Научно-технические задачи в строительстве
В процессе проектирования и строительства специалистам не раз приходится справляться с решением как типовых, так и оригинальных задач. Для решения технических задач используются как общепринятые и универсальные методы, такие как синтез, дедукция, аналогия, сравнение, моделирование, так и предметно-специализированные.
Научно-техническая задача – это задача, решаемая с помощью общепринятых научных методов предметного уровня, к таким задачам относятся инженерные расчеты, применяемые в строительстве.
Вопросы, касающиеся прочности конструкций, технологии изготовления, монтажа, теплотехники и инженерного снабжения относятся к научно-техническим задачам, для решения которых специалисты используют утвержденные сводами правил, ГОСТ, методики расчета. Таким образом обеспечивается качество проекта.
Методы решения научно-технических задач рассматриваются в курсе одноименной дисциплины. В нем изучаются вопросы разработки инновационных строительных материалов, возможности для совершенствования производственных процессов, обслуживание специальной строительной техники, моделирование процессов в конструкциях, возникающих при разных условиях эксплуатации, осуществляется проведение экспериментов, сбор и обработка результатов испытаний.
Рисунок 1. Рисунок 1. Проведение расчетов. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
К примеру, перед специалистом стоит задача - защита жилого дома от подтопления. Для ее решения потребуется собрать исходные данные (габариты дома, уровень грунтовых вод (УГВ), тип, класс и состав грунтов, район строительства и выполнить ряд действий:
- На основании исходных данных определить целесообразный вариант дренажной системы, учитывающей характер грунтов и конструктивные особенности объекта.
- Исходя из климатического района, глубины грунтовых вод назначить глубину заложения дренажа и его конструкцию.
- Разработать проект профиля и плана дренажа и составить гидрологический расчет.
В результате проделанной работы запроектированная дренажная система должна стать решением поставленной научно-технической задачи и обеспечивать защиту жилого дома от подтопления.
К примерам других научно-технических задач в строительстве можно отнести:
- задача оптимального распределения рабочих на объектах методом динамического программирования;
- задача оптимизации железобетонного элемента (работающего на косое внецентренное сжатие) итерационным методом;
- решение транспортной задачи методом потенциалов;
- определение оптимального сечения изгибаемого элемента из клееной древесины;
- проектирование солнечного коллектора для системы отопления и горячего водоснабжения жилого дома.
Типовая схема решения научно-технических задач
В общем виде схему решения задач можно описать следующим образом:
- Анализ объекта, сбор исходных данных, содержательная постановка задачи.
- Концептуальная и математическая постановка задачи, составление модели.
- Качественный анализ разработанной модели и проверка ее корректности.
- Выбор методов, которые позволят выполнить расчет и найти решение.
- Поиск решения аналитическим методом или разработка алгоритма для написания программы.
- Проверка предложенного решения.
Подобная схема применима к стандартным проблемам, в том же случае, когда требуется решить творческую задачу, следует применять другие методики (мозговой штурм, метод ассоциаций, ТРИЗ и другие). В таком случае вероятность найти нестандартное, но эффективное решение гораздо выше. Также для решения творческих задач применяют интуитивный, систематический и упорядоченный поиск.
В рамках студенческих занятий изучаются различные методы и примеры задач, которые позволят будущим специалистам быстро находить ответы в сложной рабочей ситуации. Большинство задач, решаемых каждый день проектировщиками относятся к научно-техническим задачам, их сложность может быть разной, но всегда требуется внимательный учет всех исходных данных и всесторонний анализ ситуации. Проектирование объекта — это длительный процесс, зачастую принятые ранее решения пересматриваются, уточняются и меняются, объем ограничивающих факторов и новых данных растет как снежный ком и в этом потоке информации важно уметь выявлять ключевые характеристики. Специалист, владеющий различными методиками, может быстро оценить несколько вариантов действий и предложить наиболее целесообразный вариант. С учетом высокой степени цифровизации и автоматизации расчетов, производимых инженерами, главной компетенцией, отличающей грамотного сотрудника, будет являться знание методики проведения расчета.
