Регистрация / Вход
Прислать материал

«Исследование энерго-, ресурсоэффективных
конструктивных систем с высоким уровнем конструктивной безопасности и
живучести»

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Продолжительность работ
2009 - 2011, 28 мес.
Бюджетные средства
13 млн
Внебюджетные средства
6 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
15.06.2009 - 14.09.2009
Выполнен анализ современного состояния исследований в стране и за рубежом относительно обеспечения конструктивной безопасности, живучести зданий и сооружений в запредельных состояниях, вызванных запроектными воздействиями, позволяющий сделать вывод, что в настоящее время теория расчета и нормативная база по проектированию строительных конструкций основана на положениях метода предельных состояний. Отдельные работы этого направления носят постановочный характер.
Установлена патентная чистота в области конструктивной безопасности и живучести зданий и сооружений при запроектных воздействиях; прямых аналогов способов и экспериментальных установок по определению параметров живучести конструктивных систем найдено не было.
Выполнен анализ вибрационных методов диагностики и контроля качества технического состояния строительных конструкций зданий и сооружений.
Разработаны методики моделирования структурных изменений в конструктивных системах для различных типов балочных и рамно-стержневых конструкций сплошного и составного сечения. При этом выявлены новые закономерности деформирования, локальных и прогрессирующих разрушений конструктивных систем составных конструкций с внезапно включающимися, в том числе односторонними упруго-хрупко-пластическими связями.
Развиты теоретические основы конструктивной безопасности анализа процессов нелинейного деформирования железобетонных пространственных конструкций при их внезапных структурных изменениях. Рассмотрены некоторые задачи базовых обобщений для создания математических моделей, требуемых для решения прикладных задач живучести коррозионно повреждаемых сооружений в расширенном функциональном пространстве. Показано важность учета неравновесных процессов силового сопротивления железобетона, влияния отдельных факторов и повреждений, возникающих при эксплуатации строительных систем, на качественные и количественные характеристики их конструктивной безопасности.
Приведена общая формулировка критериев прочности железобетонных изгибаемых элементов составного сечения, в том числе систем с односторонними связями. На основе предложенного В.М. Бондаренко уравнения кинетики повреждений, построена расчетная модель глубины повреждения бетона железобетонных конструкций в агрессивной среде для оценки ресурса силового сопротивления конструкций и их отказов по I и II группе предельных состояний.
Построены критерии живучести железобетонных балочных и стержневых физически и конструктивно-нелинейных систем с внезапно изменяющимися связями с учетом их одностороннего характера, длительной и динамической прочности материалов.
Вскрыты особенности деформирования и разрушения железобетонных рамно-стержневых конструктивных систем в запредельных состояниях вызванных внезапными динамическими догружениями. Установлены функциональные зависимости между коэффициентом динамичности в конструкциях рассматриваемого класса и их топологией, структурой и интенсивностью армирования, уровнем предварительного напряжения, податливостью швов сдвига в элементах составных конструкций, пластичностью и прочностью бетона, и другими параметрами при решении новой задачи динамического деформирования железобетонных конструкций.
Созданная расчетная модель прогнозирования живучести железобетонных конструкций в условиях накопления средовых повреждений и внезапных структурных изменений позволяет проектировать конструкции более полно отвечающие этим вызовам аварийного характера, без возникновения при этом непропорциональных этим воздействиям отказов.
В соответствии с программой исследования живучести конструктивных систем в отчетный период были разработаны технические решения, запроектированы опытные образцы, разработана методика испытаний и спроектированы стенды для испытаний железобетонных конструкций различных типов.
Разработана конструкторская документация опытных образцов и испытательных стендов, а также технологический регламент на их изготовление.
Реализация предложенных методов и алгоритмов расчета при решении проектных задач реконструируемых и вновь проектируемых железобетонных каркасов жилых гражданских и производственных зданий принципиально скорректировать принятые технические решения, обеспечивающие создание адаптационно приспособляемых новых элементов и связей к внезапным структурным изменениям от запроектных воздействий и повысившие их живучесть при этих воздействиях.
