Управляемые конструкции и системы

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.