10715

При разработке проекта были рассмотрены различные варианты реконструкции Мещерского универсама, в том числе предусматривающие надстройку от 3 до 6 дополнительных этажей с размещением в здании торгово-развлекательного центра.

Рис.5. Варианты усиления конструкций фундаментов Мещерского универсама: а – свайный фундамент до реконструкции (без усиления); б – усиление

фундамента с помощью многосекционных свай типа «МЕГА»; в – конструктивное усиление ростверка фундамента железобетонной рубашкой; г – устройство монолитных железобетонных перекрестных лент; д – подведение под здание монолитной железобетонной плиты

70

В этих случаях, в результате многократного увеличения нагрузок, требуется конструктивное усиление свайных фундаментов. При небольшом превышении несущей способности существующих фундаментов усиление целесообразно выполнить с помощью вдавливаемых многосекционных свай "МЕГА" (рис.5б). При существенно больших нагрузках усиление целесообразно выполнить устройством свайно-плитных фундаментов (рис.5г, 5д) с подведением под существующие ростверки монолитных железобетонных перекрестных ленточных фундаментов (рис.5г) или фундаментов в виде сплошной монолитной железобетонной плиты (рис.5д).

Воробьева А.Е. 1, Соколов В.Г. 2

1ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурностроительный университет», 2 ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина

Синтез и молекулярная структура аценафтен-1,2-дииминового комплекса хрома на основе очищенного лиганда

Цель научно-исследовательской работы – разработка методики получения (1,2-бис[(2,6-диизопропилфенил)имино]аценафтена) (dppBIAN) повышенной чистоты и синтез аценафтен-1,2-дииминового комплекса хрома на его основе.

Актуальность, новизна, научная и практическая значимость

-Дииминовые лиганды являются удобным инструментом тонкой настройки реакционной способности металлокомплексов. В этой связи 1,2- бис(имино)аценафтены привлекают особое внимание в последние годы. Хотя эти соединения известны с начала 1960-х, в качестве лигандов они стали использоваться только в середине 1990-х. К настоящему времени известно около 100 комплексов переходных элементов с нейтральными лигандами BIAN. Многие из них являются катализаторами важных реакций органического синтеза, в том числе гидрирования алкинов [1], реакций образования связей C-C [2], циклоизомеризации [3,4], полимеризации алкенов [5].

Представлялось интересным получить новые, неизвестные ранее дииминовые комплексы переходных элементов и, возможно, в рамках следующих проектов изучить их каталитическую активность.

На кафедре Химии и химического образования ФГБОУ ВПО НГПУ им. К. Минина, на базе которой проводилось исследование, активно изучаются аценафтен-1,2-дииминовые комплексы хрома [6], поэтому в качестве объекта исследования в данной работе были выбраны именно эти соединения.

71

Методы решения поставленной задачи, экспериментальное оборудование и методы обработки полученных данных

Диимин dpp-BIAN получен конденсацией аценафтенхинона и 2,6- диизопропиланилина (оба приобретены в компании Aldrich квалификация «техн.») в ацетонитриле [7]. Спектры ЯМР регистрировали на Bruker DPX 200 и Bruker DPX 400 (ИМХ РАН), химические сдвиги приведены в миллионных долях и соотнесены с химическими сдвигами остаточных протонов дейтерированного растворителя. Для обработки ЯМР спектров использовалась программа MestReNova 6.0.2. Дифракционные данные получены на приборе «Bruker AXS SMART APEX» при 100 K (ω-φ-

сканирование, MoKα излучение, λ = 0.71073 Å, графитовый монохроматор) (ИМХ РАН). Для обработки данных РСА использовалась программа Platon for Windows Taskbar v 1.07.

Анализ полученных данных

В результате работы получен новый комплекс хрома с dpp-BIAN лигандом. Реакция протекает по следующей схеме:

Соединение 1 выделено кристаллизацией из тетрагидрофурана в виде устойчивых к кислороду и влаге воздуха темно-зеленых призматических кристаллов. Комплекс охарактеризован ЯМР спектроскопией, его молекулярная структура установлена рентгеноструктурным анализом.

