CC BY
30
Важнейшие итоги научных изысканий РААСН в 2008-2012 годах1
Г.В.Есаулов
Пять лет деятельности Академии были наполнены поиском решений целого ряда задач, вошедших в Программу фундаментальных научных исследований РААСН в 2008-2012 годах по пяти тематическим направлениям в 19 разделах. Исследования по этим блокам тем вели пять НИИ РААСН и семь ее региональных отделений.
Направление 1. Создание условий для развития человека и общества средствами архитектурно-градостроительной и строительной деятельности на принципах биосферной совместимости (6 разделов).
Направление 2. Разработка эффективных строительных материалов, конструкций, технологий, инженерного оборудования; обеспечение безопасности зданий и сооружений (4 раздела).
Направление 3. Ресурсо- и энергоминимизация в архитектурно-строительном комплексе (3 раздела).
Направление 4. Разработка типологии зданий и сооружений нового поколения, способствующих развитию человеческого потенциала с учетом использования новейших результатов развития науки и техники (2 раздела).
Направление 5. Создание теоретических и экспериментальных основ строительной физики как главного фактора обеспечения комфортности проживания, творчества и здоровой жизнедеятельности человека в зданиях нового поколения (4 раздела).
По данной Программе Академией были выполнены фундаментальные научные исследования по 1236 темам, в том числе по архитектуре - 429 темам, градостроительству - 413 темам, строительным наукам - 394 темам.
По результатам научных разработок были осуществлены 3272 публикации (включая статьи, монографии, учебники и учебные пособия), проведено более 1000 научно-творческих как российских, так и международных мероприятий (симпозиумы, конференции, круглые столы, семинары, выставки и др.).
В Академии была разработана концепция формирования информационной базы данных, включающей аннотационные отчеты по итогам исследований за прошедшее пятилетие. Аннотационные отчеты структурированы по отраслям (архитектура, градостроительство, строительные науки), годам завершения научных исследований и направлениям Программы 2008-2012 годов.
1 Статья подготовлена по материалам отчетов о научных исследованиях НИИ РААСН и ее региональных отделений.
На фоне многообразия мировых процессов в архитектуре, градостроительстве и строительной отрасли с учетом вну-трироссийской ситуации и вызовов XXI века академическим сообществом в 2009 году был разработан прогноз развития фундаментальных научных исследований и их ожидаемых результатов (несмотря на нередкое утверждение, что самый ценный результат - неожиданный), в том числе промежуточных, до 2030 года. Прогноз был составлен в целом для наук, входящих в сферу деятельности Академии. В 2012 году академическим сообществом была осуществлена его корректировка и уточнены ориентиры.
По существу, прогноз интегрировал усилия ученых и практиков всех трех отделений в выстраивании векторов научных поисков на ближайшие десятилетия. При этом все больше стала ощущаться потребность в тематической связи различных, порой парадоксально различающихся направлений наук. В этом состоят реальное преимущество и потенциал интеграции. Для архитектуры, градостроительства, строительных наук когнитивные принципы исследований становятся определяющими в научном поиске. Об этом свидетельствуют уже проведенные разработки и принимаемые в стране прогнозы ее развития и стратегии, например «Стратегия 20-20».
Опыт академических исследований, упомянутый прогноз, возникшие новые проблемы стали основанием для разработки Программы ФНИ ГАН на 2013-2020 годы. В рамках этой Программы, утвержденной Правительством Российской Федерации, РААСН планирует разработку ряда тем и решение серии задач в области архитектуры, градостроительства и строительных наук.
Следует подчеркнуть, что результаты проведенных Академией исследований уже способствуют решению проблем, стоящих перед отечественной архитектурой, градостроительной деятельностью и строительным комплексом.
Архитекторы - члены Академии своими работами задают определенные векторы в решении творческих задач, тем самым участвуя в процессе становления современной отечественной архитектуры, ее художественных, технологических, функциональных и социальных основ. Научные исследования градостроителей входят в практику разработки документации, организующей деятельность в сфере градо-регулирования, планирования, пространственного развития. Современная строительная практика обогатилась целым комплексом оригинальных разработок, которые нацелены на улучшение материаловедческой базы, совершенствова-
ние процесса проектирования и технологии производства строительных работ.
Среди определяющих научных достижений научно-отраслевыми отделениями РААСН были выделены десять важнейших.
