Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)  Кафедра «Мосты, тоннели и строительные конструкции» | Основные направления научно-исследовательской деятельности кафедры

Кафедра «Мосты, тоннели и строительные конструкции» | Основные направления научно-исследовательской деятельности кафедры

Основными научными проблемами, в исследовании которых участвуют преподаватели кафедры, являются:

- совершенствование конструктивно-технологических решений и методов расчета мостовых и тоннельных сооружений в различных топографических, градостроительных, инженерно-геологических и экологических условиях;

- разработка автоматизированных систем проектирования мостовых сооружений с использованием современных компьютерных технологий и программных комплексов (SOFISTIK, MIDAS и др.);

- разработка методики расчета вантовых и висячих мостов на сейсмические воздействия;

- применение современных композиционных материалов в конструкциях транспортных сооружений;

- минимизация деформаций поверхности земли и грунтового массива при строительстве городских автотранспортных тоннелей мелкого заложения закрытыми способами;

- оценка технического состояния и надежности эксплуатируемых дорожно- транспортных сооружений;

- анализ возможности применения серобетона в элементах дорожной инфраструктуры;

- совершенствование методики расчета и моделирования дисперсно-армированных бетонных конструкций.

По результатам НИР получены авторские свидетельства и патенты.

Кафедра тесно сотрудничает с Ассоциацией мостостроителей, Тоннельной ассоциацией России, Академией транспорта РФ, Российской Академией естественных наук, с проектными, строительными и эксплуатирующими организациями, научно-исследовательскими институтами, с кафедрами вузов строительного профиля. Ведущие преподаватели кафедры участвуют в экспертизах крупных проектов, в рецензировании научных работ, диссертаций и нормативных документов.

Созданы и успешно функционируют две базовые кафедры: «Мосты» и «Тоннели» в ОА ЦНИИС, где студенты знакомятся с последними научными достижениями в области мосто- и тоннелестроения.

Регулярно проводятся практические семинары и консультации с представителями производства и профильных организаций, сотрудничающих с кафедрой и нуждающихся в научной поддержке.

В учебных лабораториях кафедры проводятся лабораторные работы по испытанию моделей железобетонных конструкций для студентов  третьего   и четвертого курсов дорожно-строительного факультета.

Современный подход к образовательному процессу, в части преподавания инженерных дисциплин вызвал необходимость широкого внедрения компьютерных технологий в обучение.

На кафедре «Мосты, тоннели и строительные конструкции» созданы и функционируют два компьютерных класса, центр по внедрению программного комплекса SOFISTIK, в настоящий момент создается учебный мультимедийный класс. Это выводит кафедру на качественно новый уровень обучения студентов и позволяет углубить научный анализ в исследованиях.

В распоряжении преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов необходимый арсенал программного обеспечения для любых мультимедийных и инженерных задач, включая электронное черчение, математическое моделирование и расчеты, просмотр видеоматериалов и презентаций, чтение электронных книг и документов, подготовку и редактирование курсовых работ, проектов, рефератов, отчетов и т.д. Все компьютеры подключены к всемирной сети – Интернет через прокси-сервер МАДИ. Это позволяет легко обмениваться информацией, осуществлять поиск и анализ учебной, инженерно-технической и научной информации в глобальном масштабе, что стимулирует познавательную деятельность студентов и преподавателей.

В целях расширения профессиональных возможностей преподавательского состава кафедры проводятся семинары по совершенствованию компьютерной грамотности и освоению современного программного обеспечения.

В компьютерных классах, которые во многом стали экспериментальной и новаторской «площадкой» кафедры, учебный процесс приобретает инновационные формы. Проводятся групповые занятия со студентами, бакалаврами, специалистами, дипломниками. Каждый магистрант, аспирант, соискатель или преподаватель кафедры имеет возможность без ограничений работать за компьютером в рамках своей научно-исследовательской деятельности самостоятельно или под руководством специалиста.

В компьютерном классе

наглядно демонстрировать студентам особенности работы строительных конструкций, осваивать расчетные программные комплексы и проводить виртуальное моделирование элементов конструкций различных сооружений. Вычислительные технологии дают возможность более полно учитывать в расчетах ПК геометрическую нелинейность постадийно нагружаемой конструкции, пластические (или хрупкие) и реологические свойства материалов. Это позволяет познакомить студентов с прогрессивными принципами расчета, основанными на физически нелинейной деформационной модели материала под нагрузкой.

Диалог с компьютером позволяет обучающемуся активизировать свои индивидуальные качества инженера-исследователя, глубже понимать специальность.

Sofistik

На кафедре Мостов, тоннелей и строительных конструкций  работает группа под руководством доц. Кухтина В.Н. по изучению SOFiSTiK. Желающие познакомиться с комплексом поближе могут обратиться на кафедру (ауд. 314, т. 8(499) 155-03-56) или в методический класс (ауд. 133а).  

В МКЭ пакете SOFiSTiK объектно-ориентированное параметрическое проектирование применено к мостам и тоннелям. Для мостов есть интерфейс к Revit и собственный препроцессор CABD - Computer Aided Dridge Design, это мощный препроцесор для моделирования и описания параметров  мостов с любой  геометрией. Для тоннелей сторонней фирмой разработан препроцессор WinTube, позволяющий создать произвольные формы тоннелей и описания их конструкции в пространстве с всевозможными разветвлениями и примыканиями. Параметрическое моделирование является одной из тех принципиальных особенностей, которые отличают BIM-программы от всех остальных CAD-систем. Здесь уместно заметить, что информационное моделирование применяется не только для зданий. Поэтому предлагались термины «виртуальное моделирование», «электронное моделирование», «информационное моделирование сооружений», но жизнь выбрала BIM в широком смысле этой аббревиатуры.

МАДИ, BIM, SOFiSTiK тесно связаны друг с другом. В рамках программы «Инновационный прорыв – инженеры будущего» компаниями ПСС и SOFiSTiK AG бесплатно предоставлены 35 лицензий на пакет SOFiSTiK для использования в учебном процессе МАДИ, научной и исследовательской деятельности аспирантов, сотрудников, преподавателей. Комплекс установлен в вычислительном классе кафедры Мостов и транспортных тоннелей. Полтора года – небольшой срок для полного освоения возможностей SOFiSTiK. Но есть первые результаты. Лекции и практические занятия в рамках курса «Основы САПР мостов и тоннелей» позволили студентам уверенно использовать полученные навыки при выполнении курсовых проектов по таким дисциплинам, как проектирование мостов, проектирование и строительство тоннелей, эксплуатация и реконструкция мостов и труб, строительство мостов. Исследование работы конструкций мостов вантовых и висячих систем в нелинейной постановке выполнены в одной магистерской диссертации и двух дипломных проектах, сопоставление результатов испытаний физической модели и различных численных моделей SOFiSTiK были важной частью бакалаврской работы.