История кафедры "Испытания сооружений"

Создание кафедры было обусловлено необходимостью подготовки инженеров и научных работников, способных заниматься исследованиями в области совершенствования методов расчета строительных конструкций с учетом изменчивости нагрузок и свойств материалов в процессе длительной эксплуатации конструкций, а также с необходимостью дальнейшего развития методов экспериментальных исследований напряженно-деформированного состояния элементов конструкций в сложных и многообразных условиях работы.

С самого начала работы кафедры на ней были разработаны и читались для студентов и аспирантов следующие дисциплины: «Обследование и испытание зданий и сооружений», «Метрология и контроль качества в строительстве», «Экспериментальные методы в строительной механике». В связи с развитием новых специализаций на факультете ПГС были разработаны дополнительно дисциплины «Обследование и реконструкция зданий и сооружений», «Основы теории эксперимента», «Вероятностные методы расчета сооружений». В последние годы для подготовки бакалавров, магистров и аспирантов были разработаны дисциплины: «Современные методы диагностики и мониторинга строительных конструкций», «Технология экспериментальных исследований строительных конструкций», «Методы экспериментальных исследований строительных конструкций», «Тензометрические методы определения напряженно-деформированного состояния строительных конструкций», «Обследование, испытание и реконструкция зданий и сооружений», «Эксплуатация и реконструкция сооружений» и «Основы мониторинга зданий при опасных природных и техногенных воздействиях».

В течение многих лет на кафедре сложилось несколько научных коллективов. Под руководством проф. Ю.А. Нилендера, возглавившего кафедру, проводились обширные исследования термонапряженного состояния гидротехнических сооружений с целью изучения влияния различных факторов на трещинообразование и работу швов бетонирования и разработки методов регулирования величин температурных деформаций. Кроме этого, Ю.А. Нилендер возглавил экспериментальные научные работы по исследованию динамических свойств основных строительных материалов – бетона, железобетона, кирпичной и каменной кладки, древесины, которые позволили получить численные значения динамических характеристик этих материалов для динамических расчетов конструкций. Многие ученики Ю.А. Нилендера защитили диссертации по указанным направлениям.

Научным направлением и творческим коллективом по исследованиям неразрушающих методов испытаний строительных материалов конструкций и сооружений на основе использования ультразвуковой и вибрационной техники руководил с 1963 г. по 1983 г. доцент, к.т.н. Г.Я. Почтовик. С его участием были разработаны нормативные документы по контролю свойств бетона в конструкциях ультразвуковым импульсным методом. Он был организатором и научным руководителем отраслевой научно-исследовательской лаборатории инструментального контроля качества продукции домостроительных комбинатов Главмосстроя. Двое из его многочисленных учеников – профессора И.А. Горбунов и Г.Б. Шмаков продолжают уже со своими учениками развивать исследования по акустическим и вибрационным методам контроля материалов и конструкций. Профессор И.А. Горбунов до настоящего времени работает на кафедре. Профессор Г.Б. Шмаков в 2010 г. ушел нa пенсию.

Другой научный коллектив создал на кафедре в середине 1960-х годов доцент, к.т.н. А.Б. Злочевский, ставший впоследствии профессором кафедры, доктором технических наук. Организованная им лаборатория тензометрических исследований строительных конструкций, преобразованная затем в лабораторию автоматизации экспериментальных исследований долгие годы была одной из ведущих лабораторий СССР, занимавшихся вопросами механики разрушения металлических конструкций при статических и циклических воздействиях.

В этой лаборатории разрабатывались специальные методы и средства экспериментальных исследований металлических конструкций на основе электротензометрии. Основными задачами исследований являлись проблемы прочности конструкционных материалов (стали и алюминиевых сплавов) с учетом реальной дефектности их структуры в условиях сложного напряженного состояния при изменении в широких пределах скорости деформирования и окружающей температуры. Значительное внимание уделялось задачам исследования кинетики перераспределения механических напряжений в узлах строительных конструкций в упруго-пластической стадии деформирования при статическом, многократно-повторном и импульсном нагружении. Так как указанные задачи в области механики разрушения различных новых конструкционных материалов, изучение малоцикловой усталости узлов и сварных соединений, вопросы хрупкого разрушения металлов были актуальны не только для строительных конструкций, а также в машиностроении, авиации и судостроении, то длительный период (1965÷1990 г.г.) преподаватели и научные сотрудники кафедры и лабораторий наряду с изучением конструкций зданий и сооружений занимались научными разработками по заданиям оборонных и авиакосмических предприятий страны. Активное участие в этих работах под руководством проф. А.Б. Злочевского принимали Ю.С. Кунин, Г.К. Шаршуков, А.В. Коргин, Л.А. Бондарович, А.Н. Шувалов, ставшие после окончания аспирантуры преподавателями кафедры, а также многие другие научные сотрудники и аспиранты кафедры. В 1975 г. кафедру возглавил профессор, д.т.н. О.В. Лужин, являвшийся специалистом в области динамики сооружений. Под его руководством на кафедре получило развитие новое направление работы, посвященное экспериментальным и теоретическим исследованиям свободных и вынужденных колебаний оболочек, а также исследованиям сейсмостойкости зданий и сооружений. Еще одной областью работы О.В. Лужина было применение вероятностных методов расчета строительных конструкций. Из числа учеников О.В. Лужина в настоящее время на кафедре работает доцент Л.Х. Сафина.