В области архитектуры
Значительное место в фундаментальных научных исследованиях по архитектуре занимают работы исторического направления. Новые знания об архитектуре прошлых эпох необходимы для решения актуальных вопросов развития исторических поселений, сохранения архитектурных памятников, а также для теоретического осмысления всего хода эволюции архитектурно-градостроительного дела, включая новейшие явления и перспективные тенденции. Особое место исторические исследования занимают в создании базы архитектурного образования.
1. Завершено исследование «Архитектурно-градостроительная культура Российской империи середины XIX - начала ХХ века» (НИИТИАГ РААСН, академик Е.И.Кириченко). В 2010 году была опубликована третья книга монографии «Градостроительство России середины XIX - начала ХХ века» под редакцией Е.И.Кириченко.
Архитектура и градостроительство эпохи капитализма долгое время не получали должного внимания исследователей. Российские города, бурно развивавшиеся и достигшие тогда высокого уровня, оставались недооцененными. Исследование под руководством Е.И.Кириченко стало во многом новаторским. В нем впервые всесторонне и глубоко были проанализированы закономерности и особенности формирования и архитектурно-художественные качества городов России того времени, их неповторимость, а также выявлены черты европейской и американской градостроительной культуры, получившие воплощение в отечественном градостроительстве, прослежены связи с предшествовавшими периодами истории городов. Как отмечают историки архитектуры и градостроительства, исследований такого масштаба по данной теме не предпринималось ни отечественными, ни тем более зарубежными специалистами. Трехтомное издание «Градостроительство России середины XIX - начала XX века» по своему объему сопоставимо с классическим трудом французского исследователя П.Лаведана - тремя томами мировой истории градостроительства и с фундаментальной двухтомной историей немецкого строительного искусства XIX-XX веков В.Германна. На эти работы ссылается большинство отечественных и зарубежных историков архитектуры и градостроительства. Сопоставление показывает, что по глубине проработки материала отечественный труд превосходит зарубежные аналоги. Его достоинством является многогранность рассмотрения вопросов жизни города, в целом осознание социально-культурной значимости градостроительной деятельности. Исследование имеет важное значение для практической деятельности в области сохранения наследия и реконструкции исторических городов России,
позволяет вырабатывать качественно новые концептуальные основы современного архитектурно-градостроительного проектирования.
2. В области разработки теоретических проблем архитектуры важнейшим научным достижением РААСН стала работа «Архитектурный авангард и творческие проблемы формообразования» (НИИТИАГ РААСН, академик С.О.Хан-Магомедов).
Исследования и публикации С.О. Хан-Магомедова ввели в отечественную и мировую науку новую информацию о российском архитектурном авангарде, выделяющуюся как широтой тематического охвата, так и глубиной историко-теоретического осмысления. Им подготовлены и опубликованы монографии о знаковых фигурах советского и мирового авангарда - Иване Леонидове (2009), Каземире Малевиче (2010), Лазаре Лисиц-ком (2011), а также о целой плеяде архитекторов, внесших значительный вклад в разработку новаторских принципов архитектурного формообразования. Поставленная автором проблема включенности архитектурного творчества в художественную культуру эпохи позволила по-новому осмыслить многие творческие тенденции и стилеобразующие процессы ХХ -начала ХХ1 века. Была выдвинута оригинальная концепция борьбы и сосуществования двух «суперстилей» - авангардного и восходящего к ордерной классике. Она позволила автору по-новому рассмотреть движущие силы процесса развития архитектуры, осмыслить его тенденции на материале творчества архитекторов И. Леонидова, И. Жолтовского, А. Щусева.
Основные работы Хан-Магомедова изданы на многих иностранных языках, удостоены Государственной премии Российской Федерации, медалей и дипломов РААСН, РАХ и международных форумов. Во многом благодаря этим работам стал очевиден масштаб вклада нашей страны наряду с Францией, Голландией и Германией в становление и развитие авангарда. Выполненные Хан-Магомедовым исследования, безусловно, получат признание в мировом архитектуроведении.
Трудно переоценить практическое значение его работ в сохранении наследия ХХ века, а также влияние наследия на творчество современных архитекторов, о чем свидетельствуют признания российских и крупнейших современных зарубежных мастеров - З. Хадид, Ф. Гери, Р. Кулхаса.
