный летописец.

Знаменитая София Киевская...Где-то за порогом шумит двадцатый век, а здесь...Здесь все дышит святостью так же, как девятьсот лет назад. Построена она, равно как и Золотые ворота, в княжение Ярослава Мудрого. В первой половине одиннадцатого века он расширяет границы древнего Киева и возводит величественный ансамбль каменных зданий. В "Повести временных лет" под 1037 годом об этом сказано так: " Заложи Ярослав город великий Киев, у него же града суть Златыя врата; заложи же и церковь святыя Софья, митрополью, и посемь церковь на Златых вратах камену святыя Богородица благовещенье; посемь святого Георгия манастырь и святыя Орины".

Созданная в далеком одиннадцатом веке София Киевская во все времена восхищала и продолжает восхищать людей как выдающееся произведение искусства. Еще древнерусский писатель Илларион сказал о ней: " Церкви дивна и славна всем округниим странам..." Вокруг Софийского собора возвышались патрональные Ирининская и Георгиевская церкви, каменные княжеские и боярские дворцы, деревянные жилища киевлян. С Софией Киевской связаны многие события политической, общественной и культурной жизни Древней Руси. Здесь проходили торжественные церемонии "посажения " на великокняжеский престол, встречи иностранных послов, заключались договоры о мире между князьями. Здесь находилась первая на Руси библиотека, собранная князем Ярославом Мудрым, существовала мастерская художников-миниатюристов и переписчиков книг.

Последние перестройки XVII- XVIII веков в корне изменили здание и придали этому памятнику архитектуры вид, в котором он предстает перед нами сейчас. Но под поздними барочными наслоениями сохранились конструкции одиннадцатого века. Основные размеры внутри здания (37* 55 метров и высота 29 метров) остались прежними. Однако композиционный замысел и архитектурные формы сооружения были иными. На восточном фасаде выступали пять апсид (что отражало внутреннюю пятинефную структуру), с севера, запада и юга собор окружали два ряда открытых галерей - двухэтажные внутренние и одноэтажные наружные. Здание венчали тринадцать куполов полусферической формы, покрытые свинцом. На западном фасаде возвышались две асимметрично поставленные лестничные башни для подъема на хоры. Восточная оконечность северной галереи представляла собою замкнутое помещение с небольшой апсидой, где находилась великокняжеская усыпальница (здесь стояли каменные саркофаги Ярослава Мудрого, Всеволода Ярославича, Владимира Мономаха и других великих киевских князей).

Своеобразную живописность внешнему облику собора придавала кладка стен - ряды темно-красного бутового камня, прослойки тонкого плоского кирпича (плинфы) на розовом цемяночном растворе.

Внутри собора в основном сохранились архитектурные формы одиннадцатого века. Это стены основного ядра здания, двенадцать крещатых столбов, делящих внутреннее пространство на пять нефов, столбы и арки галерей, а также тринадцать куполов со световыми барабанами. Главный купол, поставленный на пересечении продольного и поперечного нефов, освещает центральное подкупольное пространство.

В восемнадцатом веке над одноэтажными галереями были надстроены вторые этажи с куполами и заложены открытые арки. Внутри были растесаны окна в стенах собора, на месте древнего входа сделана большая арка. Не сохранились западная двухъярусная тройная аркада в центральной подкупольной части (аналогичная южной и северной ) и древние хоры над нею.

Поэтому центральное подкупольное пространство, имевшее в древности форму равноконечного креста, в западной части изменило первоначальный вид.

Особую ценность представляют настенные росписи Софии Киевской одиннадцатого века - 260 квадратных метров мозаик, набранных из кубиков разноцветной смальты, и около квадратных метров фресок, выполненных водяными красками по сырой штукатурке.

Сохранившиеся мозаики и фрески - это третья часть всей живописи, украшавшей в старину здание. Сочетание мозаик и фресок в едином декоративном ансамбле - характерная черта Софии Киевской.

Золотые ворота в Киеве - один из немногих дошедших до нас памятников древнерусского оборонного зодчества. Этот архитектурный шедевр когда-то представлял собой мощную боевую башню с возвышавшейся над ней надвратной церковью Благовещенья.

