Znanstvena i tehnička podrška za izradu jedinstvenih projekata. Znanstvena i tehnička podrška

Članak 23.69. federalno tijelo Izvršna moč ovlaštena za provođenje državne kontrole (nadzora) nad radom samoregulativnih organizacija u području inženjerskih istraživanja, arhitektonskog i građevinskog projektiranja, graditeljstva,

Stadioni koji se danas grade u Moskvi, Kazanu, Sočiju, Sankt Peterburgu, Samari, Volgogradu, Nižnjem Novgorodu, Kalinjingradu, Saransku, Rostovu na Donu i Jekaterinburgu dizajnirani su za najpopularniju igru ​​na svijetu - nogomet. Ali za nas je rad na njima daleko od igre. Naša glavna briga je pouzdanost, funkcionalnost i ljepota. Ova tri stupa činila su temelj naših nastojanja.

Treba napomenuti da su svi objekti s rasponima većim od 100 metara i krovnim konzolama iznad tribina većim od 20 metara, prema Urbanističkom pravilniku, jedinstveni objekti. Jedinstvenost strukture također je određena značajem objekta: brojem ljudi koji se stalno ili privremeno nalaze na njegovom teritoriju, troškovima obnove strukture u slučaju nesreće.

Inovacije na struji

Većinu stadiona koji se grade za Svjetsko prvenstvo 2018. karakteriziraju konstruktivne inovacije, dojmljiv izgled, kombinacija optimalne i učinkovite forme dizajna, korištenje novih materijala, dizajna i metoda gradnje. U tom smislu postoje dodatni zahtjevi za opseg i opseg istraživanja i projektiranja, proizvodnju i ugradnju konstrukcija, pravila za njihovo prihvaćanje i rad. Pri projektiranju takvih struktura javljaju se problemi koji nadilaze postojeće normativni dokumenti. Rad instituta Istraživačkog centra "Graditeljstvo" usmjeren je na rješavanje ovih problema, vodeći računa o smanjenju troškova.

Osiguranje pouzdanosti jedinstvenih objekata zahtijeva znanstveno-tehničku potporu u njihovom projektiranju i izgradnji - skup radova znanstveno-metodičke, stručno-kontrolne, informacijsko-analitičke i organizacijske prirode.

Glavni zadaci instituta Istraživačkog centra "Graditeljstvo" uključuju razvoj "Posebnih specifikacija" za projektiranje, znanstvenu i tehničku podršku u svim fazama projektiranja, istraživanje (ako je potrebno) fizičkog modela strukture, ispitivanje složenih konstrukcija. kompletne jedinice, osiguravanje sigurnosti konstrukcije od progresivnog urušavanja, izrada potpore i ugradnja konstrukcija, nadzor u fazi izgradnje i rada konstrukcije.

"Posebne specifikacije" (STU) - norme koje sadrže nedostajuće ili dodatne, više zahtjeve za pouzdanost i sigurnost zgrada i građevina, odražavajući značajke projektiranja, izgradnje i rada u odnosu na određeni jedinstveni objekt. Uvjeti za izradu STU sastavni su dio projektne dokumentacije za objekt.

STU uključuje popis prisilnih odstupanja od trenutnih regulatornih dokumenata, detaljno obrazloženje njihove nužnosti i mjere za kompenzaciju tih odstupanja za određeni objekt. STU treba sadržavati podatke o razini projektiranja glavnih konstrukcija, o primjeni i opsegu razvojnih i istraživačkih radova, popis glavnih regulatornih dokumenata potrebnih za projektiranje.

Podrška tijekom projektiranja

Ako govorimo o stadionima za Svjetsko nogometno prvenstvo, instituti Istraživačkog centra "Graditeljstvo" u fazi idejnog projekta proveli su studiju i analizu postojećeg svjetskog iskustva u izgradnji sličnih objekata, razvoju i znanstvenoj opravdanosti novih racionalnih mogućnosti konstruktivnih prijedloga, maksimalno iskorištavajući suvremena dostignuća na području konstrukcija i materijala.