3. В области сохранения и использования архитектурного наследия крупным достижением стало исследование «Архитектурное наследие в культуре общества Новейшего времени» (2008-2012. НИИТИАГ РААСН, член-корреспондент А.С.Щенков). По его результатам в 2011 году была опубликована книга А.С.Щенкова «Реконструкция исторической застройки в Европе во второй половине ХХ века. Историко-культурные проблемы», где впервые дана сравнительная характеристика архитектурной практики России и европейских стран. Профессиональные архитектурные подходы в книге соотнесены с синхронными философскими посылами, тенденциями развития художественной культуры. В качестве важнейшего фактора рассмотрены события политэкономиче-ского характера. Предшествовал данной работе подготовлен-
ный ранее и изданный в виде двухтомника фундаментальный труд, посвященный опыту отечественной архитектурной реставрации (отмечен большой медалью РААСН и золотой медалью РАХ).
В процессе исследования была выявлена взаимосвязь факторов, влияющих на отношение к архитектурному наследию, определены функции детерминант, имеющих долгосрочную или ближайшую перспективу действия. Работа показала не только наличие тенденции к постепенному замещению парадигмы модернизма парадигмой постмодернизма, но и значительность культурного движения противоположной направленности. В складывающейся ситуации меняется и культурная роль объектов наследия, и принципы работы с ними на фоне рассмотренных особенностей культурного развития России ХХ - начала XXI века и специфики присущего стране отношения к наследию.
Исследование такого историко-культурного характера не имеет аналогов в мировой практике прежде всего в том, что касается рассмотрения отечественного материала в общеевропейском контексте. На его основе уже вырабатываются новые методические подходы к работе с памятниками истории и культуры и новые законодательные инициативы. Ведущиеся в стране предпроектные изыскания и проектные разработки, связанные с реставрацией и реконструкцией историко-архитектурного наследия, в полной мере могут опираться на практико-творческий потенциал выработанного отношения к наследию.
С учетом проведенных РААСН исследований были сформулированы и приняты Государственной думой Российской Федерации дополнения к ФЗ №73 «Об охране объектов культурного наследия Российской Федерации» (декабрь 2012 года).
Историко-теоретические исследования Академии позволили разработать содержательные основы концепции реконструкции и гармонического развития жилищного фонда малых и средних городов (НИИТИАГ РААСН, академик Л.В.Хихлуха). По их результатам в 2012 году были выпущены СТО РААСН «Модель гармоничного развития жилищного фонда малых и средних городов» и «Мансардный этаж». Фундаментальные исследования воплощаются в предпроектные и методические проработки и оказывают влияние на творческую практику отечественных архитекторов.
В области градостроительства
4. Важнейшим результатом разработки системы научно обоснованных решений в области пространственного планирования стали фундаментальные основы политики пространственного развития территории России. Были предложены системы принципов, подходов, методов, критериев оценки при разработке градостроительных документов, в комплексе определяющих территориально-градостроительную политику России на федеральном уровне: стратегически - это разрабатываемая в Академии Градостроительная доктрина,
законодательно - Градостроительный кодекс и блок законодательно-нормативных документов, проектно - исследования, воплощающиеся в Генеральной схеме расселения на территории Российской Федерации. Российская государственная территориально-градостроительная политика требует разработок, направленных на решение актуальных проблем с учетом долгосрочных стратегических интересов развития страны, что определяет необходимость комплексного научного обоснования на всех стадиях принимаемых решений - от идеологии до внедрения и мониторинга.
Теоретическая база территориально-градостроительной стратегии страны содержится в работах «Пространственные особенности и стратегические аспекты развития системы расселения России как основа территориально-градостроительной политики» (ЦНИИП градостроительства РААСН, академик Е.Н.Перцик), «Основные направления актуализации Градостроительной доктрины в условиях модернизации социально-экономического и пространственного развития России» (ЦНИИП градостроительства РААСН, академик Ю.А.Сдобнов, член-корреспондент Г.С.Юсин), в фундаментальных трудах академика В.Я.Любовного, почетного члена М.Я.Вильнера (ЦНИИП градостроительства РААСН), членов-корреспондентов Г.В.Мазаева (УралНИИпроект РААСН) и В.В.Аникеева (ДальНИИС РААСН).