Более 25 лет (1960÷1990 г.г.) на кафедре проработали профессор к.т.н. В.А. Волохов, доцент к.т.н. Р.А. Щеконенко и старший преподаватель А.В. Мизонов.

Профессор В.А. Волохов являлся специалистом в области радиационных и теплофизических методов контроля строительных конструкций. В период работы на кафедре он был главным исполнителем и консультантом научных работ указанного направления. Доцент Р.А. Щеконенко, работая на кафедре, руководил работами по исследованию объемного (трехмерного) напряженного состояния бетонных конструкций в условиях статического и динамического нагружения. Разработанные им и его учениками методики моделирования напряженно-деформированного состояния массивных бетонных конструкций успешно применялись при исследованиях гидротехнических сооружений. Старший преподаватель А.В. Мизонов был учеником профессора Ю.А. Нилендера, и его научным направлением было изучение температурных деформаций массивных бетонных конструкций.

Одним из главных научных направлений работы кафедры «Испытание сооружений», основанным еще профессорами Н.С.Стрелецким и Ю.А. Нилендером является изучение действительной работы несущих конструкций зданий и сооружений в различных эксплуатационных условиях. Результаты экспериментальных исследований значительно дополняют и расширяют наши сведения относительно работы отдельных конструкций и их элементов при эксплуатационных нагрузках, а также служат проверкой принятых теоретических предпосылок и, самое главное, базой для создания новой, прогрессивной теории действительной работы конструкций и выбора наиболее рациональных расчетных схем сооружений.

С первых дней работы кафедры под руководством Н.С.Стрелецкого и Ю.А. Нилендера исследованиями действительной работы конструкций начали заниматься молодые научные сотрудники кафедры Г.Я. Почтовик, А.Б. Злочевский, Ю.С. Кунин, Г.К. Шаршуков, ставшие впоследствии ведущими преподавателями кафедры. В 70-х и 80-х годах уже под их руководством выполнялись натурные испытания конструкций в промышленных зданиях, в металлургических цехах, на нефтехимических комбинатах. Результаты этих исследований обрабатывались, анализировались и обобщались в диссертационных работах исполнителей, и в ряде случаев служили основанием для корректировки норм проектирования строительных конструкций. В конце этого периода лаборатория автоматизации экспериментальных исследований была преобразована в лабораторию долговечности металлических конструкций, так как структура выполняемых работ уже больше соответствовала этому направлению.

В начале 90-х годов, когда ситуация в стране резко изменилась, новые социально-экономические отношения отразились на положении и деятельности практически всех предприятий страны. Изменились и на кафедре научные заказы, структура, сроки и состав работ. Наиболее востребованными стали конкретные узкие производственные задачи, и в первую очередь те из них, которые связаны с реконструкцией и перепрофилированием предприятий. Значительно увеличился объем работ, особенно в Москве, по реконструкции и реставрации зданий, многие из которых являются памятниками архитектуры. Это, в свою очередь, потребовало значительного увеличения работ по инженерным изысканиям и обследованиям этих объектов, а также практического применения последних достижений науки и техники в определении и прогнозировании физического состояния зданий.

В соответствии с указанными задачами в 1994 г. при кафедре «Испытание сооружений» была создана специализированная лаборатория «Обследование и реконструкция зданий и сооружений». Научным руководителем лаборатории был назначен доц. к.т.н. Ю.С. Кунин, ставший впоследствии профессором кафедры и ее заведующим. В лаборатории заведующим был назначен старший научный сотрудник к.т.н. А.Н. Гаврилов.

