Кафедра «Строительная механика и управление конструкциями» АБОВСКИЙ Н. П. Красноярская школа механики деформируемого твердого тела и активного пространственного формообразования Красноярск 2009 Сообщение о работе школы механики управляемых конструкций и пространственного активного формообразования. Основные направления развития, краткие полученные результаты. Для строительства в Приангарье и в северных нефтегазоносных районах Красноярского края с учетом экологических проблем: по сейсмостойкому строительству; по национальной программе «Доступное жилье»; по развитию прикладной нейроинформатики; по обучению творчеству; Первое традиционное направление-развития - это управляемые конструкции и системы. Создан "Научно-образовательный комплекс управляемые конструкции и системы", он представлен в виде напечатанной книжки и он нацелен на обучение творчеству студентов. Комплекс включает в себя целый ряд работ, которые получили высокую оценку академика Образцова, в частности, он указывает, что работы по управляемым конструкциям относятся к новым перспективным направлениям фундаментальных исследований и отмечает несомненный приоритет в этой области именно нашей академии. К этому же мнению присоединяется и бывший зам. министр высшего специального образования Виноградов и многие другие. По данному направлению в 2004 году кафедра СМиУК получила 1-ое место во Всероссийском конкурсе лучшие Российские научно-исследовательские организации строительного профиля "Стройиндустрия 2004" в номинации "Лучшее высшее учебное заведение года". Управляемые конструкции и системы Новые пространственные и технологические разработки для строительства в сложных грунтовых условиях и сейсмических районах Инновационные разработки конструкций для строительства в нефтегазовых районах Применение пространственных фундаментных платформ для строительства жилья на «неудобных» территориях Прикладная нейроинформатика: нейрооптимизация нейропрогнозирование Активное формообразование пространственных конструкций Новые комбинированные (композитные) конструкции. Работа совместно с кафедрой СК Развитие сейсмостойкого строительства в крае СОЗДАНИЕ межвузовского инженерно-педагогического ЦЕНТРА по обучению ТВОРЧЕСТВУ Для комплексного экологически чистого ОСВОЕНИЯ СЕВЕРНЫХ НЕФТЕГАЗОВЫХ РАЙОНОВ и трансмагистрали Сибирь – Тихий океан Для национальной программы «ДОСТУПНОЕ ЖИЛЬЁ» Совместно с лабораторией Крас. САН ВШ «Прикладная нейроинформатика» при кафедре СМиУК ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ЭФФЕКТИВНОГО ОСВОЕНИЯ ПРИАНГАРЬЯ («Из чего строить в Приангарье?») СОЗДАНИЕ научно-инженерного краевого ЦЕНТРА по СЕЙСМОСТОЙКОМУ СТРОИТЕЛЬСТВУ • Научно-образовательный комплекс «УПРАВЛЯЕМЫЕ КОНСТРУКЦИИ» «Созданные научные концепции, основы теории управляемых конструкций, принципы их создания, реализованные в ряде патентов, являются новой теоретической и лабораторно-практической базой для обучения инженеров. Идеи активного управления конструкциями, особенно с использованием нейросетей, закладываются в умы будущих специалистов и способствуют формированию активной личности инженера. Приоритетное учебное и научно-методическое обеспечение, оригинальная лабораторно-техническая база не имеют аналогов в отечественной и зарубежной литературе и уже получили применение в ряде вузов и организаций страны, тиражируются для дальнейшего распространения» Зам. министра высшего и среднего специального образования РФ Б.А.Виноградов, 1999 г. В лаборатории «Управляемые конструкций» создан целый ряд моделей, сама лаборатория является уникальной и не имеет аналогов. Некоторые модели тиражированы и использованы в других вузах. Разработаны, кроме учебного класса, соответствующие примеры заданий по управлению конструкциями, всѐ это пронизано именно таким творческим подходом, при котором инженер ощущает чувство созидания и активного воздействия на конструкции. Учебный класс управляемых моделей конструкций Патент РФ №1795505 Патент РФ №2012063 Патенты РФ №2073839, №2105959, №1730657 Патенты РФ №2053539 и №2010345 Патент РФ №1720065 Кафедра стремится к созданию межвузовского инженернопедагогического центра по обучению творчеству. Это сочетается с тем, что лаборатория является межвузовской ИГУиРЭ-ПИ и что здесь имеется такой же центр по творчеству по линии Академии наук Высшей Школы. Научно-образовательный комплекс «УПРАВЛЯЕМЫЕ КОНСТРУКЦИИ» УЧИТЬ ТВОРЧЕСТВУ СОЗДАНИЕ межвузовского инженерно-педагогического ЦЕНТРА по обучению ТВОРЧЕСТВУ • Пространственные фундаментные платформы на скользящем слое • Здания замкнутого типа • Композитные строительные элементы Для комплексного экологически чистого ОСВОЕНИЯ СЕВЕРНЫХ НЕФТЕГАЗОВЫХ РАЙОНОВ и трансмагистрали Сибирь – Тихий океан Третьим направлением является прикладная нейроинформатика - это фактически приоритетное применение новой технологии нейроинформатики к задачам в механике, задачам в строительстве, которые выражаются прежде всего в решении таких проблем, как нейрооптимизация, нейропрогнозирование и нейроуправление. По данному направлению защищены на кафедре две кандидатские диссертации, опубликована монография, которая получила диплом РААСН. Такая работа нашей лаборатории совместно с академией Высшей Школы приветствуется в МИФИ, в Научном центре нейрокомпьютеров в Москве и имеет хорошие перспективы в дальнейшем развитии. ГИБРИДНЫЕ НЕЙРОСЕТЕВЫЕ ПРОГРАММЫ В ОПТИМИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ГИБРИДНЫЕ НЕЙРОСЕТЕВЫЕ ПРОГРАММЫ В ОПТИМИЗАЦИИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ Существует большая проблема активного формообразования пространственных конструкций. Активное формообразование пространственных конструкций включает в себя задачи управления конструкциями, повышения их живучести, сейсмостойкости, архитектурной выразительности и трансформируемости. Эти конструкции разрабатываются в сочетании применительно также к условиям сложных грунтов, по этому направлению опубликован ряд книг, получен целый ряд патентов. К этому направлению примыкает другое направление - новые комбинированные композитные конструкции. По этому вопросу кафедра СМиУК сотрудничает с кафедрой СК, которой руководит профессор Енджиевский Л.