Комплекс исследований прогнозных сценариев формирования каркаса расселения страны на долгосрочную перспективу позволил разработать альтернативные сценарии развития пространственного каркаса территории России, состоящие в: 1) формировании перспективной расселен-ческой структуры на принципах полицентризма с опорой на исторически сложившуюся сеть расселения, дополненную высокотехнологичной транспортной и инженерной инфраструктурой (член-корреспондент Г.С.Юсин); 2) организации преимущественно широтного «русла расселения» на основе транспортно-коммуникационного трансконтинентального каркаса (академик И.Г.Лежава, член-корреспондент М.В.Шубенков). Продолжающаяся в настоящее время работа над возможными сценариями формирования структуры системы расселения страны дала еще ряд вариантов ее реализации. Разрабатываемые сценарии направлены на преодоление негативных тенденций в современной системе расселения: сложившихся и усугубляющихся диспропорций из-за миграционных потоков в европейскую часть страны за счет восточных регионов; избыточных концентраций населения в столичном регионе; связанных с утратой непрерывности сети малых и средних городов, исторически составлявших ткань расселения, и т.д. (тенденции обозначены в работах, выполненных под руководством академика В.Н.Белоусова, посвященных динамике природно-расселенческих систем, ЦНИИП градостроительства РААСН).
В основу современных исследований проблем формирования жизненной среды человека положены принципы
устойчивого развития, закрепленные в целой серии международных документов. В сфере же планирования пространственного развития страны разрабатываются программы, диктуемые социально-экономическими, географическими, историческими особенностями, ментальностью населения. Для развитых стран пространственная организация территории, обеспечивающая качественную среду для человека и общества, определяет приоритеты в деятельности государства и правительства.
Результаты исследований Академии по этой тематике направлены в адрес Президента Российской Федерации и Правительства Российской Федерации в рамках Итоговых документов РААСН (научной части сессии ее Общего собрания) и САР (меморандумах и обращениях по вопросам пространственного развития и территориально-градостроительной политики страны), а также итогового документа второго Всероссийского совещания по градостроительству «Проблемы взаимосвязанного социально-экономического и пространственного развития России» (Ульяновск, июнь 2011 года).
Для Минрегионразвития России были подготовлены предложения «О комплексе мер по повышению эффективности государственной политики в области градостроительной деятельности» и «О комплексе мер по разработке документов территориального планирования Российской Федерации».
5. Разработка теоретических основ развития городских агломераций. Развитие городских агломераций - один из феноменов современной урбанизации, связанный с размещением производительных сил и расселением. Городская агломерация - качественно новая форма расселения - возникает как преемник города в его компактной (автономной, точечной) форме, особый продукт современной урбанизации. Рост агломераций определяет процесс мировой урбанизации, развивающийся лавинообразно и все больше влияющий на все страны.
а)
Управление развитием агломераций - одно из важнейших направлений территориальной стратегии России, отвечающей ее историческим и географическим условиям, способствующей успешному социально-экономическому развитию всех регионов страны. По этой проблематике в ЦНИИП градостроительства РААСН был выполнен ряд исследований, среди которых важнейшими являются: «Феномен развития крупных городских агломераций и мегалополисов (опыт, проблемы, перспективы)» (академик Е.Н.Перцик), «Основы пространственной организации крупногородских агломераций (экспериментальный опыт и перспективы)» (член-корреспондент Г.А.Малоян), «Научно-методические основы формирования взаимосвязанной системы регулирования развития городов и городских агломераций на федеральном, региональном и муниципальном уровнях» (академик В.Я.Любовный), «Научные основы формирования системы управления территориальным (пространственным) развитием двух субъектов Российской Федерации на примере Ленинградской области и Санкт-Петербурга» (академик В.Ф.Назаров).
Отличительной особенностью современного этапа урбанизации является образование крупных столичных регионов.
Крупнейшая в России Московская агломерация - Москва и Московский столичный регион (в границах Московской области) - является и одной из крупнейших в мире концентраций населения, экономического и интеллектуального потенциала. Московский регион занимает 47 тыс. кв. км (0,3% территории России), численность его населения - около 17 млн. человек (почти 12% населения страны). На территории региона расположено 79 городов, 75 поселков и около 6 тыс. сельских населенных мест. Московская агломерация (столица и прилегающие к ней первый и второй пояса административных районов) стала абсолютным лидером по миграционным притяжениям, на нее, по разным данным, приходится до 70% всего количества внутренних и внешних (главным образом из сопредельных стран) мигрантов.
