Повышение долговечности и снижение стоимости технического обслуживания зданий и сооружений в сложных инженерно-геологических условиях

В процессе работы НИР производился анализ особенностей развития сложных инженерно-геологических и горно-геологических процессов, их влияние на общую устойчивость зданий и сооружений, существующих методик повышения надежности и несущей способности строительных конструкций, оснований и фундаментов зданий и сооружений, возводимых в данных условиях. В дальнейшем планируется проведение теоретические и экспериментальные исследования предельных состояний зданий и сооружений. В завершении работы будут представлены методы диагностики технического состояния и технические решения по восстановлению эксплуатационной пригодности зданий и сооружений в сложных инженерно-геологических и горно-геологических условиях строительства. Выполнен критический анализ методов технологии и организации при реконструкции и восстановлении зданий и сооружений. В процессе работы планируется разработка и апробация алгоритма формирования организационно-технологических процессов, а также разработка рекомендаций по проектированию организационно-технологических процессов при эксплуатации, восстановлении, капитальном ремонте, реконструкции и демонтаже зданий и сооружений из каменных, железобетонных и металлических конструкций. Рассмотрены дефекты и повреждения основных конструкций зданий, а также представлены рекомендации по обследованию и оценке технического состояния строительных конструкций жилых зданий. Планируется разработка конструктивных решений по усилению основных несущих конструкций жилых зданий. Приведены систематизированные данные по дефектам и повреждениям, образовавшимся в результате физического износа конструкций зданий и сооружений вследствие боевых действий. На основании этих данных выполнен анализ и классификация поврежденных строительных конструкций зданий в результате боевых действий. Выявлены особенности повреждений, которые не корреспондируют с имеющимися методами оценки технического состояния конструкций и способами их усиления. В результате работы предложены следующие признаки для классификации повреждений: по локализации; по влиянию на состояние соседних участков; по необходимости оценки. В процессе работы планируется совершенствование конструктивных решений для восстановления поврежденных железобетонных и каменных конструкций жилых и общественных зданий, коммунальных и промышленных зданий и сооружений; развитие методов расчета новых и усиливаемых железобетонных и фибробетонных конструкций зданий и сооружений при сложных режимах нагружения в условиях температурно-влажностных воздействий. Установлены общие зависимости между оптимальными показателями надежности проектируемых конструкций высокого уровня ответственности (на примере большепролетных пространственных покрытий и вертикальных цилиндрических резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов). В процессе работы представлены численные исследования, базирующиеся на применении, как универсальных расчетных комплексов, так и программных продуктов авторской разработки; а также выполнены экспериментальные исследования напряженно-деформированного состояния на моделях исследуемых конструкций и аэродинамических процессов, изучаемых с помощью аэродинамической трубы МАТ-1 ФГБОУ ВО ДОННАСА. В результате исследований получены зависимости для установления численных значений показателей надежности проектируемых конструкций, характеризующих их склонность к лавинообразному обрушению. Дальнейшие исследования, осуществляемые авторами, планируется направить на разработку рекомендаций по оценки надежности и совершенствованию пространственных металлических конструкций покрытий и вертикальных цилиндрических резервуаров. На основании проведенных исследований получены данные о состоянии транспортных мостовых сооружений на автодорогах Донбасса, классификация наиболее значимых дефектов и повреждений, снижающих несущую способность и эксплуатационную долговечность, практические рекомендации по восстановлению несущей способности мостовых сооружений. На следующем этапе в работе планируется определение фактических грузопотоков и уточнение действующих вертикальных нагрузок от транспортных средств на пролетные строения в условиях Донбасса; статические и динамические расчеты конструкций пролетных строений и опор с повреждениями и без них. На завершающем этапе будут приведены рекомендации по восстановлению пролетных строений и опор мостовых сооружений, а также прогнозировании их долговечности с учетом усталостного износа. В работе выполнен анализ методов технического обслуживания высотных сооружений, способов диагностики и оценки остаточного ресурса. Для оценки технического состояния высотных сооружений разработана методика проведения натурных обследований стальных дымовых труб котельных и промышленных предприятий, основанная на зонировании конструкций по разнородным составляющим с использованием системного подхода. Согласно представленной методики выполнены натурные исследования и выявлены наиболее распространённые виды повреждений стальных дымовых труб с оттяжками. Установлено, что среди исследованных дымовых труб наиболее значимыми повреждениями, влияющими на НДС сооружения, являются следующие: общий коррозионный износ до 50% поперечного сечения трубы, локальный износ лацменного узла до 90%, крен трубы до 1/60 высоты ствола, обрыв оттяжек и ослабление предварительного натяжения. В дальнейшем работу планируется направить на разработку теоретических моделей для определения технико-экономических показателей мероприятий по ремонту и усилению конструкций высотных сооружений; разработку принципов оценки технического состояния для отдельных типов высотных сооружений, а также исследование влияния дефектов и повреждений на несущую способность и долговечность узлов высотных сооружений. Выполнен критический анализ состояния вопроса нагрузок и воздействий влияющих на напряженно-деформированное состояние башенных высотных сооружений. Проведены комплексные экспериментальные исследования модельного ряда башенных каркасно-обшивных градирен. Определены распределения локальных аэродинамических коэффициентов по поверхности башенных градирен с учетом формообразования и стадийности монтажа. В ходе проведения численного анализа полученных эпюр ветрового давления определено влияние на напряженно деформированное состояние ветрового воздействия, а также определены расчетные сочетания нагрузок с наибольшим вкладом в работу сооружения. Практические результаты внедрены в виде рекомендаций по расчету башенных металлических градирен площадью орошения 1600 м2 конечно-элементным методом. Разработаны технические решения метеорологической аэродинамической трубы МАТ-2, реализация которых позволит значительно повысить уровень экспериментальных исследований, а также расширит область исследований в данном направлении.