Строительные науки

7. Развитие теоретических основ строительных наук

обеспечение прочности, а отсюда конструктивной надежности и безопасности зданий и сооружений на основе развития методов строительной механики и трансформации этих методов применительно к конструкциям из различных новых материалов; обеспечение комфортной и безопасной среды жизнедеятельности на основе разработки и развития научных основ строительной физики зданий и энергоэффективных, безопасных и комфортных сооружений нового типа; разработка и развитие физико-механического моделирования и вычислительной механики, новых строительных материалов, оснований и конструкций зданий и сооружений, основ создания безотходных строительных материалов нового поколения на основе техногенного сырья и наносистем в строительном материаловедении, научных основ строительной физики зданий и энергоэффективных, безопасных и комфортных сооружений нового типа, научных основ новых инженерных систем, систем водообеспечения населения России путем сохранения водных ресурсов и их возобновляемости

в том числе:

физические и вычислительные методы механики новых строительных материалов и конструкций, методы обеспечения конструктивной безопасности зданий и сооружений: разработка механики новых конструкционных строительных материалов и конструкций, их физико-механических и реологических (с учетом ползучести, усадки) моделей; модели сверхпрочных материалов и конструкций; общие нелинейные модели ползучести при сложных режимах нагружения; механика разрушения сверхпрочных материалов и конструкций; проверка моделей на основе комплексных экспериментальных и теоретических исследований; решение вопросов общей прочности, устойчивости и живучести зданий и сооружений на основе новых конструктивных решений и методов вычислительной механики; развитие теории безопасности и живучести сооружений в экстремальных условиях эксплуатации;

физико-химические основы структурообразования новых материалов: теоретические основы структурообразования новых материалов; создание материалов на основе наномодификаторов техногенного происхождения и фиброкомпонентов и классификация их по степени эффективности в цементной системе применительно к высокопрочным бетонам; разработка научно-обоснованных принципов управления параметрами структуры и физико-техническими характеристиками композитных материалов с помощью комплекса ультра- и грубодисперсных материалов техногенного происхождения и пластификаторов нового поколения; разработка теоретических принципов формирования базы наноструктурированного минерального сырья для индустрии строительных материалов; обоснование классификации и ранжирования источников минерального сырья с точки зрения природных и техногенных наносистем; научные основы переработки техногенных отходов, в первую очередь металлургической и энергетической промышленности в строительные материалы;

строительная физика и энергоэффективные инженерные системы; обеспечение безопасной и комфортной среды проживания населения: методы минимизации суммарного потребления всех видов энергии; методы применения нетрадиционных видов энергии; новые виды многослойных ограждающих конструкций; теоретические основы создания новых изоляционных наноматериалов с высокими тепло-, звукоизоляционными характеристиками;

математическая модель здания как единой энергетической системы с учетом вероятностных изменений климата;

методы повышения энергоэффективности при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений;

фундаментальные основы "зеленого строительства" в России; методы защиты от физических факторов (шум, вибрация, электромагнитное и радиационное излучение) населенных территорий; физико-математическая модель распространения звуковых волн в пористых средах; звукопоглощающие конструкции с регулируемыми частотными характеристиками; единые схемы водоснабжения и водоотведения городских агломераций, обеспечивающие рациональное водопользование и улучшение экологической ситуации в регионах; строительные материалы для инженерных сооружений очистки воды с улучшенными физико-химическими и механическими свойствами;

разработка и развитие физико-механического моделирования, реологической и вычислительной механики новых материалов и конструкций; общие принципы и методы обеспечения безопасности и живучести зданий и сооружений в новых условиях: общие физико-механические и реологические модели материалов с учетом различных факторов физической нелинейности, ползучести, трещинообразования, конструкционной и приобретаемой анизотропии; создание компьютерных программ на основе общих моделей деформирования и прочности, слабоитерационные и безитерационные методы решения задачи; общие вопросы устойчивости и живучести; обеспечение конструктивной безопасности зданий и сооружений при обычных и экстремальных воздействиях;

разработка общих материаловедческих основ новых строительных материалов, наномодифицированные материалы нового поколения и материалы на основе переработки техногенного сырья: общие физико-химические основы структурной механики новых строительных материалов, научно-обоснованные принципы управления параметрами структуры и создания на этой основе материалов с управляемыми свойствами применительно к различным элементам зданий и сооружений;

разработка неометодов обеспечения комфортных условий проживания и производственной деятельности. Основы создания новых нетрадиционных и неотрадиционных энергосберегающих инженерных систем: общие принципы и методы обеспечения комфортных условий жизнедеятельности населения при минимизации суммарного потребления всех видов источников энергии, основы нетрадиционных источников энергообеспечения, новые слабо материало- и энергозатратные методы звукоизоляции, шумозащиты и инсоляции

8. Междисциплинарные научные исследования в сфере архитектуры, градостроительства и строительных наук

разработка теории симбиотического и гармоничного взаимодействия строительной среды проживания человека с природой в рамках парадигмы биосферной совместимости

в том числе обеспечение безопасности и комфортности среды жизнедеятельности инженерных, социальных и природно-техногенных систем городов и поселений на основе новой мировоззренческой парадигмы - биосферной совместимости: на основе теоретических, экспериментальных и статистических исследований планируется создание методологии научного анализа и мониторинга состояния городской среды, доступности и реализуемости функций биосферосовместимого, развивающего человека города в рамках парадигмы биосферной совместимости городов и поселений; теоретические основы составления и расчета гуманитарных балансов биотехносферы и математические модели отраслевых балансов и его составляющих, системное представление и модели природо-социотехнических структур жизнеобеспечения биосферосовместимых урбанизированных территорий с учетом изменяющихся условий внешней среды и внутренних структурных перестроек, теоретико-методологический инструментарий обеспечения безопасности окружающей среды и комфортности среды жизнедеятельности человека на основе современных методов моделирования, внедрения информационных технологий и создания автоматизированных систем управления биосферосовместимыми природосоциотехническими структурами; ресурсоэнергоэффективные биосферосовместимые технологии городов и поселений, развивающих человека

9. Выявление тенденций развития и прогнозные исследования

пути развития строительного материаловедения и механики на основе полной переработки техногенных отходов

в том числе прогнозные исследования по решению проблемы полной переработки техногенных отходов промышленных предприятий в строительные материалы; создание физико-химических основ и основ механики легких и сверхлегких материалов нового поколения для конструкций высокого эксплуатационного качества: научные основы полной переработки техногенных отходов, в первую очередь металлургической промышленности и тепловой энергетики в альтернативные традиционным низкоэнергоемкие, более экономичные и при этом экологически безопасные легкие и сверхлегкие материалы нового поколения для конструкций и конструктивных систем с высокими показателями эксплуатационного качества