Основными задачами этой лаборатории стали:

• сбор и систематизация экспериментальных данных о физическом износе строительных конструкций промышленных и гражданских зданий, находящихся в эксплуатации длительный период времени;
• исследование причин возникновения характерных дефектов и повреждений несущих строительных конструкций и классификация их влияния на снижение эксплуатационных качеств конструкций;
• совершенствование методов обследования и дефектоскопии металлических, железобетонных, каменных и деревянных конструкций;
• разработка рациональных методов восстановления и усиления несущих строительных конструкций зданий и сооружений при изменении технологических нагрузок, надстройке реконструкции, изменении грунтовых условий и т.д.;
• сбор и систематизация математического и методического материала, используемого для выполнения проверочных расчетов конструкций и разработки вариантов усиления;
• накопление экспериментальных данных о действительной работе конструктивных элементов зданий и сооружений для уточнения норм проектирования.

Для решения указанных задач и выполнения конкретных хоздоговорных работ в лаборатории было образовано четыре подразделения. В первое подразделение вошли специалисты по механике грунтов, основаниям и фундаментам, инженерной геологии и геофизике. Во втором подразделении специалисты по выполнению обмерно-обследовательских работ и дефектоскопии конструкций. Они же выполняют мониторинг конструкций при производстве строительно-монтажных работ. В третьем подразделении лаборатории работают специалисты, занимающиеся испытаниями конструкционных материалов как неразрушающими методами непосредственно на объектах, так и путем испытаний образцов в лабораторных условиях. Эти же специалисты выполняют при необходимости статические и динамические испытания конструкций, узлов и деталей. Четвертое подразделение лаборатории выполняет компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния зданий и сооружений при их реконструкции, а также все необходимые расчеты по усилениям конструкций. Планировалось создание в лаборатории пятого подразделения по выполнению инженерно-конструкторских и проектных работ. Однако разнообразие видов работ и решаемых задач, а так же многочисленность коллектива (свыше 50 сотрудников) в начале двухтысячных годов (2003-2004гг) привели к необходимости разделения лаборатории на несколько самостоятельных подразделений. В 2003 г. была образована научно-исследовательская и проектная лаборатория «Строительные конструкции», преобразованная вскоре в «Проектно-Конструкторское Бюро». Новое подразделение возглавили А.Ж.Казарян (директор) и к.т.н. Е.А. Воронцов (зам. директора), проработавшие после окончания МГСУ значительный период (более 8 лет) в лаборатории «Обследование и реконструкция зданий и сооружений» при кафедре «Испытание сооружений» и получившие там хорошую подготовку для дальнейшей профессиональной работы в роли руководителей коллективов.

С 1970го по 2015 годы кафедра совместно с кафедрой Строительной механики участвовала в подготовке выпускников специализации Теории сооружений. Выпускники этой группы в основном (70-90%) ежегодно поступали в аспирантуру на конструкторские и общетеоретические кафедры и, в настоящее время, многие из них работают преподавателями НИУ МГСУ.

В 2007 году от кафедры и лаборатории отделился и стал самостоятельным научным подразделением «Центр технической безопасности, диагностики и мониторинга зданий и сооружений». Руководителем центра была назначена к.т.н., старший научный сотрудник Е.М. Грязнова, работавшая до этого в лаборатории с 1994г. в должности заведующего сектором инженерно-геологических изысканий. В период с 2007 по 2015 количество сотрудников лаборатории ОРЗС составляло 30 человек. Руководителем лаборатории с 2010 был назначен проф. Ю.С. Кунин.

Ежегодно в лаборатории проходят производственную и преддипломную практику 15-20 студентов направления ПГС, которые привлекаются к выполнению хоздоговорных работ и активно выступают с докладами на научных конференциях по результатам выполняемых ими работ.

В период с 2011 по 2015 годы из числа молодых сотрудников лабораторий пополнился штат кафедры «Испытание сооружений» на 6 преподавателей. Были избраны на должность доцента к.т.н. М.А. Коргина и к.т.н. А.С. Перунов, на должность старшего преподавателя: М.Н. Атаров, Н.Н. Топчий и П.Ю. Шульгин, на должность ассистента Зейд Килани Л.З. и В.А. Ермаков, недавно защитивший кандидатскую диссертацию (ныне доцент кафедры). Молодые преподаватели принимают активное участие в работе лабораториий «Обследования и реконструкции зданий и сооружений» и НИЛ ИИМСК (Научно исследовательская лаборатория инженерных исследований и мониторинга строительных конструкций).

