Молодежная весна 2022

Так же для каждой стадии можно отследить необходимое количество арматуры. Результат армирования представлен в виде таблиц, по которым легко оценить, является ли проектное армирование достаточным.

Если не задана информация о группах и дополнительных загружениях, то может быть задана таблица РСУ.

После задания всех необходимых параметров системы «Монтаж» выполняется расчет, а полученные результаты сравниваются с линейным расчетом (рис. 5).

Рис. 5. Результаты расчета с учетом стадий возведения:

а – конструктивная схема здания; б – эпюра изгибающих моментов

При сравнении результатов видно, что учет генетической нелинейности привел к перераспределению усилий в отдельных элементах. В некоторых из них внутренние усилия, а также требуемая площадь сечения армирования больше, чем при линейном расчете. Следовательно, для выполнения условия по первой группе предельных состояний необходимо взять требуемую площадь сечения армирования по расчету с учетом генетической нелинейности.

Научный руководитель Ю. Н. Чудинов, канд. техн. наук, доцент кафедры строительства, Забайкальский государственный универ­ ситет.

181

Создание цифровой модели исторического здания

В. А. Галятин

студент гр. СУС-19, факультет строительства и экологии, ЗабГУ, г. Чита

При проектировании зданий и сооружений, а также планировании комплексных мер по реставрации используются самые разнообразные программные комплексы. Целью данной работы является изучение возможностей программного комплекса Fusion 360 для создания цифровой модели исторического здания.

Актуальность выполненной научно-исследовательской работы связана с двумя нормативно-правовыми актами: 1) Указом Президента РФ от 30 декабря 2021 года № 745 «О проведении в Российской Федерации Года культурного наследия народов России»; 2) Распоряжением Правительства РФ от 27 декабря 2021 г. № 3883-р «О стратегическом направлении в области цифровой трансформации строительной отрасли, городского и жилищ- но-коммунального хозяйства РФ до 2030 г.».

Первый документ подчеркивает необходимость сохранения памятников истории и культуры, второй – определяет в качестве одного из стратегических направлений в области цифровой трансформации строительной отрасли «внедрение технологии информационного моделирования объектов капитального стро­ ительства (ОКС) на всех стадиях жизненного цикла ОКС».

Приказ о поэтапном внедрении технологии информационного моделирования в области промышленного и гражданского строительства (ТИМ, являющейся аналогом зарубежного термина Building Information Modelling – BIM) был издан в декабре 2014года.Ондалтолчоккразработкепланамероприятийповнедрению ТИМ/BIM. С 1 января 2022 года данная технология стала обязательной для всех новых объектов капитального строительства с государственным участием.

В настоящее время информация об исторических зданиях находится в виде отдельных документов, отчетов, чертежей в разных инстанциях. На практике необходим единый надежный источник, в котором будет храниться полная и достоверная информация об объекте культурного наследия. ТИМ/BIM помогает решить эту проблему соединив качественные и количественные характеристики объекта с цифровой моделью.

182

Информационная модель объекта является инструментом для управления историческим зданием, архивным и информационным ресурсом для мониторинга объекта на протяжении жизненного цикла, для его научного изучения или проведения реконструкции.

Как уже было подчеркнуто выше – одно из ведущих направлений в проектировании зданий и сооружений связано с ТИМ/BIM. Технология информационного моделирования – это процесс производства и управления структурированной информацией в электронном формате. Технология ТИМ/BIM используетпараметрическиеобъекты,изкоторыхсобираетсявиртуальное здание или сооружение (цифровая модель). Примерами параметрических объектов являются колонны, стены, перекрытия, различные архитектурные детали и другие элементы.

Для параметрических объектов задаются геометрические и физическиеданные,устанавливаютсяправила,определяющиеих поведение, в том числе их взаимодействие с другими объектами иреакциюнамодификациюпараметров.Поэтомулюбыеизменения в элементе здания автоматически приводит к трансформации цифровой модели.

В отличие от нового строительства, где имеется в последниегодызначительныйопытсозданияинформационныхмоделей зданий в разных странах, ТИМ/BIM исторических объектов – это пока область научных исследований.

Создание и структурирование информационных моделей исторических зданий и памятников архитектуры представляет собой сложную задачу, в первую очередь из-за оригинального архитектурного решения.

Для получения исходных данных при создании информационной модели исторического здания используются следующие методы:

1.Метод лазерного сканирования – создает цифровую трехмерную модель объекта. Использует современные геодезические приборы – лазерные сканеры, которые с большой скоростью определяют координаты точек поверхности объекта. На основе данного «облака точек» получают трехмерное цифровое фото.