В ходе работы выяснилось, что комплекс хрома 1 получается с достаточно низким выходом (около 30%), который не удается существенно повысить ни варьированием температуры и времени проведения реакции, ни изменением соотношения реагентов и используемого растворителя. Было выдвинуто предположение о том, что на выход данной реакции могут влиять примеси в dpp-BIAN, которые не удается существенно снизить перекристаллизацией лиганда. Нами была разработана методика получения dpp-BIAN повышенной чистоты, используя который удается синтезировать комплекс 1 с выходом 75%. При этом суммарное содержание примесей в исходных реагентах, не подвергнутых очистке, не превышает 20%. Выяснено, что на степень чистоты dpp-BIAN влияют в большей мере примеси в исходном аценафтенхиноне, поэтому была отработана методика очистки последнего через гидросульфитное производное:

72

Выводы

Получен новый комплекс хрома с dpp-BIAN лигандом, соединение охарактеризовано ЯМР спектроскопией, его молекулярная структура установлена рентгеноструктурным анализом; разработана методика получения dpp-BIAN повышенной чистоты, используя который, удается существенно повысить выход аценафтен-1,2-дииминового комплекса хрома. В рамках дальнейших исследований предполагается изучить каталитическую активность полученного комплекса и синтез других дииминовых производных переходных элементов.

Литература

1. M. W. van Laren, C. J. Elsevier, Angew. Chem. Int. Ed. 1999, 38,

3715.

2.R. van Belzen, H. Hoffmann, C. J. Elsevier, Angew. Chem. Int. Ed. 1997, 36, 1743.

3.G. A. Grasa, R. Singh, E. D. Stevens, S. P. Nolan, J. Organomet. Chem. 2003, 687, 269.

4.A. Heumann, L. Giordano, A. Tenaglia, Tetrahedron Letters, 2003,

44, 1515.

5.a) E. Cherian, E. B. Lobkovsky, G. W. Coates, Chem. Commun. 2003, 20, 2566; b) F. Al-Abaidi, Z. Ye, S. Zhu, Macromol. Chem. Phys. 2003, 204, 1653; c) V. Fassina, C. Ramminger, M. Seferin, R. S. Mauler, R. F. de Souza, A. L. Monteiro, Macromol. Rapid Commun. 2003, 24, 667; d) M. D. Leatherman, S. A. Svejda, L. K. Johnson, M. Brookhart, J. Amer. Chem. Soc. 2003, 125, 3068.

6.Fedushkin I.L., Makarov V.M., Sokolov V.G., Fukin G.K. Dalton Trans. 2009, 48, 8047.

7.A. A. Paulovicova, U. EI-Auaan, K. Shibayama, T. Morita, and Y. Fukuda, Eur. J. Inorg. Chem., 2001, 2641.

73

Глек А.А, Бояринова И.И.

ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Применение тензометрии в мониторинге технического состояния монолитных железобетонных конструкций

Введение

Автоматизированный мониторинг НДС состояния несущих конструкций зданий и сооружений, является необходимым аспектом обеспечений надежности и долговечности строительных объектов. Благодаря составлению и выполнению программы мониторинга несущих конструкций можно непрерывно получать информацию о техническом состоянии конструкции и своевременно обнаружить негативное изменение НДС состояния, предотвратить возможные опасные последствия и аварии.

В настоящий момент обеспечение автоматизированного мониторинга технического состояния железобетонных конструкций осложненно рядом факторов:

1.Традиционные расчетные модели железобетонных конструкций, построенные на эмпирических зависимостях, не отражают действительную работу материала под нагрузкой.

2.Широкое распространение получили монолитные железобетонные конструкции, изготовленные непосредственно на строительной площадке, в которых неоднородность материала, нарушение проектной геометрии, общее снижение качества железобетонного изделия затрудняют определение физико-механических свойств строительного материала, что ведет к еще большим трудностям определения характеристик НДС материала под нагрузкой.

3.Чувствительность характеристик НДС железобетонных изделий к факторам окружающей среды.

4.Связь напряженно деформируемых характеристик со временем, явление ползучести, которое ведет к росту деформаций при неизменной нагрузке.

5.Железобетон является композитным материалом, состоящим из бетона и арматуры, при определенных условиях арматура может «проскальзывать» через бетон, либо в ней может образоваться площадка текучести.

6.Сложность составления конечно-элементной модели, удовлетворяющей задачам автоматизированного мониторинга, даже при простейших видах напряженно-деформируемых состояний.

7.Высокие градиенты физико-механических, прочностных, жесткостных свойств монолитного железобетона.

74

Цели исследования

Применить систему автоматизированного мониторинга СP-1000 для определения характеристик НДС железобетонных изгибаемых элементов.

Ниже графически изображены основные зависимости, полученные в результате исследований (рис. 1, 2).

Выводы

Для получения наиболее объективной информации НДС железобетонной изгибаемой конструкции, необходимо отслеживать характеристики НДС как бетона, так и арматуры.