С 2003 по 2015 годы на должности старшего преподавателя работал Я.И. Тамаркин. Его научно-производственная деятельность была связана с проблемами методов и технических средств неразрушающего контроля, а также мониторинга деформационных процессов и теплотехнических характеристик зданий и сооружений. Он занимался также разработкой методических основ косвенных методов измерений, в том числе при решении специфических проблем в задачах диагностики сооружений.

С 2006 по 2015 годы на кафедре «Испытание сооружений» в должности профессора работал к.т.н. старший научный сотрудник В.Н. Свиридов Одновременно он руководил Научно-исследовательским и Испытательным Центром «МГСУ СТРОЙ-ТЕСТ». Сфера интересов профессора В.Н. Свиридова распространялась на комплексные исследования долговечности бетонных и железобетонных конструкций гражданского, промышленного и транспортного назначения. В процессе исследований на базе Испытательного Центра проводились испытания прочности, морозостойкости, водонепроницаемости и коррозийной стойкости различных строительных материалов, бетонов и конструкций, предназначенных для дорожного строительства.

В период с 2009 по 2015 на кафедре работал в должности профессора д.т.н. К.И. Еремин. Его научно-производственная деятельность была посвящена вопросам предотвращения аварий зданий и сооружений, совершенствованию методов оценки остаточного ресурса строительных конструкций, вопросам безопасности промышленных и гражданских объектов повышенной опасности. К.И. Еремин руководил работой докторантов и аспирантов кафедры и вел дипломное проектирование. Под его руководством успешно защитили кандидатские диссертации Алексеева Е.Л., Сорокин М.О. и Шульга С.Н.

В период 2012 по 2015 годы работал в должности профессора д.т.н. С.Б. Крылов, сфера научных интересов которого состояла в совершенствовании теории ползучести бетона, разработке методов расчета железобетонных статически неопределимых плитных и стержневых конструкций на основе диаграмм деформирования материалов, совершенствование численных методов расчета стойкости зданий против прогрессирующего разрушения. С.Б. Крылов руководил работой аспирантов, магистров и дипломников кафедры. В течение ряда лет С.Б. Крылов является председателем государственной аттестационной комиссии в ИСА.

Новое научное направление на кафедре по разработке единой методологии и информационных моделей процессов инженерных исследований, объединяющих в интегрированную информационную технологию все разнообразие существующих технических и программных средств, возглавляет  профессор, д.т.н. А.В. Коргин, который до 2015 года возглавлял Управление компьютеризации информационных технологий . По тематике работ кафедры коллектив научных сотрудников под его руководством выполняет конкретные хоздоговорные работы по инженерным изысканиям и разрабатывает при этом новые информационные технологии, позволяющие собирать, обрабатывать, преобразовывать, сохранять и передавать для последующего использования полученную информацию в электронном виде в рамках единого информационного процесса обработки и представления данных.

В 2009 году под руководством профессора, д.т.н. А.В. Коргина был создан новый научно-образовательный центр инженерных исследований и мониторинга строительных конструкций зданий и сооружений.Центр оснащен самой современной аппаратурно-програмной базой, позволяющей выполнять мониторинг пространственных деформаций сооружений и создавать их трехмерные модели для прогнозирования изменения напряженно-деформированного состояния конструкций при различных условиях эксплуатации.

С 2018 года в штате кафедры в должности доцента начал работать к.э.н, доцент Баулин А.В. Основным направлением его работы является чтение новой дисциплины "Строительный контроль и технический надзор". В этом же году в связи с увеличением учебной нагрузки на кафедру был принят к.э.н., доцент Дорошин И.Н., который читает дисциплину "Строительный контроль и технический надзор".

В зависимости от задач и объемов реконструкции преподавателями и научными сотрудниками кафедры на всех объектах выполняется большой комплекс работ, связанных с оценкой состояния грунтов основания, фундаментов, несущих и ограждающих конструкций; выявляются причины возникновения характерных дефектов, и производится анализ их влияния на снижение эксплуатационных качеств конструкций и их долговечность. При этом наряду с методами, традиционно принятыми при инженерно-геологических изысканиях и обследованиях, такими как проходка шурфов, бурение скважин, выполнение вскрытий, определение физико-механических характеристик материалов на образцах и др., широко используются современные инструментальные неразрушающие (адеструктивные) методы – геофизические, ультразвуковые, вибро-акустические, магнитные, тензометрические, геодезические и другие. Применение этих методов для диагностики, мониторинга и испытаний грунтов, материалов и конструкций позволяет значительно сократить время выполнения необходимых экспертиз, повысить достоверность и качество результатов изысканий и принять наиболее оптимальные решения для проектирования и разработки рекомендаций по реконструкции и реставрации зданий.