Информационно-коммуникационные технологии в подготовке и переподготовке кадров строительной отрасли в вузах России Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

Информационно-коммуникационные технологии в подготовке и переподготовке кадров строительной отрасли в вузах России

В А Ильичев, В.И.Колчунов, Р.Шах, АХБул гаков

В третьем тысячелетии, когда антропогенное воздействие на природу достигло глобальных масштабов и проявляется многолико, понимание все нарастающего конфликта между человеческой цивилизацией и окружающей природой само по себе прогрессивный шаг в развитии человеческого потенциала. Без этого развития невозможны инновации и технологическая реконструкция, например, строительной отрасли. В свою очередь, развитие человеческого потенциала невозможно без знаний, которые обеспечивают профессионализм, развивают интеллект, позволяют собирать и обрабатывать информацию, совершенствовать технологии и устранять факторы, препятствующие прогрессу.

Профессиональное образование - одна их ключевых сфер деятельности человека. Оно закладывает основы развития человеческого потенциала и как следствие - экономики страны в целом. Сегодня уровень квалификации подавляющей части выпускников вузов из России и европейских стран таков, что не позволяет им после окончания вуза без «разбега» включиться в профессиональную деятельность отрасли. В этой связи в 2009 году началась реализация международного проекта ТЕМПУС 1У-й программы Европейского Сообщества на тему «Информационные и коммуникационные технологии в технических вузах России». Его общая продолжительность - три года. Членами консорциума являются Дрезденский технический университет (Германия) - координатор всех работ, Университет Баухаус, г. Веймар (Германия), Университет г. Марибор (Словения), Венский университет альпийских грунтов (Австрия), а также три российских вуза: Воронежский государственный архитектурно-строительный университет, Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), г. Новочеркасск и Орловский государственный технический университет.

Стратегической целью проекта является повышение качества профессиональной подготовки выпускников вузов и переподготовки специалистов строительной отрасли путем широкого внедрения в образовательный процесс профессионально-ориентированных интернет-технологий, прежде всего электронной формы обучения -е-1еагт"пд. В качестве пилотных выбраны учебные курсы по дорожному проектированию, проектному менеджменту и сметным расчетам в строительстве. Учебные планы и их содержание согласованы со всеми участниками проекта. Доступ к информационным ресурсам открыт как для участников проекта, так и для всех российских и европейских архитектурно-строительных

вузов и факультетов. В качестве обучающей используется платформа OLAT (рис. 1), разработанная в Цюрихе (Швейцария), русифицированная и представленная в распоряжение участников проекта Саксонским образовательным порталом (Германия) в специальной форме OPAL, которая уже нашла успешное применение в Дрезденском техническом университете. Доступ к ней возможен по следующей ссылке с помощью пароля [1].

Модульное построение курсов позволяет осуществлять индивидуальную подготовку «Oust-enough-Learm'ng» студентов или слушателей курсов переподготовки персонала в удобное для них время и с учетом уровня их квалификации. Преподаваемый материал может быть адаптирован к профилю фирмы и подаваться непосредственно на рабочем месте, что является наиболее эффективным способом, так как полу-ченные знания могут сразу же использоваться на практике.

Инновационные циклы строительной отрасли становятся все более короткими. Области деятельности и содержание работы сотрудников изменяются также достаточно быстро. Следовательно, специальные знания должны обновляться каждые 6-10 лет. Центральное управление online-курса-ми обеспечивает своевременную актуализацию учебного материала.

Ш БШЬь

Home Meine Gruppen | Lernressourcen

О Vorlesungsskripte Massivb

Cj Skripte

Forum

P @ Mauerwerksbau.pdf 2 MB

I- @ StahlbetonGrundlagen.pdf 4MB

Г@ 2 MB StahlbetonlmWasserbau .pdf

r®

Преподаватели

Студенты

Рис. 1. Схема образовательной платформы OPAL

99

Работа с единой платформой, с инструментами коммуникации и кооперации знаний обеспечивает активный диалог между участниками, которые могут находиться в различных географических точках и принадлежать к различным отраслям экономики.

