ivdon3@bk.ru
Железобетонные конструкции должны обладать достаточной надежностью на протяжении всего срока службы. В задачах, касающихся прогнозирования срока службы на основе оценки технического состояния, надежность можно рассматривать как вероятность безотказной работы конструкций, заключающаяся в способности выполнять требуемые функции в заданных условиях в течение расчетного срока эксплуатации. Одними из методов решения такого рода задач являются статистические методы.
Ключевые слова: железобетонная конструкция, изгибаемая конструкция, прогнозирование, срок службы, надежность, техническое состояние, деградационное воздействие
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В настоящей статье рассматривается новый вид конструкций в виде облегченных плит перекрытий из нержавеющей стали, приводится обзор применения в практике строительства, рассматриваются преимущества и имеющиеся недостатки. По результатам проведенной серии конструктивных расчетов нескольких условных моделей зданий с различными конструктивными системами определены параметры экономической эффективности в виде снижения общей металлоемкости. Определена область с повышенной эффективностью применения рассматриваемых плит в зданиях и обозначен вектор необходимых дальнейших исследований по теме.
Ключевые слова: B-Core плиты, многослойные плиты перекрытий, нержавеющая сталь, снижение металлоемкости, эффективная область применения, конструктивные схемы зданий
Численные методы расчета оболочек дают возможность получить широкий спектр решений при изменении различных параметров. Объектом данного исследования является математическая модель тонких, изотропных, упругих оболочек вращения постооянной толщины. Задача решается с позиции моментной теории. Для определения напряженно-деформированного состояния оболочки разрешающая система получена при преобразовании основных систем уравнений оболочек вращения моментной теории и разделения переменных. Все компоненты НДС и нагрузки раскладываются в ряды Фурье по окружной координате. Для верификации численного решения с помощью системы компьютерной математики (СКМ-Maple 17) была составлена программа на языке программирования Python. Приведены примеры численного расчета кольцевых сферических оболочек на действие кольцевых нагрузок. Представлены варианты действия одной и двух кольцевых нагрузок на оболочки с разными условиями опирания по контурам и разными углами полураствора. В табличной форме приведена разница между результатами расчета двумя методами для функций изгибающих моментов и функций перемещений. Наибольшее значение разницы составляет 0.0015%.
Ключевые слова: оболочка вращения, сферическая, изотропная, упругая, численный метод, система компьютерной математики, язык программирования Python
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В данной статье представлены результаты численного моделирования напряженно-деформированного состояния основания под штампами со ступенчатой формой подошвы опирания. Численное моделирование осуществлялось с применением комплекса Plaxis 2D. Результаты моделирования штампов с разными углами схода ступеней при равной площади поверхности контакта с грунтом показали зависимость напряжений и перемещений от данного параметра.
Ключевые слова: эффективный фундамент, фундамент мелкого заложения, столбчатый фундамент, штамп с выпуклой поверхностью опирания, ступенчатая подошва, механика грунтов, осадка фундаментов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В статье рассматривается вопрос определения допустимой сжимающей продольной силы от внешней нагрузки, действующей на внецентренно сжатый железобетонный элемент. Расчетные предпосылки приняты в соответствии с действующим сводом правил СП 63.13330.2018. Преобразование исходных формул, приведенных в данном нормативном документе, позволило получить и решить в явном виде кубическое уравнение относительно сжимающей продольной силы без привлечения итерационных методов расчета. Найденное решение может быть использовано в процессе проектирования для определения оптимальных габаритов сечений.
Ключевые слова: железобетон, внецентренное сжатие, предельные усилия
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В статье рассмотрены вопросы применения органических вяжущих для модификации свойств цементогрунтов. Рассмотрена область применения цементогрунтов в практике строительства, в том числе при строительстве автомобильных дорог. Исследовано влияние применения органических вяжущих, как комплексной добавки, модифицирующей прочностные характеристики цементогрунтов. Определено влияние применения комплексных модификаторов и добавок на морозостойкость и водопроницаемость цементогрунтов.