Данные, полученные с помощью тензодатчиков, расположенных в растянутой зоне бетона, не могут объективно характеризовать

75

напряженно-деформируемое состояние конструкций. Процесс раскрытия трещин не позволяет получать объективную информацию об объекте мониторинга. Необходимо оговорить, что приведенный вывод справедлив только для железобетонных конструкций III и II категории трещиностойкости.

Особое внимание следует уделять проектному и фактическому положению приборов и датчиков системы автоматизированного мониторинга. Даже небольшое смещение датчика на 1 мм от проектного положения, может привести к явному различию информации, полученной в результате автоматизированного мониторинга, и информации, полученной с помощью расчета.

Показания датчиков, расположенных на арматуре, отличаются большей степенью сходимостью с теоретическими, чем датчиков, расположенных на бетоне.

Информация, взятая с показаний струнного тензометра, обладает большей сходимостью с теоретической, чем показания, взятые с тензодатчика.

Расчетные модели, используемые для решения задач автоматизированного мониторинга железобетонных конструкций, должны учитывать физическую нелинейность материала, деформацию геометрической схемы, фактическую геометрию объекта. Также необходимо учитывать полный цикл нагрузки-разгрузки.

Неоднородность поверхности железобетонной конструкции оказывает значительное влияние на сцепление тензодатчика с объектом мониторинга, что в свою очередь отражается на итоговой информации полученной в результате мониторинга. Этот вопрос требует дальнейшего исследования.

Составлять заключение, определять интервалы сигнализирующие о наступлении опасности железобетонной конструкции, следует только на основе комплексного анализа информации полученной с показаний системы мониторинга, и расчета. Важно чтобы информация, исходящая от системы мониторинга, носила полный характер, в ней должна отражаться вся информация.

Есаулова Т.С.

ФГБОУ ВПО «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

Прогрессирующее (лавинообразное) обрушение зданий. Актуальность вопроса

Прогрессирующее обрушение (progressive collapse) представляет собой последовательное разрушение несущих строительных конструкций здания или сооружения, обусловленное начальным локальным

76

повреждением отдельных несущих конструктивных элементов в виде цепной реакции от элемента к элементу, приводящее к обрушению всего здания или его значительной части.

Актуальность вопроса лавинообразного обрушения заключается в следующем:

1.В настоящее время проблема живучести достаточно далека от её эффективного решения;

2.На данный момент времени отсутствует единая методика и концепция расчета на прогрессирующее обрушение;

3.Не разработаны аналитические методы определения начальных повреждений и прогнозирования вероятности последующего лавинообразного обрушения зданий и сооружений из-за предполагаемых аварийных воздействий.

Термин «прогрессирующее обрушение» и формулировка проблемы защиты от него зданий, появились в 1968 году в докладе комиссии, расследующей причины известной аварии 22-этажного жилого дома Ronan Point в Лондоне. В результате взрыва газа на 18 этаже жилого здания произошло лавинообразное обрушение угла здания. Погибло 3 человека и 11 человек получили ранения различной степени тяжести. В здании Ronan Point были выполнены все строительные нормы и правила, и было установлено отсутствие производственных дефектов. Прогрессирующее обрушение было неизбежно, поскольку схема конструкций была аналогична карточному домику, так как она не имела никакой возможности перераспределить нагрузку на отдельные подсистемы, и тем самым, локализовать отказ.

Новую волну активности в данном вопросе вызвали обрушения, вызванные террористическим актом 19 апреля 1995 г. в Оклахома-Сити. В результате взрыва заминированного автомобиля было разрушено федеральное здание имени Альфреда Марра. Погибли 168 человек, в том числе 19 детей в возрасте до 6 лет, и получили ранения более 680 человек.

Следующим звоночком послужил теракт на башне центра мировой торговли в Нью-Йорке 11 сентября 2001 г. Тогда погибли около 3000 и получили травмы более 6000 человек.

У нас же таким звоночком послужило обрушение купола аквапарка «Трансвааль-парк» в Москве. 14 февраля 2004 года примерно в 19:15 в Москве произошло обрушение крыши аквапарка. В этот момент в здании находилось около 400 человек. По словам очевидцев, под крышей оказались погребены самые популярные аттракционы «Трансвааля», включая детский бассейн. Число погибших составило 28 человек, в том числе 8 детей. Травмы различной степени тяжести получили 193 человека,

втом числе 51 ребёнок.

Следствием рассматривались четыре основные версии обрушения крыши:

1.Нарушение в проектировании здания.

2.Ошибки при строительстве.

