«Кампус.Пространство»: Развитие Центра исследований сейсмостойкого строительства
Центр исследований сейсмостойкого строительства создаётся как часть научно-исследовательской экосистемы кампуса мирового уровня НИУ МГСУ, реализуемого в рамках федерального проекта «Создание сети современных кампусов».
Ключевая миссия Центра — обеспечить научно-экспериментальную и расчетно-методическую основу для повышения сейсмической безопасности зданий и сооружений, включая развитие нормативной базы, подтверждаемой высокоточными динамическими испытаниями и современным трёхмерным детальным компьютерным моделированием с применением квалифицированных моделей и цифровых двойников.
Основные цели Центра в новом кампусе:
- Полномасштабная оценка сейсмостойкости несущих систем и узлов (в т.ч. с воспроизведением реальных акселерограмм землетрясений и многоосевым нагружением).
- Верификация и разработка систем сейсмозащиты (сейсмоизоляция, демпфирование, диссипативные устройства), а также инженерных решений по снижению динамических/вибрационных воздействий.
- Научно-методическое обеспечение нормирования: формирование и проверка положений стандартов/рекомендаций для сейсмобезопасного строительства на экспериментальной базе (в логике кампусной продуктовой программы, где прямо заложена разработка норм нового поколения для сейсмостойкого строительства).
- Подготовка кадров и вовлечение обучающихся в «живую лабораторию» кампуса, где исследования интегрируются в образование и реальные проекты индустрии.
Текущие ключевые задачи команды:
- экспериментально-расчётные исследования динамического поведения конструкций при сейсмических и иных экстремальных воздействиях;
- разработка и валидация расчетных методик (нелинейная динамика, предельные состояния, надежность и ресурс, модели диссипации/вязкоупругости материалов).
Вклад в научную среду НИУ МГСУ: в рамках научных подразделений НИУ МГСУ выполняется полный цикл работ — от исследований свойств материалов и натурных испытаний до разработки методик расчёта, прохождения экспертизы, участия в разработке нормативных документов, проектирования и авторского надзора.
Перспективы развития образовательно-научного пространства в составе нового кампуса:
- переход от фрагментарных/локальных испытаний к полномасштабным и многофакторным сценариям (многопараметрическое сейсмическое воздействие, совместное действие статических и сейсмических и климатических нагрузок), что критично для доказательного нормирования и инженерной практики;
- повышение точности и воспроизводимости испытаний за счёт современной измерительной и исполнительной базы (многоосевое нагружение, высокоточная регистрация, управление сценариями).
Что изменится по научной продуктивности и качеству:
- рост объёма НИОКР/хоздоговорных работ и расширение масштаба задач за счёт инфраструктуры кампуса; на уровне НИИ ЭМ прямо зафиксирован эффект — увеличение оборота и расширение штата в 2 раза при освоении нового пространства и оборудования.
- повышение «доказательности» результатов за счёт применения квалифицрованных по реальным экспериментам расчётных моделей и научно-обоснованным методам обеспечения безопасности.
Перспективы вовлечения студентов и аспирантов / рост образовательного потенциала:
- включение обучающихся в реальные исследовательские контуры (постановка эксперимента, обработка данных, идентификация моделей, цифровые двойники, подготовка методик) как часть проектного обучения кампуса;
- формирование практико-ориентированных модулей ДПО и магистерских треков по сейсмостойкому проектированию (в логике кампуса как центра подготовки кадров и трансфера технологий).
Планируемое материально-техническое оснащение в составе нового кампуса НИУ МГСУ:
1. Комплексы динамических (сейсмических) испытаний
- стенды/системы многоосевого нагружения для воспроизведения реальных сейсмических воздействий, включая проигрывание акселерограмм прошедших землетрясений на элементах и моделях конструкций;
- оборудование для испытаний на циклические режимы нагружения, имитирующие эксплуатационные сценарии и накопление повреждений.
2. Измерительные и диагностические средства
- многооканальные системы регистрации динамических откликов, датчики ускорений/перемещений/деформаций, синхронизация и прецизионная метрология для динамики сооружений (в т.ч. для задач верификации стандартов).
- вычислительная поддержка (моделирование НДС, нелинейная динамика, параметрическая идентификация, цифровые двойники), как часть курса кампуса на цифровизацию и развитие инженерного моделирования.
Модернизация существующего парка предусматривается по логике кампуса: создаются условия для оснащения специализированных научных лабораторий кампуса современным лабораторным оборудованием в 2027–2030 гг.
Перспективные направления исследований в составе нового кампуса НИУ МГСУ:
- Полномасштабная оценка сейсмоустойчивости зданий/сооружений и их элементов, включая многоосевое моделирование воздействия;
- Сейсмозащита и виброзащита: разработка/сертификация решений, экспериментальная проверка систем снижения вибрационных нагрузок;
- Верификация и развитие нормирования с опорой на динамические испытания и расчетную валидацию (в т.ч. в развитие действующих требований проектирования в сейсмических районах — СП 14.13330 распространяется на площадки с расчетной сейсмичностью 7–9 баллов).
- Экстремальные воздействия и живучесть (ударные/аварийные сценарии), методики испытаний и критерии предельных состояний;
- Новые материалы, метаматериалы и детальный учёт диссипации энергии: исследование вязкоупругих свойств и параметров демпфирования в зависимости от частоты, длительности и температурного фона (для корректных моделей и решений по снижению откликов);
Новый персонал подразделения в составе нового кампуса Мирового уровня
В новом кампусе предполагается развитие команды по трём контурам:
- исследователи и расчетчики (нелинейная динамика, вероятностные подходы/надежность, идентификация моделей);
- инженеры-испытатели (постановка эксперимента, управление стендами, сценарии нагружения
- интеграторы измерительных систем и обработчики данных.
На уровне НИИ ЭМ как ключевой площадки кампуса заявлен план расширения штата в 2 раза при освоении нового пространства и оборудования.
Потенциальные заказчики и партнеры подразделения в составе нового кампуса НИУ МГСУ:
- государственные заказчики и региональные программы повышения сейсмобезопасности (Минстрой реализует практики строительства/реконструкции объектов в сейсмоопасных регионах, включая применение технологий сейсмостойкого строительства);
- девелоперы и проектные организации, работающие в сейсмических районах;
- промышленные компании и владельцы критической инфраструктуры (объекты ТЭК, металлургия, транспорт) — по линиям сейсморисков и динамической устойчивости.
Текущая партнерская база: пул индустриальных партнеров, включая ГК «Росатом», ОАО «РЖД», крупные девелоперские и промышленные группы и др. Расширение круга партнёров ожидаеся за счёт:
- роста экспериментальных возможностей (полномасштабная сейсмика, многоосевое нагружение, верификация стандартов);
- интеграции кампуса в федеральную повестку «создания сети современных кампусов» (федеральный проект реализуется с 2021 года по линии Минобрнауки).
По поручению Президента Российской Федерации Владимира Путина в стране создаётся сеть современных кампусов. К 2030 году в России должно быть построено 25 таких кампусов, а к 2036 году — 40.
Источник: НИУ МГСУ
Login with Google
Комментарии