Наиболее простой возможностью использовать предлагаемые мультимедийные средства в рамках учебных курсов, семинаров и ФПК является предоставление учебных материалов и документации в электронной форме. Их можно направлять по e-mail или размещать на сервере. Обучаемые получают вопросы для самотестирования. Интерактивные упражнения с применением аудио-, видеоматериалов, анимации способствуют активному и наглядному обучению. Интернет, позволяя быстро связаться, обеспечивает совместную работу участников курса, формирование групп, индивидуальное руководство, самостоятельный выбор образовательной траектории, обмен документацией и проведение дискуссий.

Участники группы могут общаться между собой, например, посредством e-mail, баз данных, чат-форумов. Доступ к ним и право пользования определяются соответствующим администратором группы. Ввод, редактирование и удаление собственного курса, а также нахождение свободно включаемых курсов возможно через меню «Учебные материалы». Чтобы создать курс, необходимо зайти в «Учебные материалы», в меню «Создать» на ссылке «Курс».

Широкие возможности платформы 0LAT позволяют системно организовать многоуровневый процесс обучения на основе новых концепций развития строительной отрасли, включая ее модернизацию, инновацию и технологическое обновление. Платформа 0LAT может быть также использована для проведения круглых столов, экспертной деятельности как Российской академии архитектуры и стрительных наук,так и других ведущих проектных и производственных организаций отрасли. Учебные курсы строятся таким образом, чтобы обе-

спечить реализацию высшей составляющей - инновационного процесса с позиции прорывных технологий, например, реализацию фундаментального принципа биосферосовме-стимости - преобразования отходов в ресурс развития, что позволитликвидировать свалки, полигоны, поля фильтрации, снизить энергопотребление в отрасли на единицу продукции и прочее.

В качестве главного вектора профессиональной подготовки кадров строительной отрасли предложено использовать новую концепцию Российской академии архитектуры и строительных наук (РААСН) - концепцию биосферосовме-стимых технологий в архитектурном, градостроительном и строительном комплексе. Единство города и окружающей природы - стержень предлагаемой концепции. Биосферо-совместимые технологии в будущем должны стать основой доктрины пространственного развития города, региона, страны. Технологии, которые позволяют получать и реализо-вывать эти знания, признаются инновационными [2,3]. И в этом смысле информационно-коммуникационныетехнологии в подготовке и переподготовке кадров строительной отрасли в вузах России будут полезны.

Литература

1. Сервер программы ТЕМПУС // [Электронный ресурс], 2010. Режим доступа: http://tempus.npi-tu.ru/dmz.

2. Ильичев В.А. Может ли город быть биосферосовмести-мым и развивать человека? «Архитектура и строительство Москвы», 2009, №2 (544), с. 8-14.

3. Ильичев В.А., Колчунов В.И., Берсенев А.В., Поздняков А.Л. Некоторые вопросы проектирования поселений с позиций биосферной совместимости. «Academia», N21, 2009, с. 74-80.

Information-communication Technologies in Specialists

Training and Retraining for Construction Engineering

in Higher Schools of Russia. By V.A. Ilyichyov, V.I. Kol-

chunov, R. Shakh, A.G. Bulgakov

A short description of the international educational program of the Project TEMPUSforthe creation of professional-directed internet-technologies with the use of the Platform 0LAT is shown.

Ключевые слова: Информационно-коммуникационные технологии, профессиональное образование, биосферосов-местимые технологии.

Keywords: information-communication technologies, vocational training, biospheric compatibility.