U fazi "projekta" za usvojena tehnička rješenja proučavane su sheme s različitim rasporedima i lokacijama. nosive konstrukcije, izvršena je analiza njihovog rada u sklopu sustava s različitim geometrijskim parametrima i parametrima krutosti, razrađene su pojedine cjeline i dijelovi, uzimajući u obzir različite faktore.

U fazi "RD" provedena je studija novih projektnih rješenja, pripremljene su preporuke za njihov dizajn i optimalni parametri glavnih elemenata. Razvijene su metode proračuna koje nisu uključene u trenutne regulatorne i tehničke dokumente, simulirajući stvarne radne uvjete konstrukcije, fazni redoslijed ugradnje, uzimajući u obzir stvarna opterećenja i fizikalna i mehanička svojstva korištenih materijala. Istodobno, projektne sheme su uključivale bazu, temelje, okvir konstrukcije i postolja te prostorni obuhvat.

Provedeni su verifikacijski statički i dinamički proračuni konstrukcije u geometrijski nelinearnoj formulaciji korištenjem suvremenih računalnih sustava, numerička simulacija rada pojedinih jedinica i dijelova. U nizu slučajeva uzeta je u obzir fizička i konstruktivna nelinearnost. Za konstrukcije koje izravno percipiraju ponavljajuća vibracijska ili druge vrste opterećenja, provedene su studije izdržljivosti. Jedinice u kojima se javljaju plastične deformacije suprotnih predznaka (s dvije moguće kombinacije proračunskih opterećenja i udaraca) dodatno su ispitane na niskociklični zamor.

Pouzdanost projektnih rješenja potvrđena je analizom projektnih shema s procjenom prihvaćenih metoda i sredstava za izvođenje proračuna, proučavanjem rezultata proračuna (uključujući one za provjeru) čvrstoće i stabilnosti prostornog sustava konstrukcije. , te usporedba teorijskih podataka s eksperimentalnima. Provedena je multivarijatna analiza projektno-tehnoloških pokazatelja kvalitete i odobrenja projektne dokumentacije.

U regulatornim dokumentima u pravilu nema podataka o klimatskim opterećenjima na kolovozima velikog raspona s prostornim oblikom površine. Za takve konstrukcije razvijene su posebne preporuke za određivanje opterećenja snijegom i vjetrom na temelju puhanja modela konstrukcije u specijaliziranom aerotunelu, što omogućuje simulaciju stvarnih učinaka vjetra.

Simulacija transporta snijega u zračnom tunelu omogućuje dobivanje kvalitativna karakteristika moguće naslage snijega na premazima složenog oblika. S obzirom na to da je očekivani životni vijek ovakvih konstrukcija dulji nego kod običnih zgrada, proračunska klimatska opterećenja uzeta su primjerena, što dovodi do potrebe povećanja ovih opterećenja u odnosu na važeće standarde.

Mogući ciljevi proučavanja jedinstvenih konstrukcija na fizikalnim modelima uključuju ocjenu nosivosti i pouzdanosti konstrukcija na temelju eksperimentalnog određivanja stanja naprezanja i deformacija; provjera proračunskog modela i metodologije izračuna, valjanost prihvaćenih polaznih pretpostavki; eksperimentalno proučavanje značajki rada konstrukcija koje je teško riješiti matematičkim metodama, pa je stoga nužna sinteza teorije i eksperimenta.

Izrada i montaža konstrukcija

Proces znanstveno-tehničke podrške za izradu i ugradnju konstrukcija uključuje niz zadataka. To uključuje izradu "Specifikacija za proizvodnju, ugradnju i prihvaćanje konstrukcija", koje sadrže zahtjeve koji nisu uključeni u trenutne regulatorne i tehničke dokumente ili reguliraju više zahtjeve; razvoj preporuka za korištenje materijala nove generacije s višim svojstvima performansi nego u zahtjevima regulatornih dokumenata. Osim toga, to je i tehnička kontrola kvalitete upotrijebljenih materijala, konstrukcija u fazi proizvodnje i izgradnje, ispitivanje i certificiranje čeličnih proizvoda inozemne nabave.

Instituti Istraživačkog centra "Graditeljstvo" razvili su preporuke za osiguranje sigurnosti konstrukcije od lavinskog (progresivnog) kolapsa u slučaju hitnih utjecaja.