2.Фотограмметрический метод. Альтернативный способ получения облака точек моделируемого объекта – фотограмметрический метод. Данная технология основана на обработке перекры-

вающихся цифровых снимков, полученных с различных станций.

183

3. Создание модели по обмерам здания. Данный способ на­ иболее сложный и трудоемкий. Сначала создаются планы этажей здания, а уже после на их основе создается скелет – основная структура здания. Данный метод удобен тем, что на этапе создания плана этажей мы можем менять структуру здания, а уже после в специальных комплексах просчитывать целесообразность тех или иных решений.

Опыт в сфере применения BIM для исторических зданий в Великобритании раскрыт в книге П. Брайан [1]. В нашей стране некоторое количество публикации по этой теме вышло под руководством В. В. Талапова [2].

Для создания цифровой модели могут быть использованы различные программные комплексы. Особенностью 3D моделирования для исторических зданий является необходимость привязки к объекту целиком или его составным частям исторических документов и ресурсов. Такая добавочная информация может реализовываться либо через атрибуты элементов, либо через добавление в модель текстовых, растровых или 2D документов (рисунков, чертежей), либо подключением ссылок на интернет-порталы. Еще однойособенностьюявляетсяотсутствиевпрограммныхкомплексах стандартных библиотечных элементов, позволяющих отображать на цифровой модели архитектурные детали (их необходимо дополнительно создавать при выполнении работы).

В работе в качестве инструмента для создания цифровой модели послужил программный комплекс Fusion 360 (разработчикAutodesk). Цифровая модель была создана по обмерным данным – планам этажей и чертежу фасада здания постройки начала XX века, которое не имеет статуса памятника архитектуры.

Работа была поделена на три этапа.

Первая стадия – проектирование стен и основной оболочки здания, создание окон и дверей фасада здания.

Вторая стадия – просмотр вариантов изменения декоративных элементов для улучшения внешнего вида и конструкции фасадаздания.Входеданногоэтапабылапродуманаархитектурная составляющая модели – просмотрены и отобраны наиболее презентабельные и подходящие по стилю приемы, и структуры.

Завершающий этап – наложение текстур и рендеринг поверхности. Fusion 360 обладает внушительным комплексом текстур и способами их настройки, что позволяет создать картинку, визуально приближенную к реальным снимкам.

184

Впроцессе работы объект претерпел некоторые изменения,

вчастности уменьшена высота парапета, добавлена фреска на главный фасад зданий, а также убран сандрик с основного входа

вздание (рис. 1, 2).

Fusion 360 позволяет создавать цифровые модели исторических зданий и разрабатывать варианты решений фасадов.

Рис. 1. Фасад и планы этажей

185

Рис. 2. Цифровая модель объекта

Список литературы

1.Брайан Пол, Антонопулу С. BIM для культурного наследия : разработка информационной модели исторического здания / пер. Т. П. Швец. [б. м.]: Изд. решения, 2019. 104 с.

2.Талапов В. В. О некоторых закономерностях и особенностях информационного моделирования памятников архитектуры // Архитектура

исовременные информационные технологии. 2015. № 2. С. 11–17.

Научный руководитель М. Б. Мершеева, канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой строительства, Забайкальский государственный университет.

Тепловые деформации земляного полотна в условиях распространения ММГ на примере линии железной дороги

ст. Нарын(Борзя) – ст. Газимурский Завод

А. А. Шиховец

студент гр. Ст(са)-19, факультет строительства и экологии ЗабГУ, г. Чита

Забайкальский край находиться в зоне распространения ММГ, что учитывается при проектировании и строительстве линейных сооружений, но не всегда этому придается значение во время эксплуатации железных и автомобильных дорог. Недостаточное внимание к последующей эксплуатации линейных сооружений, может послужить причиной деформации земляного полотна, искусственных сооружений (ИССО), что ведет к удорожанию эксплуатации объекта и ухудшению транспортно-эксплу- атационных показателей.

186

Многолетнемёрзлые грунты (ММГ) – это грунты, находящиеся в мерзлом состоянии в течение трех лет и более. Они представляют собой ярко выраженные структурно-неустойчивые грунты, так как при их оттаивании происходят просадки в результате нарушения природной структуры. Именно поэтому при строительстве необходимо уделять им особое внимание, чтобы предотвратить оттаивание и, как следствие, деформации возведенного на ММГ сооружения [4].

В зоне распространения ММГ строительство линейных сооружений осуществляется в основном по I принципу [4]. Но зачастую во время эксплуатации объектов возникают различные деформации земляного полотна.