Рис. 2. Семинар по мероприятию «Разработкаучебного модуля для расширения 1К1 образования» (Германия, г. Веймар, май, 2010)

100

К вопросу о влиянии анизотропии и коррозионных повреждений на силовое сопротивление железобетона при знакопеременном нагружении

В.М.Бондаренко

Современные строительные регламенты классифицируют силовые нагрузки по продолжительности действия: постоянные, временные длительные и временные кратковременные (кроме этого, выделяются т.н. особые нагрузки). И хотя это, как минимум, предполагает чередования нагружения и раз-гружения, применительно к железобетону отличия силового сопротивления при нагрузке и при разгрузке не учитываются. Между тем, являясь проявлением анизотропии механических свойств бетона, такой учет и в теоретических, и в практических интересах необходим. Его влияние значительно. В связи с этим рассматривается нагружение-разгружение железобетонного элемента; для общности считается, что этот элемент после нагружения получает коррозионное повреждение.

Расчетная модель задачи базируется на следующих посылках:

1. Геометрическая неизменяемость конструкции считается обеспеченной [1].

2. Исследование ограничивается стадией устойчивого силового сопротивления поврежденного железобетона, нагруженного до начала действия коррозионно агрессивной среды [2].

= а№(д8у*\ где АЗ = г} = Ц; (1)

dt

«V

R

при т(г}) > 1 решение (1) дает для т = 1

дляш>2 <У(0 = {1-([Д<У(г0)][("°"+,1+ (2)

+ а(я) [(-*) + 1№-аМ+1Г Я, •

Здесь 8- глубина коррозионных повреждений сжатого бетона,

¿0 - время начала повреждений, t - время наблюдений,

<т - напряжения сжатия,/?-п редел прочности бетона; ¿о): мШо) : ^грОМо)- эмпирические параметры для каждого сочетания номинации бетона и коррозионной среды, зависящие от возраста бетона в начале повреждений Ь0 и уровня напряжений [3].

3. Принимается квазилинейное реологическое уравнение механического состояния [4,5], учитывается анизотропия механических свойств бетона.

e(t.t0) =

m

или

s l>(0]

Eep.(tf to) """ Eep^t,to)! где S [сгСО] = o-(t)5Ô[crCt)].

о)

_ Elit)

l + <p(t,t0)

при <p(tft0)=E^(t)C0(tft0). (з)

Здесьs(tj0)- полные относительные деформации, of ¿^-напряжения;

Е (t, t0)~ временный линейный модуль деформаций;

Е (g,t,t0) - временный модуль деформаций;

Е°мг (t) - начальный модуль мгновенной деформации;

Ç°(it,t0)~ начальная мера ползучести;

S(a) - функция напряжения;

_ о

S (сг)~ функция нелинейности деформирования [б].

5° (о-) = S(a)'8 частности S(a) = cr[ 1 + V (—)т ] а

-_по П.И. Васильеву (4)

S(&) = а<у* - по Граффу (5)

(причем между эмпирическими параметрами нелинейности V, m, а и в существует связь:

— л. ч 1 с(1+7с)

+ = (6)

где с находится из условий min отклонения между (4) и (5)).

При разгружении (или растяжении) S = 1. (7)

4. Используется соответствующая (3)-(7) диаграмма as для некоторого фиксированного времени t (рис.1).

На диаграмме Г-точка «невозврата», соответствующая о; и sT (предельным значениям для области устойчивого сопротивления), линия 3-5 соответствует восстановленной при разгрузке деформаций неповрежденного коррозией бетонного образца so6; линия 4-5 то же для поврежденного коррозией образца s"o6; линия 0-3 - невосстановленная при разгрузке части деформаций у неповрежденного коррозией образца £но6; линия 0-4 - то же для поврежденного коррозией образца е ио6.

Фигура 025 - работа, затраченная на силовое деформирование единицы объема бетонного образца W, 325 -работа восстановленной части силовых деформаций неповрежденного образца W, 425 - работа, затраченная на восстановление силового деформирования поврежденного коррозией образца W; фигура 023 - петля гистерезиса энергии для неповрежденного коррозией образца; 024 - то же для поврежденного коррозией образца.