Osigurana je sigurnost određene konstrukcije velikog raspona od lavinskog (progresivnog) urušavanja konstrukcija tijekom hitnih udara pravi izbor i primjena jedne ili više sljedećih mjera, u nekim slučajevima koje odgovaraju specifičnom slučajnom udaru:

1. Imenovanje potrebnih rezervi nosivosti glavnih ("ključnih") konstrukcijskih elemenata, prvenstveno osiguravajući ukupnu stabilnost konstrukcije.

2. Isključivanje ili sprječavanje opasnosti od izvanrednih učinaka kojima može biti izložena građevina ili objekt.

3. Izbor racionalnih projektantskih rješenja i materijala koji osiguravaju nosivost strukture.

4. Dizajn "ključnih" elemenata za prilagođavanje slučajnim radnjama uz standardna projektirana opterećenja i radnje.

5. Praćenje stanja nosivih konstrukcija i organiziranje pravilnog rada.

U fazi projektiranja konstrukcija velikih raspona preporuča se razmotriti nekoliko međusobno povezanih pristupa kako bi se osigurala sigurnost konstrukcija od lavinskog (progresivnog) urušavanja pod hitnim utjecajima, i to: posljedice u različitim scenarijima prijetnje; preventivne sigurnosne mjere - smanjenje stupnja opasnosti od hitnih utjecaja; usporavanje urušavanja – osigurati dovoljno vremena i načina evakuacije iz građevine nakon pojave lokalnih oštećenja konstrukcije.

Pri donošenju odluka treba uzeti u obzir: uzroke i vrstu hitnih utjecaja; moguće posljedice obrušavanja lavine, uključujući opasnost po život i ozljede ljudi, ekonomske i socijalne gubitke; trošak i složenost mjera za osiguranje sigurnosti konstrukcija od lavinskog (progresivnog) kolapsa pod hitnim udarima.

Povećani zahtjevi za pouzdanošću jedinstvenih konstrukcija velikog raspona određuju potrebu za njihovom kontrolom prema njihovom tehničkom stanju uz organizaciju sustava praćenja - procjena i prognoza stvarne nosivosti konstrukcija, predviđanje na temelju toga preostalog vijeka trajanja konstrukcija. strukturu, donošenje odluka o produljenju razdoblja njihova rada bez nezgoda.

Trešnja na torti

U početnim fazama projektiranja instituti su proveli analizu različitih rješenja, uzimajući u obzir sve vrste, često kontradiktornih čimbenika, u bliskoj kreativnoj suradnji s vodećim arhitektima i inženjerima. U nizu slučajeva, instituti JSC "NRC "Construction" tijekom projektiranja dali su prijedloge za poboljšanje donesene odluke kako bi se smanjio procijenjeni trošak. Tako, na primjer, stadion u Kalinjingradu - smanjenje potrošnje metala za premazivanje s 13.500 na 5.000 tona; stadion u Rostovu na Donu - smanjenje potrošnje metala za premazivanje s 11.000 na 4.500 tona.

U sklopu rada, osim rješavanja glavnog problema osiguranja povećane razine pouzdanosti stadiona, Istraživački centar za izgradnju riješio je zadatak smanjenja troškova izgradnje uz obvezno ispunjavanje zahtjeva FIFA-e.

Članak se bavi problematikom organizacije stalne znanstvene i tehničke podrške projektiranju i građenju podzemne građevine.

Projektiranje i izgradnja podzemnih građevina vrlo je znanstveno intenzivno područje tehnologije i proizvodnje koje postoji i razvija se u našoj zemlji i inozemstvu već desetljećima.
Ovaj članak je primijenjene prirode, stoga nas zanimaju, prije svega, problemi znanosti o podzemnoj gradnji suvremenog doba i, uglavnom, u odnosu na uvjete naše zemlje.

1. RJEŠAVANJE ZNANSTVENO-TEHNIČKIH PROBLEMA PODZEMNE GRADNJE

Raznolikost podzemnih građevina je vrlo velika. Ovo su tuneli za razne namjene(cestovni, željeznički, hidrotehnički, komunalni itd.), podzemne željeznice, skladišta raznih namjena, trgovački centri i drugi objekti zbog intenziviranja procesa integrirani razvoj podzemni prostor.

