Архитектура, строительство, транспорт

Цвет играет важную роль в создании безопасной и информативной городской среды. Однако до сих пор в колористике городского пространства наблюдается стремление к цветовой монотонности или, наоборот, хаотичным кричащим цветам. Негативное влияние оказывают и процессы глобализации в архитектурноградостроительном проектировании, ведущие к утрате индивидуального облика, узнаваемости современных быстрорастущих городов, к которым можно отнести и Тюмень. Исследование посвящено изучению колористики города, ее формированию под влиянием цветовой культуры и цветовых предпочтений людей. Проводится сравнительный анализ существующих методик формирования колористики городской среды, основанных на совокупности различных факторов. Особое место в исследовании отводится региональной цветовой культуре. Ее основа кроется в цветовых предпочтениях отдельного человека, определенных социальных групп или нации. Исследование истории цветовой культуры г. Тюмени опирается на исторический и качественный методы, анализ архивных материалов, различных письменных и визуальных  документов. Приведены примеры влияния цветовой культуры на формирование колористики городской среды. Натурные обследования реальных архитектурных объектов центральной части г. Тюмени и анализ изменений цветовых предпочтений, вызванных сменой цветоносителей, позволил выделить особенности колористики города в
отдельные периоды его застройки. Научная новизна заключается в углубленном рассмотрении формирования колористики городской среды в контексте региональной цветовой культуры. 

Градостроительному развитию населенных пунктов Дальнего Востока посвящен ряд исследований, но они не рассматривают в качестве структурообразующих торговые пространства, тогда как именно они зачастую формируют каркас города. Изучив кадастровые карты Биробиджана, материалы топосъемки, онлайн-карты и другие документы, мы определили пять исторических периодов формирования открытых торговых пространств Биробиджана и их архитектурно-планировочных особенностей: 1) 1928–1933 гг. – этап беспланового развития территории, когда торговая среда выступала как инструмент социальной адаптации осваиваемого пространства; 2) 1932–1937 гг. – привлечение к планированию и застройке города профессиональных архитекторов, определение официального статуса рыночной площади; 3) 1937–1990 гг. – период планового развития территории, предполагающего формирование плановой торговой среды; 4) 1990-е гг. – время постсоциалистической трансформации, характерной особенностью которой можно назвать самоорганизацию рыночного пространства, торговая улица выступает как отражение кризисных явлений в городской системе; 5) 2000 г. – настоящее время – реорганизация торговых пространств: снос старых павильонов и ларьков в районе Центрального рынка, появление сезонных ярмарок как новой формы открытой торговли в городе, сосредоточение мелких открытых торговых пространств возле действующих рынков одновременно с обособленным функционированием крупных торговых центров, закрывающих прилегающие территории от уличной торговли. Комплексная программа реализации концепции «Компактный конкурентоспособный город с еврейским колоритом на границе с Китаем» (мастерплан Биробиджана до 2030 г.) предусматривает в том числе и реновацию торговых пространств. Она должна осуществляться на основании учета торговли как социального явления. 

Несмотря на очевидное увеличение темпов роста строительства с применением стальных тонкостенных профилей, основной нормативный документ, регламентирующий положения по проектированию и расчету данных конструкций, имеет ряд условностей и указывает на предпочтительность использования результатов экспериментальных  исследований при проектировании. Проведение натурных испытаний, как правило, недоступно при рядовом проектировании, поэтому адекватной альтернативой является численное моделирование. Анализ существующей научной литературы позволяет сделать вывод о том, что у исследователей нет единого мнения касаемо основных параметров моделей и алгоритма моделирования в целом, поэтому целью работы является разработка рекомендаций по моделированию тонкостенных элементов. Основываясь на результатах исследования для объекта из спаренного сигма-профиля, работающего в условиях осевой сжимающей силы, были предложены ключевые рекомендации для моделирования, включающие в себя: использование типа конечных элементов, параметры сетки конечных элементов, механизм приложения граничных условий, внешних нагрузок и другие параметры модели. Верификация результатов производилась аналитическими методами расчета тонкостенных профилей. Полученная сходимость результатов говорит о возможности применения данных рекомендаций при проектировании и расчете тонкостенных конструкций. 

В системе горячего водоснабжения города Перми  используется солнечная энергия. Целью исследования являлось обоснование экономической эффективности применения солнечных коллекторов и определение срока их окупаемости с учетом климатических условий, стоимости оборудования и экономических критериев. Анализ принятых технических решений использования солнечной энергии выполнен в сравнении с  электрическим нагревом. В ходе исследования была определена необходимая минимальная площадь солнечных коллекторов для домовладения (с учетом норматива горячего водоснабжения для Перми) как функциональная зависимость величины поступающей солнечной инсоляции и количества используемой тепловой энергии. Произведены оценка и выбор параметров солнечных коллекторов отечественного и импортного производства. Доходом для домовладения принята величина снижения платы за электрическую энергию. Расчет экономической эффективности выполнен на основе прогнозного среднего тарифа на электрическую энергию с учетом инфляции от 2 до 16 %. Окупаемость системы солнечного нагрева горячей воды зависит в первую очередь от затрат на  приобретение, монтаж оборудования и норму  дисконтирования. Практическое значение заключается в обосновании экономической эффективности применения солнечных коллекторов для потребителей. Методика и результаты исследования могут быть использованы в индивидуальном жилом строительстве и для обоснования применения альтернативных источников энергии для регионов России с низким значением инсоляции. 