Древняя кладка Золотых ворот особое впечатление производит со стороны проезда.

Высота сохранившихся стен достигает девяти с половиной метров. Ширина проезда - 6, метра. Внутрь проезда выступают мощные пилястры, на которые в древности опирались арки свода высотой 8,43, 11,12 и 13,36 метра. На лицевой поверхности стен хорошо читаются декоративные особенности "смешанной", или "полосатой" кладки (ряды камня и плинфы на цемяночном растворе).

Ныне восстановленные Золотые ворота имеют следующий облик: основная часть представляет собою башню с зубцами высотою 14 метров; с внешнего фасада башня имеет дополнительный выступ - "малую башню"; проезд ворот перекрывается с одной стороны герсой - подъемной деревянной решеткой, окованной металлом, с другой - створками ворот, выполненными по образцу древних врат, сохранившимся в Новгороде и Суздале.

Надвратная церковь восстановлена в виде трехнефного четырехстолпного храма одноглавого храма, апсиды которого устроены в толще стены и не выступают из фасада. В архитектурном декоре фасадов использованы орнаменты из кирпича, характерные для древнерусских построек этого периода - меандровый фриз, поребрик и другие. Над хорами находятся кувшины- голосники для улучшения акустики. Полы храма украшены мозаикой, рисунок которой выполнен по мотивам древних полов Софии Киевской. На стенах храма, как и в Софийском соборе, имеются надписи-граффити.

Кирилловская церковь была построена в середине двенадцатого века на далекой окраине древнего Киева - Дорогожичах. Отсюда основатель церкви черниговский князь Всеволод Ольгович взял штурмом Киев в 1139 году. Для представителей династии Ольговичей храм служил загородной резиденцией и фамильной усыпальницей. В 1194 году здесь был похоронен герой древнерусской поэмы " Слово о полку Игореве" киевский князь Святослав.

Архитектура Кирилловской церкви хорошо сохранилась с двенадцатого века.

Перестройки XVII-XVIII веков выразились в основном в перекладке части сводов, достройке четырех боковых куполов, возведении пышного фронтона над входом, оформлении окон и порталов лепным декором. Древние архитектурные формы четко читаются под этими достройками.

Это было трехнефное трехапсидное шестистолпное однокупольное здание, вытянутое по оси запад - восток. Его размеры 31* 18,4 метра, высота 28 метров. Древнее закомарное покрытие не уцелело. Декор фасадов состоял из аркатурного пояска в верхней части стен, барабана и легких полуколонок на барабане и апсидах. Стены снаружи, по-видимому, были оштукатурены, откосы окон и порталов украшали фресковые росписи. Сложено здание в технике порядовой, т.е. "полосатой" кладки на известняково-цемяночном растворе.

Центральное подкупольное пространство храма - высокое, свободное, хорошо освещенное, с хорами в западной части - контрастировало с остальными помещениями:

полутемным нартексом с нишами-аркосолиями для гробниц, крещальней, узкой лестницей на хоры в толще северной стены, небольшой молельней на хорах. Особенностью храма были маленькие придельные хоры перед южной апсидой, куда вела лестница в толще стены алтаря.

От древних фресок двенадцатого века, украшавших все помещения храма, осталось около квадратных метров росписей, представляющих собою ценные художественные произведения периода Древней Руси. Для фресок Кирилловской церкви характерна выраженная графичность лиц. Также интересно сочетание крупных белых, розовых, голубых и оливковых цветовых пятен в цветовой гамме росписей.

ДЕРЕВЯННЫЕ СТРОЕНИЯ ДОХРИСТИАНСКОЙ РУСИ

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) В древние времена почти вся Русь была деревянной. Наши предки селились в лесистых местах, по берегам рек и озер. Русское деревянное строительство - это строительство, созданное трудом и гением мастеров.