б)
Варианты развития каркаса расселения на территории Российской Федерации:
а) принципиальная схема полицентрического пространственного каркаса единой системы расселения страны;
б) принципиальная схема линейной системы расселения на основе трансконтинентального транспортного коридора
В ходе научного сопровождения и экспертизы РААСН проектов генеральных планов Москвы и Московской области подчеркивалось, что Генеральный план Москвы в границах кольцевой дороги без учета связей с областью и Генеральный план Московской области без учета развития Москвы могут породить сложнейшие, даже неразрешимые проблемы (транспортные, инженерные, отсутствие «зеленого пояса» вокруг столицы и др.). Подходы к решению этих проблем разработаны в градостроительной науке и уже реализованы в столичных регионах развитых стран.
Вклад Академии в мировую науку по этой проблематике был высоко оценен на международном и российском уровнях. Так, многолетняя работа академика В.Ф.Назарова по Генеральному плану Санкт-Петербурга, где были учтены новейшие исследования по агломерациям, удостоена премии Международного союза архитекторов в области градостроительства им. Сэра Патрика Аберкромби (Нанкин, Китай, 11 апреля 2011 года). Монография академиков В.Я. Любовного и Ю.А.Сдобнова «Москва и столичный регион: проблемы регулирования социально-экономического и пространственного развития» (2011) удостоена медали РААСН за 2011 год.
6. Комплексные фундаментальные исследования по проблемам урбоэкологии.
Предложенный в исследованиях РААСН методический подход опирается на понятие природного каркаса города или
а)
территории. Под формированием природного каркаса, нацеленным на решение комплекса градоэкологических проблем, авторы понимают: 1) использование в качестве основы особо охраняемых территорий и водных объектов; 2) регенерацию утраченных свойств природных экосистем, «мобилизацию» средозащитных и средообразующих функций лесов (водоохранных, почвозащитных, санитарно-гигиенических); 3) развитие системы природных и озелененных территорий (с их охранными зонами) на основе гидрографической сети с учетом геоморфологии и рельефа; 4) регулирование градостроительной и хозяйственной деятельности на основе правовых режимов, адаптацию существующих природных комплексов к их многофункциональному использованию (рекреационному, познавательному, защитному, эстетическому).
Важнейшими работами по этой проблематике явились исследования основоположника научного направления «Урбо-экология» в нашей стране академика С.Б.Чистяковой (ЦНИИП градостроительства РААСН), в частности «Научные основы государственной территориальной градоэкологической политики возрождения и перспективного развития городов в различных региональных условиях Российской Федерации» и «Градоэкологическая оценка территорий, подверженных природным аномалиям и техногенным катастрофам, и разработка программно-целевых подходов при их восстановлении (модернизационной ревитализации) и градостроительном освоении», поддержанные на международных конференциях (например, на международном фестивале «Зодчество» в 2011 году), а также в рамках основного доклада научной сессии РААСН в Белгороде в 2010 году.
б)
Обоснование необходимости разработки совместного решения градостроительных проблем Москвы и Московской области в рамках агломерации (без учета новых территорий):
а) Генеральный план Москвы до 2025 года; б) Генеральный план Московской области до 2020 года (схема зон размещения объектов капитального строительства - территории концентрации градостроительной активности)
Широкую известность приобрели работы советников РААСН Н.С. Краснощековой по градоэкологическому обоснованию генеральных планов городов и О.В. Козинской по бассейновой урбанистике, выполненные в ЦНИИП градостроительства РААСН. В этом же ряду стоят работы почетного члена РААСН Б.М.Дегтярева о создании основ инженерно-строительной безопасности функционирования городов и территорий.
Принципы, сформулированные в исследованиях Академии, использованы при разработке концепции Генерального плана Сочи. Согласно экосистемному подходу в 2009 году были выделены восемь курортных образований по границам бассейнов наиболее крупных рек, впадающих в Черное море в границах города-курорта. При оценке воздействия объектов олимпийского мегапроекта на окружающую среду была подчеркнута необходимость рассматривать природный комплекс города-курорта Сочи как организованное по бассейновому принципу единое экологическое пространство, в структуру которого встраивается комплекс олимпийских объектов.