Полученные результаты соответствуют требованиям Задания.
Развернуть
2
15.09.2009 - 15.12.2009
Получены результаты экспериментальной оценки критериев живучести, динамических догружений, схем разрушения балочных, пространственных рамных и пластинчатых систем с преднапряженными элементами сплошного и составного сечения, а также без предварительного напряжения.
Разработанная методика испытаний железобетонных составных балок с преднапрягаемой арматурой, рамных и пластинчатых систем позволила экспериментально определить характер, основные параметры деформирования и трещинообразования рассматриваемого класса конструкций, а также сопоставить результаты испытаний с результатами испытаний образцов с непреднапряженной арматурой.
Разработана программа и методика экспериментальных исследований железобетонных элементов при изгибе с кручением, подтверждены основные положения предложенного расчетно-теоретического аппарата. Получены новые опытные данные о прочности, деформативности и трещиностойкости составных железобетонных конструкций при различных вариантах компоновки сечения и уровня действующей нагрузки. Установлен механизм образования, развития трещин и разрушения элементов с образованием пространственной трещины.
Разработаны методики моделирования новых видов запроектных воздействий, вызванных структурными изменениями средового и силового характера в конструктивных системах для различных типов балочных, рамно-стержневых и пластинчатых конструкций сплошного и составного сечения. Выявлены новые закономерности деформирования, локальных и прогрессирующих разрушений конструктивных систем с внезапно выключающимися угловыми и линейными связями.
Данные экспериментальных исследований составных деревянных и деревометаллических балок на воздействие статических и динамических нагрузок получены в результате изучения работы составных балок при воздействии статических и вибрационных нагрузок при различных жесткостях соединительного шва, условиях опирания слоёв, расстояниях между слоями. При проведении испытаний составных балок определены значения максимальных прогибов от действия равномерно распределенной нагрузки и собственные частоты их поперечных колебаний в ненагруженном состоянии.
Целью экспериментальных исследований железобетонных плит на статические и вибрационные нагрузки явилась проверка опытным путем установленных зависимостей, отработка методологии и методик реализации вибрационных способов контроля качества конструкций, выявление функциональных взаимосвязей тех параметров качества конструкций, для которых теоретическим путем они не были установлены (например, прочность и трещиностойкость).
В результате выполнения научно-исследовательской работы получены критерии живучести железобетонных балочных и рамно-стержневых конструктивных систем для параметров предельных состояний первой и второй групп, результаты экспериментальной проверки критериев разрушения балочных и рамных конструкций с элементами составного сечения и определения деформативных характеристик шва сдвига между элементами. В результате сопоставления многовариантных численных исследований экспериментальных данных с теоретическими разработаны предложения к совершенствованию элементов теории живучести железобетонных конструктивных систем.
В основу развития теории живучести и конструктивной безопасности положены результаты анализа процессов нелинейного деформирования железобетонных пространственных конструкций при их внезапных структурных изменениях. Решены некоторые задачи базовых обобщений для создания математических моделей, требуемых для решения прикладных задач живучести коррозионно повреждаемых сооружений в расширенном функциональном пространстве. Показана важность учета неравновесных процессов силового сопротивления железобетона, влияния отдельных факторов и повреждений, возникающих при эксплуатации строительных систем, на качественные и количественные характеристики их конструктивной безопасности.