Примером может служить участок железной дороги Нарын  – Лугокан в Александрово-Заводском районе. Данная же­ лезная дорога – часть комплексного проекта по освоению ми- нерально-сырьевых ресурсов юго-востока Забайкальского края. Дорога соединяет Быстринский ГОК с «Южным ходом» Забайкальской железной дороги, который идет от Транссиба до границы с Китаем. Изыскания проводились в 2008 г. Дорога была сдана в эксплуатацию в декабре 2015 года. [1].

Входе эксплуатации были выявлены следующие дефекты земляного полотна и ИССО. А именно просадки земляного полотна и деформаций обочин на подходах к мостам и трубам, прогибы гофрированных металлических труб (рис. 1, 2, 3).

Рис. 1. Деформации земляного полотна на подходах к гофрированным металлическим трубам

187

Рис. 2. Деформации земляного полотна на подходах к гофрированным металлическим трубам

Рис. 3. Прогиб гофрированной металлической трубы

Длявыясненияпричин,ипоследующегоувеличенияданных деформации, а также поиска способа ремонта были проведены геологические изыскания целью которых было проверка изначальных геологических изысканий и проектных решений.

188

Для проверки проводилось контрольное бурение [2]: – бурение скважин для определения литологического соста-

ва и состояния грунтов для сопоставления с предыдущими изысканиями;

– бурениескважинвместахдеформацийдлявыясненияпри- чин просадок земляного полотна, и изменении геометрических параметров водопропускных труб;

– определение физико-механических свойств грунтов, выявление неблагоприятных инженерно-геологических условий.

По результатам сравнительного анализа геологическое строение по выработкам 2008 г. и 2021 г. совпадает частично: геологическое строение грунтов совпадает с изысканиями 2008, за исключением уровня ММГ, кровля которого опустилась на 0,9–1,5 м. Из последнего мы можем сделать вывод, что просадки земляного полотна прошли по причине деградации ММГ и изменения консистенции грунтов (рис. 4). Дополнительно выяснилось, что наиболее сильные просадки произошли в зоне мерзлых мелокодисперсионных грунтов.

Рис. 4. Уровень кровли ММГ в районе гофрированной металлической трубы

189

В ходе визуального обследования водопропускных труб и земляного полотна с деформациями были обнаружены места с застоями воды, также не был обеспечен отвод воды в следствии отсутствия спланированных русел к водопропускным трубам

(см. рис. 1, 2).

Исходя из этого можно сделать вывод, что основными причинами просадок земляного полотна, являются тепловые (отта- ивание-уплотнение) деформации. К данному виду деформации относятся просадки причиной которых является деградация многолетнемерзлых оснований, вследствие влияния застоев воды на дневной поверхности. Из-за этого оттаивание ММГ оснований приводит к уменьшению объема мерзлого грунта, происходит переход грунтов оснований в текучее состояние, что снижает несущую способность основания земляного полотна, что вызывает просадки земляного полотна и прогиб водопропускных труб.

К сожалению, во время эксплуатации линейных объектов и последующих ремонтов недостаточное внимание придаётся водоотведению в зоне распространения ММГ. Исследуемый участок находиться в зоне распространения высокотемпературных ММГ (среднегодоваятемператураминус2С°),гдеотепляющеесвойство воды быстро приводит к деградации ММГ. Что нужно учитывать не только в проектировании и строительстве, но и вовремя эксплуатации линейных объектов, когда особое внимание отводиться к своевременному восстановлению пропускной способности водопропускных и водоотводных сооружений для беспрепятственного пропуска и отвод от земляного полотна дождевых вод.

Список литературы

1.Инженерно-изыскательные работы на участке км 87+260 – км 130+325. Технический отчет НН.2079-2020.01-08.20-2.1: Кн. 1. Ч. 1. Пояснительная записка / Чита, 2021. № 0205.3-2013-7743883091-П-30.

2.ГОСТ 5180-2015. Грунты. Методы лабораторного определения физическиххарактеристик:введ.01.04.2016.М.:Стандартинформ,2016. 23 с.

3.СП 25.13330.2020. Основание и фундаменты на вечномерзлых грунтах: введ. 01.07.2021. М.: Стандартинформ, 2021. 110 с.

4.Инженерная геология СССР / под ред. проф. Г. А. Голодковской. М.: Изд-во МГУ, 1977. Т. 3. 655 с.

Научный руководитель А. В. Филинов, старший преподаватель, доцент кафедры строительства, Забайкальский государственный университет.

190