На Руси древесина всегда была самым доступным материалом. Из нее строили все - от простых изб, дворцов, культовых зданий до разнообразных подсобных помещений и крепостей. Русская изба служила обычно двум-трем поколениям, хотя могла простоять и больше 100 лет. Церкви дольше - до 400 лет.

Наши предки глубоко осознавали удивительные свойства дерева и повсеместно применяли его как для строительства жилья, так и для изготовления различных предметов быта.

Дерево дает особое ощущение жизни, выступая в качестве проводника между человеком и природой.

Традиции строительства во многом определялись климатическими условиями и наличием подходящего строительного материала. На севере во все времена преобладала влажная почва и было много строевого леса, на юге же, в лесостепной зоне, почва была суше, зато леса хватало не всегда, так что приходилось обращаться к иным строительным материалам. Поэтому на юге до весьма позднего времени (до XIV—XV веков) массовым народным жилищем была полуземлянка на 0,5— 1 м врытая в грунт. А на дождливом севере, напротив, очень рано появился наземный дом с полом, зачастую даже несколько Старинное деревянное строительство - одно из печью-каменкой.

наиболее значительных проявлений художественной и VIII— X века строительной культуры русского народа, культуры 2. Полуземляночное жилище с глиняной Уже в Х веке на Руси возводились великолепные X—XI века жилые постройки из дерева с резными наличниками и 3.Наземное жилище с комбинированной украшениями. В летописных свидетельствах имеется печью (камень и глина).

много сведений об изящных ансамблях рубленных Х—Х1 века домов, с золотыми вышками теремов, которые являлись подлинными произведениями самобытного русского искусства. Примером служит деревянный двор княгини Ольги, получивший название "теремного" из-за необычных вышек с шатровым верхом.

Рисунок 2 - Церковь Преображения Господня. Кижи Русь - неотделима от понятия изба. В лесных районах избы известны уже в IV-V веках.

Избой называли древние славяне отапливаемый сруб и под ее кровом жили одной семьей деды, отцы, сыновья, внуки. Все хозяйственные постройки собраны под одной крышей и можно подолгу, не выходя из дому, выполнять все хозяйственные работы.

Первые типы изб были похожи на простейшие лесные жилища. Постепенно, из века в век совершенствовался облик избы, усложнялась ее планировка, увеличивались размеры.

Неизменной оставалась лишь ее конструктивная основа - сруб.

Избу срубить непростое дело. Русский крестьянин ставил дом прочно, на века.

Инструменты нехитрые - топор, скобель, долото. Всю избу сложит без единого гвоздя. Со стороны кажется, будто одно бревно сквозь другое пропущено.

От одной деревни к другой, от города к городу шли артели русских плотников с топорами за поясами. Их трудом, их талантом, их руками вставали памятники строительного искусства.

Какой же дом строил для себя и своей семьи наши предки, жившие 500-1000 лет назад?

Основа домостроительства в старину - деревянная рубленая изба.

Традиции во многом определялись климатическими условиями и наличием подходящего строительного материала. А на землях наших прародителей было много строевого леса и поэтому очень рано появился наземный дом с полом, даже несколько приподнятым над землёй.

Жилая изба IX-XI веков была квадратной постройкой со стороной 4-5 м. Часто сруб возводили непосредственно на месте будущего дома, иногда же его сперва собирали в лесу, а затем, разобрав, перевозили на место строительства и складывали уже "начисто". Мастера наносили на бревна зарубки-"номера", по порядку начиная с нижнего. Строители заботились о том, чтобы не перепутать их при перевозке: бревенчатый дом требовал тщательной подгонки венцов. Чтобы брёвна плотней прилегали друг к другу, в одном из них делали продольное углубление, куда и входил выпуклый бок другого. Современные строители предпочитают делать углубление в верхнем бревне, чтобы меньше впитывалась сырость и дом не подгнивал.

Древние мастера делали углубление в нижнем бревне, но зато следили, чтобы брёвна оказывались кверху той стороной, которая у живого дерева смотрела на север. С этой стороны годовые слои плотнее и мельче. А пазы между брёвнами конопатили болотным мхом, имеющим, между прочим, свойство убивать бактерии, и нередко промазывали глиной. А вот обычай обшивать сруб тёсом для России исторически сравнительно нов. Впервые он описан в XVI веке.