Эффективное управление системой вентиляции в настоящее время является одной из главных задач повышения энергоэффективности зданий общественного назначения. В системах вентиляции энергосбережение предусмотрено в двух формах. Первая – экономия электрической энергии, вторая – экономия тепловой энергии. Для проектируемого торгового комплекса «Магнит» (г. Тюмень) предложена система вентиляции с периодическим режимом работы. В  системе вентиляции проектируемого здания рассчитано и подобрано энергопотребляющее оборудование марок  российских производителей. Расход воздуха в системе вентиляции зависит от количества посетителей, также учитывается неравномерность посещения людьми проектируемого торгового центра. Построен график распределения необходимого расхода воздуха по периодам времени. Предложена схема автоматизации предлагаемой в проекте системы вентиляции. Рассчитаны количество потребляемой электроэнергии периодически действующей системы вентиляции в течение года, а также годовое потребление тепловой энергии. Расчеты годовых затрат на  энергоносители показали, что затраты на периодически действующую систему вентиляции проектируемого здания будут в 1.72 раза меньше, чем на постоянно действующую систему, оборудование окупится за 0.4 года. Таким образом, можно говорить об эффективности применения системы вентиляции периодического действия в проектируемых зданиях с неравномерным посещением людьми. 

При получении воды с использованием опреснительных технологий образуются значительные объемы высококонцентрированных рассолов. Решение проблемы утилизации данных отходов является  важным общемировым вопросом систем охраны водных ресурсов, что подтверждает анализ  исследований последнего десятилетия. В статье рассмотрен экологически безопасный способ рассредоточенного равномерного сброса рассола в акваторию, представлено разработанное техническое решение и описан принцип его действия. Приведен пример расчета диаметров отверстий  распределительного трубопровода для равномерного по длине сброса рассола. Выполнен расчет радиуса и расхода рассеивающей струи на заданном расстоянии от отверстия в распределительном трубопроводе. Установлено, что разница в концентрациях солей рассола на глубине 20 м от точки сброса между фоновой концентрацией в море и концентрацией соли составляет от 0.439 до 0.524 % по длине сбросного трубопровода. При наличии морских течений растворение рассолов до безопасных концентраций становится еще более интенсивным. Результаты могут быть использованы при проектировании и  эксплуатации соответствующих систем. 

Введение в состав цементных масс комплексных антифризов на основе формиата кальция, хлорида кальция и  суперпластификатора Полипласт СП-1 приводит к изменению фазового состава цементных растворов. Большое значение имеют разработки комплексных модификаторов, которые используются для фазы твердения цементно-измельченных смесей, особенно в условиях низких температур (до –20 ^оС). Фазовые и структурные особенности цементных растворов изучены в недостаточной степени. В связи с этим в работе исследовалось влияние добавок комплексных антифризов на свойства и фазовый состав при структурировании цементных масс. Прочность при сжатии достигает максимального значения (44.8 МПа) при введении в состав цементных паст добавок формиата кальция, хлорида кальция и суперпластификатора.  Рентгеноструктурный анализ проводили с использованием дифрактометра ДРОН-3. Использованные методики стандартные. Рентгенограмма образцов доказывает высокую интенсивность отражений гидросиликата кальция d = 9.69 Å, портландита d = 4.921 Å, d = 2.632 Å, что свидетельствует о высокой степени гидратации портландцемента. Совместное использование формиата кальция и хлорида кальция способствует активации гидролиза, а добавление суперпластификатора СП-1 приводит к снижению соотношения В/Ц до 0.20, что ускоряет процесс твердения. Добавки комплексных антифризов увеличивают процентное отношение кристаллической фазы по отношению к аморфной фазе, таким образом, цементные пасты, содержащие комплексные добавки 6 % (HCOO)₂Ca, 3 % СaCl₂, 2 % СП-1, обладают наибольшим значением степени
гидратации (0.70) за счет образования 63%-й кристаллической фазы. Образующиеся новообразования характерны для портландита и гидросиликатов дикальция. Комплексные антифризы в качестве добавки способствуют активизации  гидратации в цементных растворах, что подтверждается уровнем степени гидролиза и интегральным значением потери массы. Синергизм процессов структурообразования наблюдается при совместном использовании добавок антифризов в составе цементных масс и, как следствие, повышает прочность цементных растворов, используемых в строительстве при
низких климатических температурах.  