77

3.Неправильная эксплуатация.

4.Подвижка грунта, на котором был возведен «Трансвааль». Поначалу была выдвинута версия теракта. Камеры наружного

наблюдения зафиксировали непонятный «выстрел» из бетонной опоры конструкции, с которой началось разрушение, похожий на попадание снаряда, например, из противотанкового ружья. Однако версия теракта не нашла официального подтверждения. Эта опора не была обследована и в спешном порядке вывезена на свалку с другим строительным мусором при расчистке.

Нормативные документы по проектированию несущих конструкций практически ничего не говорят в явной форме о необходимости проведения проверки конструкций на живучесть, то есть необходимости отслеживать ситуацию после отказа какой-нибудь из частей или подсистем несущего каркаса. Правда, обычно нормы содержат ссылку на ГОСТ Р 54257-2010 «Надежность строительных конструкций и оснований», где в п.3.1.8 сказано, что при расчете конструкций должна рассматриваться аварийная расчетная ситуация, соответствующая исключительным условиям работы сооружения (в том числе и при особых воздействиях), которые могут привести к существенным социальным, экологическим и экономическим потерям. Но сама ссылка уж очень не конкретна, да и формулировка ГОСТ не точна, поскольку вряд ли можно подразумевать, что проектировщик был обязан обеспечить существование объекта после отказа любого элемента конструкции.

Одним из документов, определяющих правила проектирования для предотвращения прогрессирующего обрушения являются рекомендации, разработанные МНИИТЭП и НИИЖБ. Тезисно решение проблемы можно выразить так:

-несущая система жилых зданий должна быть устойчива к прогрессирующему (цепному) обрушению в случае локального разрушения отдельных конструкций при аварийных воздействиях (взрыв бытового газа, пожар и т.п.);

-допускаются локальные разрушения отдельных несущих конструкций, но эти первичные разрушения не должны приводить к обрушению соседних конструкций, на которые передается нагрузка, воспринимавшаяся ранее элементами, поврежденными в результате аварийного воздействия;

-конструктивная система здания должна обеспечивать его прочность и устойчивость как минимум на время, необходимое для эвакуации людей. Перемещения конструкций и раскрытие трещин при этом не ограничиваются;

-устойчивость к прогрессирующему обрушению проверяется расчетом на особое сочетание нагрузок и воздействий, включающее постоянные и временные длительные нагрузки, а также воздействие гипотетических локальных разрушений несущих конструкций. Коэффициенты надежности по нагрузкам следует принимать равными 1;

78

- расчетные характеристики материалов повышаются за счет применения специальных коэффициентов надежности. Кроме того, расчетные сопротивления умножаются на коэффициенты условий работы, учитывающие малую вероятность аварийных воздействий и рост прочности бетона после возведения здания, а также возможность работы арматуры за пределом текучести.

В заключение, важно отметить, что каждое здание является индивидуальным в отношении архитектурно-планировочного и конструктивного решения. В связи с этим, очевидно, что не существует единственного подхода к расчету зданий с различной конструктивной схемой и мероприятий по обеспечению стойкости зданий при прогрессирующем обрушении. Усиление рационально проводить методами, основанными как на общем усилении прочности и жесткости всей схемы, так и методами, основанными на эффективном перераспределении усилий в конструктивной схеме.

Результаты расчета наиболее опасных участков конструкции при прогрессирующем обрушении позволяют провести их местное усиление, что впоследствии приведет к сокращению объемов разрушений и исключит возможность распространения лавинообразного обрушения элементов каркаса здания при перераспределении веса конструкции.

Литература

1.ГОСТ Р 54257-2010 «Надежность строительных конструкций и оснований»

2.Алмазов, В.О. «Сопротивление прогрессирующему разрушению: расчеты и конструктивные мероприятия // Вестник ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко «Исследования по теории сооружений» N1(XXVI),2009. – № 1.–

С. 179 – 194.

Кожанов А.А.

НИУ «Высшая школа экономики», г. Нижний Новгород

Преимущества разработки приложений для мобильных устройств

К середине 2015 года практически каждый человек имеет смартфон или планшет с операционной системой Android или iOS. Многие повседневные задачи могут быть выполнены с использованием данных устройств. Это неудивительно, так как большинство из них имеет незначительную массу и адаптированы к использованию в пути. Посудите сами: вам нужно быстро посчитать некоторое числовое выражение. Какое действие займёт меньше времени и усилий: разблокировать смартфон или включить ноутбук? В большинстве ситуаций ответ очевиден: конечно

79