В области строительных наук
7. Разработка теоретических основ современного строительного материаловедения, необходимых для создания наноструктурированных цементных систем и материалов с высокими эксплуатационными свойствами.
Направленное модифицирование структуры твердой фазы, цементирующего вещества и порового пространства помогло решить прикладные вопросы повышения качества классических, высокопрочных и сверхвысокопрочных плотных цементных бетонов в диапазоне прочности от 30-40 до 130-140 МПа. Было обеспечено принципиальное повышение эффективности высокопрочных и сверхвысокопрочных бетонов по показателям их трещиностойкости. Качественные характеристики высокопрочного трещиностойкого бетона сегодня превышают уровень мировых достижений.
Разработаны два подхода к формированию наноструктур. Первый - на основе варьирования ультрадисперсными частицами наноразмерного масштаба (размером не более 200 нм). Это процесс создания наносистем по маршруту снизу вверх подобно сборке элементов. В исследованиях, связанных с модифицированием структуры портландцементного камня, специально выращенного по золь-гель-технологии из на-ночастиц кремнезема, установлена возможность существенного ускорения процессов твердения и набора прочности бетона, повышения эффективности использования цемента по критерию удельной прочности бетона на единицу массы расхода цемента (НИИСФ РААСН, академики Ю.М.Баженов, У.Х.Магдеев, Е.М.Чернышов).
Второй подход реализуется благодаря модифицированию бетонов поликомпонентными органоминеральными добавками. Модификаторы производятся из отходов отечественной энергетики, металлургической и химической промышленности. Этот новый вид добавок в бетоны, разработанный в
России в 1990-х годах и не имеющий аналогов за рубежом, определил появление на отечественном строительном рынке новых бетонов - высокопрочных, сверхвысокопрочных, самоуплотняющихся, с компенсированной усадкой, повышенной плотностью и долговечностью. Исследованные составы представляют практический интерес для разработчиков технологии бесклинкерных материалов на основе местного и техногенного сырья (НИИСФ РААСН, советник С.С. Каприелов).
В Академии созданы модели и исследованы основные закономерности формирования структуры и свойств наноструктурированных цементных композитов. Разработана методика оценки совместимости углеродных фуллероидных наночастиц с добавками различной химической природы, обеспечивающая направленное изменение структуры и свойств модифицируемой системы. В результате исследования структуры цементного камня, полученного при затворении водой с наномодифицированными добавками, установлено благоприятное влияние на образование поровой системы композита, его прочность и долговечность (НИИСФ РААСН, член-корреспондент Ю.В.Пухаренко).
Развиты теоретические подходы к структурообразова-нию цементного камня, затворенного на ультрадисперсных растворных системах жидкого стекла, активированных гидромеханическими воздействиями. Найдено, что механическая обработка воды затворения заметно влияет на характеристики процесса твердения: скорость схватывания и пластическую прочность цементного теста, уменьшение размеров цементных гранул, активацию процесса гидратации и т.д. Проведено исследование структуры мелкозернистых бетонов, содержащих активированные добавки жидкого стекла, с помощью дериватографических методов анализа. Показано, что в результате добавления силиката натрия в состав цементных композитов образуются гидросиликаты кальция, которые, обеспечивая лучший контакт твердых частиц непрореагировавшего клинкера с новообразованиями, придают цементному камню прочность и повышенную термостойкость (НИИСФ РААСН, академик С.В.Федосов).
Разработаны новые композиционные материалы - каркасные строительные композиты. Технология их изготовления заключается в склеивании зерен заполнителя в каркас по форме будущего изделия на первом этапе и заполнении пустот пористого каркаса матричной составляющей на втором. Для склеивания зерен и пропитки могут быть использованы вяжущие различной природы. Каркасная технология позволяет изготавливать безусадочные и ударопрочные покрытия больших площадей без усадочных и температурных швов. По показателям экологичности, трещиностойкости, химического и биологического сопротивления разработанные материалы превосходят известные зарубежные и отечественные аналоги (НИИСФ РААСН, член-корреспондент В.Т.Ерофеев).
8. Разработка современной теории конструктивной безопасности зданий и сооружений.