Главным инструментом российского плотника до недавних времён оставался топор. Пила в деревянном строительстве была также известна, но наши предки-строители не пользовались пилой сознательно! Дело в том, что топор, рассекая бревно, уплотняет и сплющивает сосудистую ткань древесины. Срез, сделанный топором, блестящий и гладкий, в него с трудом проникает вода. А вот пила разлохмачивает древесные волокна и делает их лёгкой добычей гнили. Потому-то славянские плотники так упорно предпочитали топор. Недаром, до сих пор говорят: "срубить избу". И, хорошо нам сейчас знакомые, гвозди старались не использовать.

Ведь вокруг гвоздя дерево гнить быстрее начинает. Археологические раскопки установили: в старинном русском деревянном строительстве использовалось до пятидесяти (!) способов врубки!

В разных районах России избы строили по-разному. Приемов их возведения было множество. Структура и оптимальные размеры крестьянских дворов изменялись на протяжении веков.

Вместе с тем издревле деревянное зодчество на Руси взаимодействовало с каменным, и взаимопроникало, не нарушая, традиционные направления ни того, ни другого.

Рост городов и развитие храмового строительства после принятия христианства предопределило подъем зодчества в X - н. XII веков. Гражданское строительство было преимущественно деревянным. Христианские храмы в Киеве имелись еще до крещения Руси Владимиром. Славились новгородские, псковские, тверские деревянных дел мастера. К сожалению, от деревянного зодчества периода Киевской Руси и времен монголо-татарского ига ничего не сохранилось.

КАМЕННЫЕ СТРОЕНИЯ ХРИСТИАНСКОЙ РУСИ

Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) Недаром говорят, что архитектура — это душа народа, воплощенная в камне. К Руси это относится лишь с некоторой поправкой. Русь долгие годы была страной деревянной, и ее архитектура, языческие молельни, крепости, терема, избы строились из дерева. В дереве русский человек, прежде всего как и народы, жившие рядом с восточными славянами, выражал свое восприятие строительной красоты, чувство пропорций, слияние архитектурных сооружений с окружающей природой.

Если деревянная архитектура восходит в основном к Руси языческой, то архитектура каменная связана с Русью уже христианской. К сожалению, древние деревянные постройки не сохранились до наших дней, но архитектурный стиль народа дошел до нас в позднейших деревянных сооружениях, в древних описаниях и рисунках. Для русской деревянной архитектуры была характерна многоярусность строений, увенчивание их башенками и теремами, наличие разного рода пристроек — клетей, переходов, сеней. Затейливая художественная резьба по дереву была традиционным украшением русских деревянных строений. Эта традиция живет в народе и до настоящей поры.

Первая каменная постройка на Руси появилась в конце X в. — знаменитая Десятинная церковь в Киеве, сооруженная по указанию князя Владимира Крестителя. К сожалению, она не сохранилась. Зато по сей день стоит знаменитая киевская София, возведенная несколькими десятилетиями позже.

Софийский собор в Киеве применяли к традициям русской деревянной архитектуры, привычной для русского глаза и милой сердцу, если первые русские храмы, в том числе Десятинная церковь, в конце X в. были выстроены греческими мастерами в строгом соответствии с византийскими традициями, то Софийский собор в Киеве отразил сочетание славянских и византийских традиций: на основу крестово-купольного храма были поставлены тринадцать веселых глав нового храма. Эта претендовал на свой, независимый от Киева престиж, как и Чернигов, где был сооружен монументальный Спасо-Преображенский собор. По всей Руси были построены монументальные многокупольные храмы с толстым и стенами, маленькими оконцами, свидетельства мощи и красоты.

В XII в. традиции древнерусской архитектуры не утрачивают свою связь. По образному выражению одного искусствоведа, по всей Руси прошагали русские однокупольные храмы-богатыри, сменившие прежние пирамиды. Купол возносился вверх на мощном, массивном квадрате. Таким стал Дмитриевский собор во Владимире-на-Клязьме, собор новые крепости, сооружались каменные дворцы, палаты богатых людей. Характерной чертой русской архитектуры тех десятилетий стала украшающая сооружения резьба по камню.