101

Причем

АЖ = 1¥-Ж ; АЖ* = IV- IV*; Ш* > Ш- (8)

Отсюда коэффициенты обратимости силовых деформаций:

об . тг* _ € об ^ „ ^ т^" об —-. ¿V „¿г ^ Л

_ , XV оо - ? "об

£ £

а коэффициенты повреждений

г,* 5 об К об л

К =-=-<1

(5)

(10) £об &об

(заметим, что для упрощения допустимо считать для арматуры Коб=1).

Отметим, что из диаграммы а-е (рис.1) следует, что модуль восстановления деформации (модуль отпорности) вычисляется без учета влияния коррозионных повреждений

Б--?

■об

К** '

а с учетом влияния коррозионных повреждении

€ об

и, следовательно,

^ = %>1и е-

<- тг*

Е Коб

К*

>Е

(11)

(12)

(13)

5. Учитывается, что при одностороннем контакте бетонного тела с коррозионной средой возникают три зоны повреждений [8] (рис.2).

А - зона полного повреждения, зона разрушения -тол щи на 2е;

Рис. 1. Диаграмма а-е нагружения - разгружения д/бетона (линия 01//23 [7]).

102

Б - зона частичного повреждения, переходная зона -толщина г*;

В - зона неповрежденного бетона - толщина р. При этом г* устанавливается непосредственным измерением (или по эмпирическим формулам); 5 вычисляется по (1)-(2) согласно имеющемуся параметру т, зависящему от уровня действующих напряжений; р находится как разность между толщиной тела (или высотой сжатой зоны х) и суммарной толщиной зон А и Б.

р = х* - (г* + 5). (14)

По мере продвижения коррозионного фронта от зоны А интенсивность повреждений уменьшается, а на границе зон £ и В обнуляется; при этом переход поврежденности из зоны Б в зону В осуществляется сопряженно. Поэтому функция повреждений К* (г) вычисляется как отношение величины силового сопротивления по ординате г к исходной величине силового сопротивления. Эту функцию можно представить в виде [9] ¡=ц

К*(г) = и принять т]=2. (15)

1=0

Тогда в координатной системе ю\/ коэффициенты а, находятся из условий:

при г = р + З К* = О,

при 2 = р К = 1 И

.2

йК\2)

откуда а0 = [1

¿г

= О'

]; «1

(1б) (17)

V и /

2р

Ж'*2

Заметим, что К*(г) относится только к зоне Б при сжатии бетона.

До экспериментального уточнения считается, что растянутый бетон не сопротивляется продвижению агрессивной среды. Это отражается в ограничении X* > 2* + <5- (18)

Поскольку К"(г) (16) определяется только из геометрических условий, постольку утверждается, что функция К*(г) справедлива для всех физических характеристик силовых характеристик бетона:

К\г) =

(19)

Я Е Коб Вводимые выше посылки, а также гипотеза плоских сечений

г М,

о

г'

(20)

Р И*"

где,р- радиус кривизны, 0- жесткость сечения и М- изгибающий момент составляют базу расчетной модели силового сопротивления изгибаемого железобетонного бруса до и после получения им коррозионных повреждений (рис. 3) и позволяют решать многие задачи силового сопротивления и конструктивной безопасности железобетонных сооружений (прочность, деформативность, гашение динамических импульсов, живучести и т.п.).

В частности, при неубывающем нагружении записи для нормальных напряжений и высоты сжатой зоны получат вид:

а) до коррозионных повреждений:

= [ —-з-Я

(1 + У)ОЯ

х(1) = {

(22)

^(л(МоЖ0(0

б) после коррозионных повреждений:

j^1+»

(23)

(24)

«х» находится численно из условия равновесия всех сил на горизонтальную ось:

1,Е= 0 ^ +F -F =0

1 н е я

при =

во

ч.