В Академии дано определение конструктивной безопасности как характеристики сопротивляемости конструктивной системы прогрессирующему разрушению при внезапных запроектных воздействиях. Показана целесообразность введения нового, третьего предельного состояния для нормирования параметров локального и прогрессирующего разрушения.
Введена система обязательных условий конструктивной безопасности:
а) в режиме «медленного» времени и равновесной постановки, когда процессы, протекающие в сооружении, измеряются годами;
б) в режиме «быстрого» времени при асимптотической стабилизации неравновесных факторов силового сопротивления, гарантированной устойчивостью напряженно-деформированного состояния, геометрической неизменяемостью и живучестью сооружения во времени;
в) в режиме «быстрого» времени на заданный период при нестабилизирующихся неравновесных процессах и в пределах живучести сооружения.
В рамках разрабатываемой диссипативной теории железобетона разработаны не имеющие аналогов методы учета энергетической и силовой диссипации при оценке устойчивости конструкций и гашении динамических эффектов при импульсивном нагружении (НИИСФ РААСН, академик В.М.Бондаренко).
Разработаны математические модели взаимодействия агрессивной среды и материала нагруженных конструкций на основе двух теорий механики разрушения (нарушение сплошности, накопление рассеянных повреждений). Многие перспективные современные материалы, при создании которых применяются нанотехнологии, обладают пористой структурой и невысокими показателями сопротивления приложенной нагрузке. В этих условиях весьма перспективными могут оказаться технологии усиления поверхностных слоев, называемые плакированием. Применение этих технологий создает условия, при которых более прочный материал диффундирует в толщу исходного и создает тем самым слой с неоднородными свойствами, плавно изменяющимися в направлении толщины конструкции. Разработан метод расчета таких неоднородных конструкций, исследовано влияние неоднородности на распределение внутренних напряжений, определены предельные нагрузки, приводящие к разрушению исходного и упрочненного материалов (НИИСФ РААСН, академик В.В.Петров).
Развит метод предельных состояний для решения задач живучести статически не определимых рамно-стержневых конструктивно нелинейных систем, получены новые опытные данные о приращениях деформаций при мгновенных структурных изменениях хрупкого разрушения сжатой зоны и раскрытии трещин (НИИСФ РААСН, академик В.И.Колчунов).
Впервые разработаны деформационная модель, алгоритм и компьютерная программа физически нелинейного расчета
плоскостных железобетонных конструкций типа балок-стенок с записью физических соотношений в инкрементальной форме. Малоитерационный и шаговый подход на базе инкрементальной модели может быть использован для совершенствования программ расчета плоскостных железобетонных конструкций (НИИСФ РААСН, академик С.Н.Карпенко).
Сверхпрочные конструкции имеют повышенную хрупкость, приводящую к взрывоопасному характеру разрушения, а также сравнительно низкое увеличение прочности на растяжение по сравнению с прочностью на сжатие. Добавление в состав бетона стальной фибры позволяет устранить указанные негативные факторы. Результаты экспериментальных и теоретических исследований подтвердили, что получен инновационный материал, обладающий высокой прочностью на сжатие и растяжение. В отличие от неармированного высокопрочного бетона, его разрушение происходило не взрывообразно, что говорит о пластичной работе материала. Особенно плавным был механизм деформирования и разрушения образцов на изгибе, где в момент разрушения относительные деформации на растянутой грани сталефибробетонных образцов более чем на порядок превышали аналогичные деформации при растяжении бетонных. По описанию мер ползучести, изменения прочности и модуля деформации получены зависимости от возраста бетона (НИИСФ РААСН, академики Н.И.Карпенко и В.И.Травуш).
Впервые проведены систематизированные исследования разрушающего действия микроорганизмов и получены количественные зависимости биологического сопротивления композитов на органических и неорганических связующих, материалов на основе металлов, древесины, пластиков. Определен видовой состав микроскопических организмов, заселяющихся на материалах различного типа в условиях эксплуатации в воде, переменной влажности и тропического климата. Результаты длительных экспериментальных исследований в лабораторных и производственных условиях позволили теоретически обосновать механизмы биодеградации материалов. Разработаны биоцидные препараты, позволяющие исключить развитие на материалах микроорганизмов различного типа, в том числе патогенных, а также состав битумного композита с грибостойкими свойствами, пригодный для антикоррозионной защиты строительных конструкций, эксплуатирующихся в условиях воздействия биологических агрессивных сред (НИИСФ РААСН, член-корреспондент В.Т.Ерофеев).
