В регионах с богатой историей сохранилось множество деревянных исторических построек. Сегодня на территории России насчитывается около 8,5 тысяч объектов культурного наследия, выполненных из древесины. Более трети из них находятся в аварийном состоянии.
Для восстановления несущих конструкций сооружений используется их полная или частичная замена на аналогичные элементы из свежей древесины. Другой метод – усиление несущих конструкций с помощью металлических накладок. Но такой способ портит внешний вид объекта, нарушает его исторический облик и повышает нагрузку на фундамент.
В качестве альтернативы металлическим конструкциям рассматриваются композитные аналоги на основе углеволокна. Они не меняют облик зданий и отличаются высокой прочностью и малым весом. Их наносят методом наклейки. Но в отечественной практике нет точных механизмов проектирования таких элементов, поэтому композитные накладки не нашли пока широкого применения в реставрации.
В Пермском политехническом университете разработали инженерный инструмент усиления деревянных конструкций углеволокном на основе метода конечных элементов (МКЭ). Он позволяет рассчитать, сколько слоев волокна и какого типа надо использовать для укрепления элементов конструкции.
Мы можем говорить о достоверности полученных результатов, поскольку они соответствуют российским строительным нормативам и основаны на классическом методе конечных элементов, который считается общепризнанным в мировой практике инженерных расчетов. Инженер на объекте фиксирует параметры поврежденного элемента и вводит их в программу. В итоге он быстрее получает результаты расчета необходимого усиления, подходящее под отечественные требования строительства.
Программный инструмент опробовали на реальном памятнике архитектуры с поврежденным каркасом кровли. Провели детальный анализ конструкции и построили модель. Просчитали несколько вариантов усиления конструкции и определились с количеством слоев композитного волокна.
Разработанный в Пермском национальном исследовательском политехническом университете инструмент позволяет создавать цифровые двойники памятников архитектуры и тестировать на них разные варианты усиления поврежденных конструкций.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что лодки бронзового века впервые покажут после 13 лет реставрации.