Vjerojatno bi bilo opravdano zauzeti pristup da će se, kada se dobije znanstveno rješenje pitanja vezanih uz izgradnju tehnički najsloženijih podzemnih građevina, “automatski” riješiti slična pitanja za jednostavnije podzemne građevine.

U stručnoj javnosti nema sumnje da je najsloženiji niz znanstveno-tehničkih problema s kojima se danas suočavamo program razvoja moskovskog metroa. Tome pridonose brzina i obim projektiranja i izgradnje, složenost organizacije rada u urbanim sredinama, vrlo nepovoljna geologija i niz drugih razloga.

Treba napomenuti da Moskva, Sankt Peterburg i drugi gradovi Ruske Federacije, gdje se provodi velika podzemna gradnja, naravno, nisu lišeni pozornosti znanosti. U interesu ovih građevinskih projekata (uključujući projektantski rad) provodi se velika količina istraživanja i razvoja (R&D). Izvršitelji ovih radova su znanstvene institucije, ne samo najbolje u našoj zemlji, nego i svjetski poznate. Ovo je Rudarski institut NUST MISiS (bivše Moskovsko državno rudarsko sveučilište), Moskva Državno sveučilišteŽeljeznice (IPSS), Institut za dinamiku geosfera Ruske akademije znanosti, Rudarski institut KSC RAS, TsNIIS (ogranak: Istraživački centar "Tuneli i podzemne željeznice"), NIPII "Lenmetrogiprotrans", Državno sveučilište željeznica u Sankt Peterburgu , organizacije kao što su NRC OPP JSC "Mosinzhproekt", NRC TA i niz drugih. Ove organizacije zapošljavaju tako ugledne znanstvenike kao što su N.N. Melnikov, M.G. Zertsalov, B.I. Fedunets, V.A. Garber, K.P. Bezrodni i drugi. Njihov doprinos znanosti o podzemnoj gradnji teško je precijeniti.

Neki znanstvenici, kao i kupci, iskreno su uvjereni da je istraživanje i razvoj koji se provode znanstvena i tehnička podrška projektiranju i izgradnji podzemnih građevina. Zapravo nije. Ona istraživanja i razvoj koja se trenutno provode i u kojima visoka razina rješavaju vrlo hitni znanstveno-tehnički problemi, nisu znanstveno-tehnička potpora projektiranju i građenju, već su lokalna znanstveno-tehnička potpora rješavanju određenih proizvodno-tehničkih problema. Štoviše, odluke o istraživanju i razvoju u pravilu donose organizacije kupaca (iako uzimajući u obzir preporuke znanstvenika), koje su postavljene tako da minimiziraju znanstveno istraživanje i razvoj dizajna i, u nekim slučajevima, donose tehničke odluke administrativnim metodama.

U kontekstu izgradnje moskovskog metroa, problem je otežan velikim brojem sudionika u projektiranju i građevinske organizacije(sasvim opravdano u smislu proizvodnih zadataka). Sva ova poduzeća imaju visoke profesionalne kvalitete u svom području, ali svako od njih ima vlastito iskustvo, vlastite vještine, vlastitu tradiciju (proizvodnju) i, konačno, njegove sposobnosti i stav prema korištenju znanstvene potpore različiti su za sve njih. . Kao rezultat toga, metrou ne predajemo jedan kompleks stvoren na znanstveno utemeljenim, optimalnim, unificiranim tehničkim rješenjima, već „krpan jorgan“ s kojim će se još dugo morati nositi.

U takvoj situaciji vrlo je teško graditi bilo kakvu jedinstvenu znanstveno-tehnološku politiku iz navedenih razloga, ali i zbog nepostojanja sustava koordinacije i praćenja provedbe istraživanja i razvoja. U međuvremenu, takvi sustavi postoje u svjetskoj praksi, a implementiraju se u obliku stalne znanstvene i tehničke podrške za odgovarajući kompleks, program, projekt itd.