Создан метод управления собственными частотами строительных конструкций, предназначенный для оптимизации промышленных и транспортных сооружений (академик Л.С.Ляхович).
Разработаны методы точного аналитического решения многоточечных краевых задач строительной механики для систем обыкновенных дифференциальных уравнений с кусочно-постоянными коэффициентами и дискретно-континуальные методы для статического расчета строительных конструк-
ций, зданий и сооружений с кусочно-постоянным изменением физико-геометрических параметров (НИИСФ РААСН, советник В.Н. Сидоров, член-корреспондент П.А.Акимов).
Результаты проведенных фундаментальных исследований использованы в целом цикле прикладных исследований, при проектировании и строительстве мегаобъектов - Московского международного делового центра «Москва-Сити», моста на остров Русский, Западного скоростного диаметра и объектов «Пулково-3» в Санкт-Петербурге, олимпийских объектов в Сочи, спортивных объектов Универсиады в Казани и др.
9. Разработка теоретических основ аэротеплофизики энергосберегающих навесных фасадных систем с вентилируемой воздушной прослойкой (НФС) (НИИСФ РААСН, член-корреспондент В.Г.Гагарин, советники С.В.Гувернюк и В.В.Козлов). НФС применяются для повышения теплозащитных свойств ограждающих конструкций как в новом строительстве, так и при реконструкции существующих зданий. Монтаж НФС не зависит от сезона, что важно для строительства в климатических условиях России. Они обеспечивают комфортность микроклимата и снижение теплопотерь здания до 15%. Разработаны математические модели и методы расчета воздушно-теплового режима вентилируемой прослойки конструкций, а также теория и методы расчета для проектирования НФС, обеспечивающие высокую тепловую защиту зданий за счет снижения влажности утеплителя и теплопотерь через теплотехнические неоднородности конструкций, а также исключение обмерзания несущих конструкций НФС в условиях сурового климата.
Новая методика расчета теплофизических показателей НФС включена в нормативные документы Российской Федерации.
Разработанные основы аэротеплофизики НФС по ряду аспектов превосходят зарубежный уровень исследований в этой области.
Вантовый мост во Владивостоке, соединяющий полуостров Назимова с мысом Новосильского на острове Русском. Имеет самый большой в мире пролет среди вантовых мостов длиной 1104 м и пилоны высотой 324 м
Приведенные циклы фундаментальных исследований по строительным наукам ежегодно отмечались премиями Правительства Российской Федерации в 2008-2012 годах.
Междисциплинарные исследования
10. Разработка научно обоснованных критериев для оценки биосферной совместимости поселений и предложений по совершенствованию критериев развития человека с позиций архитектурно-градостроительного комплекса (НИИСФ РААСН, академики В.А.Ильичев и В.И.Колчунов).
Разработана концепция биосферно-совместимых урбанизированных территорий. Сформулированы основные принципы саморазвития и преобразования российских регионов в биосферно-совместимые.
Выработаны принципы составления гуманитарного баланса биотехносферы, способствующие прогрессивному инновационному развитию и созданию теоретико-методологического инструментария расчета гуманитарного баланса биотехносферы отдельных территорий, поселений и городов, и качественно новые эколого-градостроительные критерии устойчивого развития для оценки составляющих тройственного баланса биотехносферы.
Таким образом, достижения Академии 2008-2012 годов не только завершили определенный этап исследований, но и заложили основы решения целого ряда задач теории и истории архитектуры и градостроительства, охраны историко-культурного наследия, развития градостроительной деятельности, градорегулирования и пространственного развития, формирования качественно новых направлений строительной деятельности, материаловедения, проектирования и расчета конструкций зданий и сооружений.
The Most Important Results of RAACS Scientific
Researches in 2008-2012. By G.V.Esaulov
The article looks at the overall quantitative characteristics and 10 most important results of the realization of RAACS Fundamental Scientific Researches in 2008 - 2012.
The generalized review of the scientific research results in architecture, town-planning and construction sciences made it possible to draw the conclusion that thematic integration of scientific studies now is in the process of development.
Ключевые слова: РААСН, фундаментальные исследования, тематические направления, важнейшие результаты.
Key words: RAACS, fundamental researches, thematic directions, most important achievements.