У А

у А

5

Рис. 2. Зоны повреждения бетонного тела

(25)

(26)

К=*о I СТ*(ъ)<й2 = 0

у. (1+>/)|

(1 + # *

= во ¡а*(г2)К\х2)^2 =

х -(г +&)

=в0л[-:-]

(27)

(28)

А /Кл

л V

У

Ж-уд^

во

-►

л

Рис. 3. Поперечное сечение и эпюры нормальных напряжений изгибаемого железобетонного бруса: а) до коррозионных повреждений; б) после коррозионных повреждений

103

Упрощение решения можно получить, распространяя (27) на зону В и считая

F? = О

К= во ¡cr*(z2)K*(z2)dzi

(28)

В (21)—(28) г1 и - ордината и высота сжатой зоны для неповрежденного коррозией сечения; г2 и х2' - то же для поврежденного коррозией сечения.

Р* - усилие сжатия в зоне В; - то же в зоне Б; Г* - усилие в арматуре; А3- исходная площадь сечения арматуры; со8- множитель сохранения поперечного сечения арматуры при коррозионных повреждениях.

Полученные результаты позволяют найти ординаты центра тяжести приведенного сечения железобетонного бруса у относительно растянутой грани: а) при нагружении:

со

Т (1 + ф) I

1 V> 0 S [¿r(z)]

dz

¥

a+rt

б) при разгружении:

S [o-(z)] (30)

Eepi(t,to)xY (h-x'+z')

A,Esas+e0 J v" ~

¿У,

^ 0 + * * (*) (31)

Таким образом показано, что в процессе знакопеременного нагружения - разгружения центр тяжести перемещается; имеет место

^^ У ц.т.й У ц.т.я ^ ^ .

Необратимость деформаций и коррозия увеличивают

Ку

ц.т.а.

Если процесс разгружения происходит мгновенно, то одновременно с восстановлением деформаций имеет место мгновенное перемещение центра тяжести сечения. Совокупно это сопровождается импульсивным инерционным воздействием. Подобное явление происходит по всей длине элемента.

ний бетона железобетонных конструкций, эксплуатирующихся в агрессивной среде. М., «Бетон и железобетон», №2,2008.

4. Работнов Ю.Н. Ползучесть элементов конструкций». М., 1966.

5. Бондаренко С.В., Санжаровский Р.С. Усиление железобетонных конструкций при реконструкции зданий. М., «Стройиздат», 1990.

6. Бондаренко В.М. Некоторые вопросы нелинейной теории железобетона. Харьков. Издательство Харьковского госуниверситета, 1968.

7. Вольмир А.С. Устойчивость деформируемых систем. М., 1967.

8. Комохов П.Г., Латыпов В.И., Латыпова М.В. Долговечность бетона и железобетона. Уфа, «Белая река», 1998.

9. Бондаренко В.М. Особенности силового сопротивления поврежденных коррозией железобетонных элементов знакопеременному нагружению. М., «Строительная механика инженерных конструкций и сооружений», №4,2010.

On the Effect of Anisotropy and Corrosive Damage on the

Force Resistance of Concrete under Alternating Loading.

By V.M. Bondarenko

The effect of anisotropy and damage on the force resistance of reinforced concrete under alternating loading is determined, which includes the state at the center of gravity and stiffness of sections elements.

Ключевые слова: анизотропия, повреждение, жесткость.

Keywords: anisotropy, damage, stiffness.

Литература

1. Рабинович И.М. «Основы строительной механики стержневых систем». М., Государственное издательство литературы по строительству», 1960.

2. Бондаренко В.М. «К вопросу об устойчивом и неустойчивом сопротивлении железобетонных конструкций, поврежденных коррозией». Орел. Известия Орел ГТУ, серия «Строительство и транспорт», №6/21 (533), 2009.

3. Бондаренко В.М. Феноменология кинетики поврежде-

104 1 2011