Объекты строительства являются результатом глубоких научных разработок и обладают функциями, качествами и свойствами, которые изучаются и уточняются на протяжении их эксплуатации. Несмотря на высокие стандарты обеспечения безопасности зданий различного назначения, отмечается неуклонный рост числа и тяжести аварий различного происхождения. Происходит качественное изменение угроз, в частности военных, которые по масштабам сравнимы с природными стихийными бедствиями. Повышение требований к их безопасности в настоящее время вошло в противоречие с обеспечивающими эти требования материально-техническими, финансовыми и научно-методическими ресурсами. Статистика крупных аварий и катастроф свидетельствует о том, что возможности парирования угроз, несмотря на достижения научно-технического прогресса, оказались или ограниченными, или фактически исчерпанными. Указанные обстоятельства требуют пересмотра традиционных подходов к проблеме и приводят к формулировке новых концепций и представлений в области безопасности. Основное внимание уделяется конструкционным аспектам, определяющим общий уровень безопасности строительных систем.

Наиболее разработанными в научном плане являются задачи оценки и обеспечения прочности, ресурса и надежности конструкций, задачи же обеспечения защищенности, живучести и оценки риска требуют дальнейшего научного развития.

Идея преднапряжения в железобетонных конструкциях достаточно широко применяется. Особенности напряженно-деформированного состояния преднапряженных железобетонных элементов изложены во многих научных статьях, разработаны рекомендации по способам преднапряжения. Использование преднапряжения в сталебетонных конструкциях достаточно новое явление. В СП 266.1325800.2016 по преднапряжению сталежелезобетонных конструкций рекомендации отсутствуют.

Цель исследования — оценка влияния предварительного напряжения на напряженно-деформированное состояние сталебетонных балок. Применение предварительного напряжения в сталебетонных балках позволяет оптимизировать их материалоемкость. Приведены методика и результаты численных исследований на основе компьютерного моделирования. Проведены экспериментальные исследования сталебетонных балок. Дан анализ результатов натурных испытаний и сравнение их с данными численных экспериментов.

В статье рассмотрены свойства композитной полимерной арматуры (АКП) и ее использование в бетонных конструкциях. АКП, обладая высокой прочностью на растяжение, низкой плотностью и устойчивостью к коррозии, является перспективной альтернативой традиционной стальной арматуре, особенно в агрессивных средах. Однако широкое применение АКП ограничено рядом факторов, среди которых недостаточная изученность поведения АКП и бетонных конструкций с ее использованием при динамических воздействиях. В статье описана структура АКП как гетерогенного анизотропного материала, состоящего из непрерывных армирующих волокон и полимерной матрицы. Отображена классификация АКП с анализом ее физико-механических свойств при статическом, длительном и динамическом нагружениях, а также методики расчета армобетонных конструкций с ее использованием. Приведена диаграмма деформирования для статического растяжения и сжатия, полученная по результатам испытаний АКП. При кратковременном статическом нагружении АКП деформируется упруго без образования пластических зон, однако при длительном воздействии из-за ползучести полимеров происходит снижение прочностных характеристик АКП. Поведение композитной арматуры при динамических воздействиях остается малоизученным, однако ряд исследователей отмечают наличие эффекта динамического упрочнения при действии кратковременной динамической нагрузки. Для определения влияния скорости деформирования на свойства АКП необходимы дополнительные исследования. В работе предложены рекомендации по моделированию нагружения при испытаниях изгибаемых элементов, учитывающие особенности их деформирования при динамической знакопеременной нагрузке. Анализ полученных результатов показывает необходимость проведения дальнейших исследований АКП в условиях циклического динамического нагружения, что позволит расширить сферу применения полимеркомпозитной арматуры в строительстве.

В статье приведены результаты разработки и анализа моделей физически-информированных нейронных сетей (PINN) для расчета прогиба однопролетной балки под действием равномерно распределённой нагрузки. Для обучения модели был синтезирован набор данных на основе аналитических законов строительной механики, включающий параметры: относительная длина участка измерений 𝑙, количество измерительных точек 𝑁, уровень шума R. Обучающий набор данных содержал 1296 строк, описывающих случайные точки в пределах пролета балки. В рамках исследования обучено 480 моделей PINN для оценки влияния веса физической функции потерь, количества измерений и уровня шума на точность предсказаний. Результаты показали, что модели PINN достигают высокой точности R² ≥ 0,88 даже при высоком уровне шума R > 20 % и демонстрируют устойчивость к низкому и среднему уровням шума. Исследование выявило, что настройка веса физической функции потерь является одним из ключевым параметров для достижения оптимального баланса функциями потерь физических закономерностей и экспериментальных данных. Увеличение количества измерительных точек положительно влияет на точность при низком уровне шума. Увеличение количества измерительных точек при высоком уровне шума измерений снижает точность предсказаний модели. Научная новизна исследования заключается в предложении подхода к расчету строительных конструкций с использованием PINN, который интегрирует физические законы в процесс обучения. Полученные результаты подтверждают перспективность использования PINN для инженерных расчетов, особенно в условиях ограниченного объема данных.

В последнее десятилетие в рамках стратегии устойчивого развития все больше внимание уделяется продлению срока службы существующих/эксплуатируемых зданий и сооружений. Для обоснованного принятия решения по дальнейшей эксплуатации конструкций требуются научно-обоснованные методы оценивания их надежности. В настоящей статье представлена многоуровневая система оценивания надежности существующей конструкции из бетона, включенная в новые нормы проектирования, и показаны этапы практического применения на примере простейшей свободно опертой балки. Предложены методы калибровки частных коэффициентов безопасности расчетных моделей сопротивления на основе модифицированных индексов надежности с учетом прогнозируемого остаточного срока службы строительного сооружения.