670Надежность бетона для высоток будет оценивать новая компьютерная программа
Программа, над которой трудится команда ученых из Самары во главе с доцентом СамГТУ Денисом Панфиловым, позволит точно прогнозировать поведение любых новых бетонов при повышенных нагрузках в многоэтажном строительстве. На исследование уже выделен президентский грант и 2 года времени.
33-летний преподаватель, кандидат наук с кафедры строительных конструкций оказался единственным представителем области, удостоенным гранта в рамках государственной поддержки молодых российских ученых по направлению «Технические и инженерные науки». Исследование напряженно-деформированного состояния железобетонных конструкций, изготовленных на основе бетонов сверхвысокой прочности (до В200) с учетом работы в условиях высокотемпературного воздействия — такова тема, выбранная Денисом Александровичем. И она, бесспорно, имеет большую актуальность для отрасли: ведь основная доля возводимых сейчас зданий — это высотные сооружения, для которых требования надежности и безопасности особенно важны.
«Если еще несколько лет назад проектировались дома, в основном, от 5 до 9 этажей, то сейчас в техзаданиях от заказчиков все чаще фигурирует высотность 20-25 этажей. Чем больше высота, тем больше нагрузка и тем надежнее должны быть материалы», — комментирует директор университетского центра инженерно-технических разработок В. Романчиков.
В результате изучения перемен в свойствах бетона, фиксируемых под влиянием дополнительных нагрузок различной этимологии, планируется создать универсальную компьютерную программу, при помощи которой удалось бы максимально точно оценить риски потенциального использования выбранного состава смеси. Это избавит специалистов от необходимости каждый раз проводить длительные эксперименты, требующие немалых финансовых затрат. Подобные тесты (ученые подчеркивают их важность) в обязательном порядке проводились во времена СССР и позволяли рассчитать время, за которое нужно успеть эвакуировать людей в случае ЧП.
Поведение строительных конструкций в нормальных условиях и под воздействием нестандартных факторов, в частности во время пожара, различается значительно. При этом нельзя сказать точно, что произойдет с железобетонными конструкциями в случае возгорания. Через сколько времени они обрушатся, какой будет температура и каковы перспективы по возможностям восстановления здания. Как поясняет доцент, несмотря на дороговизну и необходимость долгого ожидания, ни одна из существующих расчетных методик не способна дать гарантированно точный прогноз.
Испытания, запланированные в процессе исследования, потребуют специального оборудования. Уже запатентовано несколько электрических печей — они помогут в моделировании воздействия огня. Согласно условиям предоставленного гранта, в распоряжении ученых есть 2 года. Первая половина этого срока будет посвящена подготовке теоретической основы. Затем исследовательская группа перейдет к сооружению печей, изготовлению тестовых железобетонных образцов из разных видов бетона повышенной прочности и наконец, к проведению практических опытов. «После отработки всех теоретических расчетов мы проведем серию натурных экспериментов — это позволит уточнить полученные данные, при необходимости скорректировать их», — рассказывает руководитель проекта.
По словам ученых, имитация реальных условий воздействия — это самая сложная часть работы. Кроме того, для успешного завершения проекта нужно учесть множество вариативных факторов, таких как разная температура горения, степень прочности бетона и интенсивность армирования, степень нагружения конструкции и многое другое. По словам Дениса, предстоит выяснить, какие параметры здесь наиболее важны, а какие играют второстепенную роль.
Универсальность программы подразумевает ее простоту и возможность повсеместного использования. Для получения высокоточного и при этом оперативного технического прогноза потребуется лишь указать исходные данные: ожидаемые характеристики будущего здания и параметры бетона, из которого предполагается строить объект.
В разработке инновации принимают участие аспиранты и студенты вуза. Как сообщает газета «Волжская коммуна», в коллективе есть даже один школьник — привлеченный в рамках областной программы работы с одаренной молодежью.
