Скорость циклического износа строительных конструкций
В статье рассматриваются закономерности эволюции интенсивности влажности (Mean humidity,%) и прозрачности (Mean visibility, Km) атмосферы на урбанизированных территориях в результате действий гравидинамических возмущений в околоземном космическом пространстве.
Эта статья – заключительная в серии публикаций авторов по проблеме природных и техногенных многоцикловых нагрузок на здания и сооружения. Предыдущие, опубликованные в первом и втором номерах журнала «Высотные здания» за 2011 год, были посвящены, на первый взгляд, весьма далекой от высотного строительства проблеме верификации явлений космогенной эволюции интенсивности климатических, метеорологических и геофизических процессов.
Однако циклический характер этих процессов приобретает критическое значение с точки зрения проектного прогноза скорости циклического износа строительных конструкций, особенно высотных зданий, в течение длительного, многолетнего, периода эксплуатации. В последнее время на поддержание объектов ЖКХ в рабочем и безопасном состоянии в Москве, например, в 2007 году затрачено не менее 280 млрд руб. только федеральных средств.
Вместе с тем, предшествующие ремонту технические обследования зданий позволяют выявить только их текущее состояние. Получить же надежные данные для корректной количественной оценки текущей и ожидаемой скорости износа строительных конструкций и деградации геофизической устойчивости зданий за короткий период обследования не удается.
В связи с этим важным является как исследование, нормирование и прогноз эволюции интенсивности всех видов природных и техногенных циклических нагрузок на проектный период эксплуатации зданий и сооружений, так и разработка методов проектного моделирования их влияния на скорость износа строительных конструкций. Актуальность этих задач в последнее время существенно выросла в связи с глобальными изменениями климата и резким ростом интенсивности метеорологических и геофизических процессов практически на всех урбанизированных территориях планеты.
Наряду с этим, в связи с участившимися авариями и ускоренным износом строительных объектов, возведенных по новым технологиям и с применением новых строительных материалов, существенно обострилась актуальность ряда фундаментальных проблем строительной науки в области многоцикловой усталости строительных материалов и грунтов оснований.
Особенность научной формулировки этих проблем связана с отсутствием верифицированных теоретических методов проектного моделирования и прогнозирования интенсивности развития малоизученных ранее процессов разупрочнения и износа материалов и элементов строительных конструкций, отличающихся сложной формой построения и высокой неоднородностью пространственной структуры.
Существующие методы математической физики, как правило, сегодня успешно используются для решения в значительной степени идеализированных задач механики твердого тела и строительной механики, которые по своей постановке существенно отличаются от реальных механизмов работы строительных конструкций.
Принципиально новые проблемы по нелинейной механике твердого тела встали в связи с расширением исследований по внедрению нанотехнологий и наномодифицированных строительных материалов в крупнотоннажном производстве. Как правило, такие комплексные научные проблемы фундаментального характера, которые находятся на периферийных стыках различных дисциплин и направлений (математическая физика, нелинейная механика твердого тела, строительная механика, нелинейная динамика), успешно могут быть решены при правильной постановке и формировании необходимого задела в части экспериментальных исследований.
При таком методологическом подходе формируется представительная база знаний о многоцикловых нагрузках и экспериментальных данных о ранее малоизученных закономерностях и тонких нелинейных процессах многоциклового износа, которые характерны для описания действительной работы пространственных строительных конструкций, возведенных из композиционных и анизотропных материалов, а также на грунтах оснований, наполненных в пределах расчетного объема разнородными геологическими элементами сложной формы и структуры.
Полную версию статьи Вы можете скачать здесь
Текст ВАЛЕРИЙ ТЕЛИЧЕНКО, д-р техн. наук, проф., академик РААСН, ректор МГСУ (НИУ);
ЕЛЕНА КОРОЛЬ, д-р техн. наук, проф., чл.-корр. РААСН;
МИХАИЛ ХЛЫСТУНОВ, канд. техн. наук, проф., зав. ОНИЛ КГК Роскосмоса в МГСУ;
ЖАННА МОГИЛЮК, зав. сектором ОНИЛ КГК Роскосмоса в МГСУ