В работе продолжается изучение методов канализирования поворотных автотранспортных потоков на городских регулируемых пересечениях. Авторы провели математическое моделирование процесса формирования левоповоротной автотранспортной очереди на основе существующих зависимостей, а также показателя «остаточной автотранспортной очереди». В результате изучения рассматриваемых процессов, существующих математических моделей, описывающих формирование автотранспортной очереди на регулируемом пересечении, а также дальнейшего моделирования процесса в зависимости от параметра «остаточной автотранспортной очереди» было выдвинуто предположение о виде математической модели, описывающей процесс. Для подтверждения  предположений проведены исследования на городских регулируемых пересечениях в городах Российской Федерации. На основе пассивного эксперимента установлено, что величина остаточной автотранспортной очереди подчиняется экспоненциальному закону распределения случайной величины. Длина формирующейся на пересечении очереди из автотранспортных средств зависит от показателя остаточной автотранспортной очереди. Зависимость описывается линейной математической моделью. Установлено, что для среднестатистического городского регулируемого пересечения необходимая вместимость поворотно-накопительной полосы составляет 9 и 5 автомобилей при коэффициенте загрузки больше и меньше 1 соответственно. При увеличении остаточной автотранспортной очереди с 5 до 50 автомобилей величина очереди из автотранспортных средств на регулируемом пересечении в левоповоротном направлении увеличивается в 5 раз. Полученные результаты исследования могут применяться для корректирования режимов работы городских регулируемых пересечений, а также для оценки длины поворотно-накопительных полос.

Эксплуатация автомобильного транспорта связана с  поддержанием работоспособности автомобилей.  Предприятия, эксплуатирующие автомобили, по-разному подходят к обеспечению их работоспособности. Небольшие организации, как правило, проводят обслуживание и ремонт  автомобилей на сервисных станциях, а крупные и средние предприятия создают условия для проведения технических воздействий на собственной базе. В этом случае они сталкиваются с необходимостью  обеспечения запасами запасных частей. Было установлено, что затраты на запасные части составляют до 45 % всех эксплуатационных затрат, их сокращение возможно при правильном подходе к планированию и организации поставок запасных частей, что подтверждает актуальность проводимых исследований. В качестве основного фактора, влияющего на затраты на приобретение запасных частей, авторы предложили считать надежность узлов и агрегатов автомобилей. Установлена закономерность: надежность автомобиля снижается с увеличением срока его эксплуатации, тогда как потребность в запасных частях и, следовательно, затраты на запасные части увеличиваются. Запасы  запасных частей планируются по двум группам – для проведения технических обслуживаний и ремонтов. Спланировать расход запасных частей на проведение технического обслуживания возможно исходя из парка автомобилей и на основании рекомендаций завода изготовителя, регламентирующего периодичность замены и перечень запасных частей. Планировать номенклатуру запасных частей для проведения  текущего ремонта целесообразнее исходя из  надежности автомобилей. Прогнозирование запасов запасных частей на основе надежности позволит эффективно управлять запасами запасных частей, минимизировать срок их хранения и избежать приобретения невостребованных запасных частей.

Разрушение зубчатых колес происходит по различным причинам, связанным, прежде всего, с нарушением на разных этапах технологии их изготовления,  некачественным монтажом зубчатой передачи или механизма в целом, а также превышением заданных эксплуатационных нагрузок. Целью исследования является установление причин разрушения шестерен верхнего привода буровой установки на основе механических и структурных характеристик,  полученных общепринятыми методами, совокупно применяемыми для оценки природы возникающих повреждений. Для анализа соответствия качества изготовления шестерен эксплуатационным требованиям и выявления причины выхода их из строя были проведены комплексные исследования, включающие микроструктурный анализ металла шестерен, определение его химического состава и механических свойств, а также исследование морфологии поверхности разрушения с помощью растровой электронной микроскопии. В результате было определено, что зубчатые колеса вышли из строя по причине нарушения технологии их изготовления в части неправильно проведенной термической обработки. 

В сфере транспортного строительства разработано порядка 400 нормативных документов, однако корректность и актуальность некоторых из них вызывает сомнение. Отсутствие единой терминологии, наличие противоречий, увеличение объемов создаваемой документации существенно осложняют ее применение. Помимо недостатков общего характера, существует и ряд частных проблем. Например, авторы настоящего исследования указывают на  некорректность применения положений методики предельных состояний для расчета конструкций, так как в данной методике рассматриваются предельные (экстремальные) нагрузки, а закономерности реального поведения конструкции при более низких, то есть рабочих уровнях нагрузок остаются неизвестными. Кроме того, в методике расчета по предельным состояниям не учитывается долговечность – она не определяется. При расчете по методике предельных состояний на действие только нагрузок при неизвестных других эксплуатационных воздействиях предельное состояние реализуется путем достижения этой нагрузкой некоторой придельной величины. В реальных же условиях предельное состояние может наступить вследствие изменения формы конструкции, размеров сечений элементов конструкции и чаще – деградации свойств ее материала под влиянием условий эксплуатации. Для расчета конструкций необходимо более широкое применение деформационного подхода, согласно которому и прочностная, и деформационная задачи расчета конструкций корректно взаимосвязаны, и их гипотезы не противоречат друг другу.