Использование только численных методов для расчета стыковых соединений многоэтажных зданий из панельных элементов связано с определенными трудностями как вычислительного, так и методологического характера, что легло в основу проведения экспериментальных исследований платформенного стыка панельных зданий, элементов конструктивных систем здания повышенной живучести, включая методики, опытные зависимости, статистические данные. Проведенные исследования позволили установить, что при проектировании платформенных стыков простое экстраполирование решений за пределы имеющихся экспериментально-теоретических исследований не позволяет достаточно строго выполнить моделирование их напряженно-деформированного состояния. Надежная работа платформенных стыков решающим образом влияет на поведение высотных зданий с внутренним каркасом из стеновых панелей. Для проектирования таких ответственных узлов, как и каркасов зданий в целом, требуется научное сопровождение проектов с проведением экспериментальных исследований платформенных стыков с учетом пластических деформаций элементов, фактора времени, реальных уровней и режимов их нагружения.
Полученные результаты соответствуют требованиям Задания.
Развернуть
3
12.01.2010 - 18.06.2010
Разработка основ теории живучести
конструктивных систем (ФМС-1: по
нормальному сечению), в т.ч.
эксплуатируемых в условиях коррозии
конструкций зданий и сооружений, новых
инженерных методов решения задач
теории упругих пластинок и оболочек.
Расчеты реальных конструкций с помощью
ФМС-1.
Развернуть
4
21.06.2010 - 22.11.2010
Построение основ теории прочности
(ФМС-2: по наклонному сечению, ФМС-3:
узлов) железобетонных конструктивных
систем в запредельных состояниях;
разработка теоретических основ физико-
геометрического моделирования балок,
пластинок и цилиндрических оболочек.
Расчеты реальных конструкций и узлов с
помощью ФМС-2, ФМС-3.
Развернуть
5
12.01.2011 - 20.07.2011
Разработка критериев и методов расчета
живучести, характеристик конструктивной
безопасности железобетонных
конструктивных систем энерго-,
ресурсоэффективных зданий. Разработка
рекомендаций по проектированию зданий с
высоким уровнем живучести в
запредельных состояниях. Разработка
программы внедрения результатов НИР в
образовательный процесс и нормативно-
технических документов. Разработка
новых инженерных методов определения
собственных частот колебаний пластинок и
цилиндрических колебаний. Проведение
технико-экономической оценки
полученных результатов.
Разработка алгоритмов расчета,
программных средств, ориентированных
на применение в практике расчета
живучести и безопасности.
Развернуть
6
21.07.2011 - 15.10.2011
Внедрение результатов исследований при
проектировании ресурсе-,
энергоэффективных жилых и
общественных зданий с повышенными
уровнями конструктивной безопасности и
живучести в Орловской, Брянской,
Белгородской и т.д. областях (с научным
сопровождением строительства).
Внедрение в учебный процесс результатов
исследований.
Проектирование жилых и общественных
зданий и сооружений с заданными
характеристиками конструктивной
безопасности и живучести при высоких
параметрах ресурсе- и энергосбережения.
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2017 - 2020, 33 мес.
Бюджетные средства
58,5 млн
профинансировано
Тема
Разработка научно-технических решений по повышению энергоэффективности основных технологических и транспортных агрегатов для переработки минерального и техногенного сырья в горно-добывающих и металлургических производствах.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 18 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
4
Тема
Разработка технических решений для создания эффективных долгосрочных накопителей энергии
Продолжительность работ
2017 - 2019, 26 мес.
Бюджетные средства
120 млн
Количество заявок
11
Тема
Организация и проведение российско-индийского семинара по биотехнологиям «Создание Индийско-Российского центра биотехнологии важнейших сельскохозяйственных растений» в рамках выставки «KnowledgExpo 2014» (Индия)
Продолжительность работ
2014, 1 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
3
Тема
Организация и проведение российско-индийского семинара «Обмен опытом в сфере химических технологий» (Пуна, Индия)
Продолжительность работ
2014, 1 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка и экспериментальная апробация технических решений для создания ограничителей тока короткого замыкания на основе высокотемпературных сверхпроводников второго поколения для высоковольтных сетей переменного напряжения.
Продолжительность работ
2017 - 2019, 26 мес.
Бюджетные средства
225 млн
Количество заявок
1