2. PRIMJERI ZNANSTVENO-TEHNIČKIHPODRŠKA GRAĐENJU

U našoj zemlji znanstvena i tehnička podrška (u pravom smislu ovog koncepta) razvija se u industrijama kao što su nuklearna industrija, vojno-industrijski kompleks itd.

U tim djelatnostima imenuje se glavna istraživačka organizacija za znanstveno-tehničku potporu programa, odnosno glavni projektant kompleksa koji prati ovaj kompleks. Podrška se pruža od trenutka razvoja funkcionalnih zahtjeva i razvoja tehničkih specifikacija i dalje - u fazama istraživanja i razvoja, projektiranja i istražnih radova (R&D), građevinskih i instalacijskih radova (ili montaže), puštanja u rad i rada prema namjeni ( uključujući modernizaciju i rekonstrukciju), sve do razgradnje kompleksa i njegovog zbrinjavanja. Istovremeno, čelna organizacija dio navedenih faza (vrsta poslova) obavlja samostalno. Za ostatak (u pravilu, prevladavajući) dio, daje prijedlog kupcu za privlačenje potrebnih istraživačkih instituta i dizajnerskih biroa. Tada matična organizacija prati i koordinira njihove aktivnosti u okviru ovog programa (naravno, ne govorimo o sitnoj brizi i totalna kontrola). Naravno, takav sustav dovodi do većeg obujma istraživanja i razvoja nego kod njihove "lokalne" organizacije, a samim time i do povećanja izdvajanja za znanost.

Ali je opravdano. Uostalom, nije uzalud u doba SSSR-a (i, donekle, čak i u naše vrijeme), vojno-industrijski kompleks bio ne samo industrija koju je država najizdašnije financirala, nego i industrija koja je najviše napredni u znanstvenom i tehničkom smislu. I to ne samo u nacionalnim, nego i u svjetskim razmjerima. Usput, sličan sustav korišten je u projektiranju i izgradnji prve faze moskovskog metroa, koji je bio prepoznat kao najbolji na svijetu (na čelu s akademikom

G.M. Kržižanovski).

3. ZNANSTVENA I TEHNIČKA PODRŠKAUNIKATNA GRADNJA

Ove zadaće formulirane su u Odluci o znanstvenoj i tehničkoj potpori za projektiranje i izgradnju Moskve podzemna željeznica, koju su usvojili Mosinzhproekt JSC i Udruga tunela Rusije, odobrio Moskovski metro i odobrio Moskovski odjel za izgradnju. Udruga tunela Rusije određena je kao glavna organizacija za znanstvenu i tehničku potporu.
Na temelju potrebe osiguranja jedinstvene znanstvene i tehničke politike u stvaranju podzemnih željeznica, predlaže se znanstveno-tehnička podrška smatrati skupom radova znanstveno-analitičke, metodološke, informacijske, stručno-kontrolne i organizacijske prirode. Takve radove treba provoditi u procesu istraživanja, projektiranja i izgradnje metro objekata kako bi se osigurala kvaliteta gradnje, pouzdanost (sigurnost, funkcionalna prikladnost i trajnost) metro struktura, uzimajući u obzir primijenjena nestandardna projektna i tehnička rješenja, materijala i konstrukcija.
Svrha znanstveno-tehničke podrške projektiranju i građenju (NTSS) je osigurati:
. sigurnost ljudi, građevinskih objekata, kao i zgrada i građevina koje se nalaze u zoni utjecaja izgradnje (na temelju znanstvene prognoze i analize podataka praćenja objekata koje provode specijalizirane organizacije);
. kvaliteta i isplativost izvedenih radova, pouzdanost građevinskih projekata, uzimajući u obzir njihovu posebnost i odgovornost.
Struktura znanstvene i tehničke podrške izgradnji metroa može se prikazati kao proširena shema interakcije između organizacija uključenih u projektiranje i izgradnju metroa (vidi dijagram).