Удивительное это искусство мы видим на стенах соборов во Владимиро-Суздальской Руси, Новгороде, других русских городах.

Золотые ворота во Владимире Другой чертой, роднящей всю русскую архитектуру той поры, стало органическое сочетание архитектурных сооружений с природным ландшафтом. Посмотрите, как поставлены и доныне стоят русские церкви, и вы поймете, о чем идет речь.

МОЛОДЕЖНЫЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР Г. БАРНАУЛ

Макаренко Е.В. - студент, Харламов И.В. – к.т.н. профессор Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова (г. Барнаул) Сегодня в городе Барнауле существует проблема отсутствия достаточного количества дополнительных образовательных учреждений для молодежи. При этом «молодежь» - это очень большая прослойка общества и нельзя не обращать на нее внимание. Именно от нее зависит будущее и развитие страны. Рассмотрим эту проблему для различных возрастных категорий молодежи.

В городе и в крае наблюдается нехватка детских дошкольных учреждений, а так же, что не маловажно, нехватка учреждений детского дополнительного образования. Решение этих вопросов сейчас стоит на повестке дня, и постепенно состояние дел улучшается. При этом практически незатронутыми остается большая часть молодежи города. Это молодежь в возрасте от 15 лет и старше. Эта проблема решалась в советское время созданием домов молодежи. Это Краевой дом молодежи на ул. Юрина и Дом молодежи на ул. Пионеров.

У этих организаций есть свои плюсы (они реально занимают часть молодежи и работают с ней) и проблемы: не возможность охватить все возрастные категории. Они решают самую острую проблему занятости молодежи дошкольного, и младше школьного возраста. При этом молодежь старших возрастов остается без дополнительных точек приложении своих сил и энергии, которые потом могут вылиться в пьянство, наркоманию, преступность и просто в более низкий уровень качества жизни потенциально сильных и способных людей.

Здания, в которых находятся молодежные организации, строились в прошлом веке и в другом политическом режиме (для своих требований, предъявляемых временем, местом, под ту молодежь) сегодня не могут на 100% выполнять свою функцию из-за изменившихся интересах, изменившихся взглядов на жизнь. К примеру, нынешнее здание Дворца молодежи на ул. Пионеров изначально было построено, как театр Юного зрителя и сейчас оно работает не по прямой функции. Это доставляет неудобства для посетителей. Кроме этого здание находится в запущенном состоянии и требует финансовых вложений.

В возрастной категории молодежи от 15 лет и старше дела в сфере дополнительного образования обстоят еще хуже. Специализированных молодежных центров в Барнауле нет.

Существуют только небольшие сообщества по интересам, для занятий в которых очень часто нет нормальных условий из-за отсутствия помещений либо из-за большой арендной платы.

Тем временем, одна из самых больших проблем современной молодежи является отсутствие живого общения. С появлением интернета отпала необходимость для постоянных личных встреч, бесед, обсуждений интересов, совместного творчества или реализации совместных проектов. Но личное общение очень важно для каждого (а тем более молодого человека) не только для становления успешной личности, которая принесет обществу огромную пользу, но просто как естественная потребность человека от природы, как еда или сон. Создание качественной среды для встреч и общения будет способствовать решению этой проблемы.

Дополнительное образование и занятость молодежи актуальны не только для города Барнаула. Этими вопросами сейчас занимаются в других городах России и за рубежом. В зарубежной практике есть примеры уже возведенных и успешно функционирующих молодежных центров. В нашей стране тема многофункциональных молодежных центров тоже набирает обороты. Это можно заметить по многочисленным эскизным проектам и всероссийским конкурсам на тему «Молодежный центр».

Примеры Молодежных центров:

Молодежный центр на Васильевском острове (Санкт-Петербург) Согласно концепции здание должно стать центром молодежной жизни.