В. Все эти направления, на наш взгляд, имеют очень хорошую перспективу для комплексного эффективного освоения Приангарья, ибо проблемы, из чего строить в Приангарье, являются первостепенными для строительных дел, т.к. там и слабые грунты, и очень слаборазвитые инфраструктуры, а все предложенные в данном случае конструкции позволяют использование унифицированных строительных элементов, строить самые разнообразные здания, в том числе и здания замкнутого типа и т.д. Поэтому если такая комплексная проблема освоения будет разработана, то эти конструкции там найдут широкое применение. Усиление и восстановление аварийных объектов универсальными строительными элементами Усиление и восстановление аварийных объектов универсальными строительными элементами Инженерное обустройство подтапливаемых территорий из унифицированных элементов Аварийный запас унифицированных строительных элементов позволяет оперативно усилить и восстановить разнообразные объекты • Архитектурная выразительность • Повышение живучести • Сейсмоустойчивость • Управление конструкциями • Трансформируемость ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО ЭФФЕКТИВНОГО ОСВОЕНИЯ ПРИАНГАРЬЯ («Из чего строить в Приангарье?») Особое место занимает недавно возникшее развитие сейсмостойкого строительства в Красноярском крае. Эти проблемы сложны как теоретически, так и практически. Здесь кафедра СМиУК и наша школа Механики проявляет свои усилия и по теории, и по расчѐтам, по исследованию, по необходимости экспериментального строительства и обследования старых объектов. Это проблемные вопросы должны выразиться в создании научного инженерного краевого центра по сейсмостойкому строительству. По данному направлению опубликован обзор, монография, которая используется на курсах повышения квалификации нашего института. ИГУиРЭ СФУ предлагает: • Теория • Расчѐты • Экспериментальное строительство • Исследования • Обследование старых объектов СОЗДАНИЕ научно-инженерного краевого ЦЕНТРА по СЕЙСМОСТОЙКОМУ СТРОИТЕЛЬСТВУ СЕРИЯ ПАТЕНТОВ: № 2246657, № 41829, № 49251, № 53006 № 60669 № 2273697, № 29738, № 38789, № 44336, № 45410, № 2206665, № 50553, № 55388, № 53342 № 2215652, Надземные трубопроводы Регулируемые мобильные опоры, с регулируемой высотой установки, объединенные с фундаментными плитами для строительства в сложных грунтовых условиях Инновационные разработки конструкций для строительства в нефтегазовых районах • Мобильные управляемые опоры под трубопроводы • Фундаментные платформы для слабых и вечномѐрзлых грунтов • Новые типы резервуаров, зданий и сооружений Для комплексного экологически чистого ОСВОЕНИЯ СЕВЕРНЫХ НЕФТЕГАЗОВЫХ РАЙОНОВ и трансмагистрали Сибирь – Тихий океан ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ ФУНДАМЕНТНЫЕ ПЛАТФОРМЫ Для строительства жилья на «неудобных» территориях «Неудобные земли» это слабые, насыпные, просадочные, пучинистые, вечномерзлые грунты; участок, где разработка котлованов трудоемка или нецелесообразна; где свайные основания применять нельзя или неэкономично; подтопляемые территории; усиление фундамента под существующим зданием; сложные грунтовые условия в сейсмоопасных районах; стесненные городские условия и др. ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПФП ПФП ПРЕДНАЗНАЧЕН ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА повышенная изгибная жесткость (в 50-100 раз больше, чем у плитных фундаментов при равном расходе бетона); на слабых, насыпных, вечномерзлых грунтах и в сейсмических районах: большая распределительная способность; большепролетных сооружений; малоэтажных и многоэтажных зданий; малое давление на основание; вахтовых поселков; малая чувствительность к неравномерным осадкам и просадкам основания. резервуаров; под оборудование с динамическими нагрузками и др. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ невысокая стоимость «неудобных земель»; сохранение природных условий на поверхности земли и подземного гидрогеологического режима; снижение объема инженерногеологических изысканий; упрощение производства строительных работ: • • • • • практически без земляных работ, без применения тяжелой техники, сокращение сроков строительства, экономия материалов, всесезонность; небольшое число рабочих. совмещение конструктивных и эксплуатационных функций: • • в виде технического этажа, проветриваемого подполья на вечномерзлых грунтах, • несущей конструкции пола, • снижение теплопотерь на 15-20 % при утеплении ПФП (засыпка пазух). повышение надежности зданий на ПФП при просадке или выпучивании грунтов, на подтапливаемых территориях и др.; повышение сейсмостойкости здания, даже на слабых грунтах, с помощью устройства скользящего слоя, между ПФП и основанием. Сейсмическая волна «проскользнет» под фундаментной платформой.