4. ZADACI ZNANSTVENO-TEHNIČKIHPODRŠKA IZGRADNJI METROA

Tijekom provedbe znanstveno-tehničke potpore za projektiranje i izgradnju podzemne željeznice treba riješiti sljedeće zadatke:

Sudjelovanje u izradi idejnog rješenja objekta metroa predviđenog za izgradnju, u izradi projektnog zadatka;

Sudjelovanje u donošenju optimalnih projektantskih odluka o tehničkim i tehnološka pitanja nastali u procesu projektiranja i izgradnje;

Sudjelovanje u popisu i pripremi u fazi izgradnje projektni zadatak za razvoj PPR-a, tehnološke karte, propisi, specifikacije itd.;

Izrada programa rada za implementaciju NTSS i tehničke specifikacije za različite vrste praćenje;

Stručna analiza projektne dokumentacije radi poboljšanja prostorno-planskih i projektantskih rješenja, pojašnjenja popisa posebno kritičnih cjelina i elemenata za praćenje (zajedno sa specijaliziranim organizacijama i projektantom);

Analiza izvedenih proračuna za projektirani građevinski objekt;

Analiza i generalizacija podataka svih vrsta monitoringa dobivenih od specijaliziranih organizacija;

Ocjenu prikladnosti konstrukcija izrađenih s odstupanjima od projekta, uključujući opravdanje odgovarajućim proračunima i dopunama projektne dokumentacije (zajedno s projektantom);

Izrada posebnih tehničkih uvjeta i dodatnih tehničkih preporuka koje nisu uključene u trenutne regulatorne i tehničke dokumente;

Izrada preporuka i prijedloga za poboljšanje tehnologije građevinskih i instalacijskih radova i korištenje novih učinkovitih materijala na temelju naprednih dostignuća znanosti, tehnologije, stranih i domaćih iskustava;

Odluka o znanstvenoj i tehničkoj potpori za projektiranje i izgradnju objekata metroa u Moskvi ne bavi se zadaćama praćenja, uključujući praćenje nosivih konstrukcija, geotehničko praćenje, praćenje zgrada i građevina u okolnom području itd. Naravno, ovi se radovi izvode tijekom izgradnje, ali oni, kao i istraživanje i razvoj, nisu jedinstveno strukturirani, nisu podložni sveobuhvatnoj analizi i koordinaciji, nisu opskrbljeni predračunom i financijskim mehanizmom, te nisu zaštićeni od djelovanja pojedinaca. službenici koji žele uštedjeti novac.

Znanstveno-tehnička potpora i praćenje izgradnje usko su povezani i trebaju se zajednički razvijati. Bitno je da praktičari u ovom području daju prijedloge za poboljšanje i optimizaciju praćenja i NTSS-a u svjetlu prethodno navedenog.

BIBLIOGRAFIJA
1. Melnikov N.N., Epimakhov Yu.A., Abramov N.N., Kabeev E.V. Suradnja znanosti i proizvodnje ključ je učinkovite i sigurne izgradnje podzemnih objekata // Metro i tuneli. - 2013. - Broj 6. - S. 10-13.
2. Merkin V.E., Zertsalov M.G., Konyukhov D.S. Upravljanje geotehničkim rizicima u podzemnoj gradnji // Metro i tuneli. - 2013. - br. 6. - S. 36-39.
3. Yatskov B.I., Sinitsky G.M., Kutuzov B.N., Maksimova V.N., Merkin V.E., Fedunets B.I. Tuneli Lefortovo. Kako graditi: otvoriti ili na zatvoren način? // Metro i tuneli. - 2001. - br. 4. - S. 6-8.
4. Garber V.A. Kako optimizirati proces projektiranja novih linija metroa // Metro i tuneli. - 2013. - Broj 4. - S. 23-29.
5. Bezrodny K.P. Uloga znanosti u tehnološkoj i konstruktivna rješenja Lenmetrogiprotrans // Metro i tuneli. - 2006. - br. 6. - S. 15-16.
6. MRDS 02-08 Priručnik za znanstveno-tehničku podršku i praćenje zgrada i građevina u izgradnji, uključujući velike raspone, visoke i jedinstvene. - M: Vlada Moskve; Gosstroy, 2008.
7. Zakon o urbanističkom planiranju Ruske Federacije (izdanje na snazi ​​od 22.01.2015.).
8. Odluka o pitanju znanstvene i tehničke podrške za projektiranje i izgradnju objekata moskovskog metroa. - M., 2015.