Ключевые слова: цементогрунт, органическое вяжущее, автомобильная дорога, рабочий слой, морозостойкость, модификаторы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В статье рассматриваются особенности результатов испытаний, проведенных для определения характеристик контактной зоны, организованной выштамповкой на стальном листе. В процессе испытания образец находился в стальной форме, в которой он изготавливался. Стальная форма применялась для запрета горизонтального перемещения стальных тонких листов и минимизировала эффект неравномерного выскальзывания стальной выштамповки в направлении, перпендикулярном действию сдвигающей силы. Рассмотренные испытания проводились по специально разработанной методике, которая учитывала специфику работы контактной зоны на сдвиг, применяемой оснастки и учитывала поставленные цели исследования.
Ключевые слова: контактная зона, характеристики контакта, методика испытания, испытания на сдвиг, выштамповка, составная конструкция
В статье рассматривается задача выбора наиболее рациональной формы пространственного металлического перекрестно-стержневого покрытия. Анализируются математические модели плоского структурного покрытия, покрытия в форме эллиптического параболоида и в форме гиперболического параболоида в программном комплексе SCAD на базе методы конечных элементов. Узловые соединения стержневых элементов покрытий приняты по системе «Кисловодск». Полученные параметры напряженно-деформированного состояния трех различных структурных покрытий позволяют говорить о практически идентичной работе конструкций.
Ключевые слова: структурное покрытие, пространственное покрытие, перекрестно-стержневое покрытие, напряженно‐деформированное состояние, система «Кисловодск», программный комплекс SCAD, метод конечных элементов, гиперболический параболоид, эллиптический параболоид
Слоистые железобетонные балки из разномодульных бетонов все шире применяются в инженерной практике. Пошагово-итерационный метод в сочетании с численным интегрированием при расчете таких конструкций с использованием нелинейной деформационной модели и реальных диаграмм деформирования является рациональным решением, несмотря на отсутствие в настоящее время общепризнанного подхода к оценке напряженно-деформированного состояния сечений слоистых балок. В статье разработаны предложения по определению момента трещинообразования и прогибов слоистых железобетонных балок как функции предельной деформации краевого растянутого волокна и закономерности изменения кривизны от уровня нагружения с учетом деформационных свойств бетонов.
Ключевые слова: слоистые железобетонные балки, момент трещинообразования, кривизна, прогиб
В мире новых технологий 3D-печать стала одним из наиболее инновационных направлений. Запатентовань о мире 2614 патентов результатов по материалам для 3D-печати. Анализ патентной активности компаний показывает, что General Electric подала больше всего патентов на 3D-печать.
Ключевые слова: материалы для 3d-печати, обзор патентов
При изучении задач фильтрации воды к одиночной горизонтальной несовершенной дрене конечной длины, в системе взаимодействующих горизонтальных несовершенных дрен, необходимо рассмотреть пространственные (трехмерные) задачи фильтрации. В отличие от плоских (двумерных) задач, пространственная фильтрация изучена менее подробно, поскольку получение строгих решений задач фильтрации затруднительно.
Ключевые слова: водопроводящие сооружения, фильтрация, эквипотенциали , дрена, скважина, напорный пласт, сток, напор, приток, водоем, водоток
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.6 - Гидротехническое строительство, гидравлика и инженерная гидрология (технические науки)
В статье рассматривается разработка и оценка конструкции механизированной парковочной системы роторного типа, применение которой позволит решить проблему дефицита парковочных мест в крупных городах. В работе представлены результаты исследований проведен патентный анализ, определен состав механизированной парковочной системы и разработана конструкция роторного типа, выполнен инженерный анализ конструкции с использованием системы программного обеспечения «Autodesk Inventor». Расчет показал, что конструкция соответствует предъявляемым требованиям по прочностным характеристикам.
Ключевые слова: механизированная парковочная система, моделирование, парковочное пространство, прочность, статическое исследование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.5.11 - Наземные транспортно-технологические средства и комплексы
В данной статье рассмотрены несколько способов определения расчётных длин стальных колонн в плоскости рамы. Путем анализа существующих методик, был определен наиболее удачный метод подбора расчётных длин для стальных колонн в свободной многоэтажной раме. Учитывая нестандартный случай крепления ригелей к рассматриваемому участку в раме эстакады, с помощью ПК ЛИРА САПР, а также модуля Кристалл (реализованного в SCAD), наглядно показана потеря устойчивости одинаково нагруженных элементов в наиболее чувствительной зоне.
Ключевые слова: формула Эйлера, потеря устойчивости, коэффициент расчётной длины, расчётная длина, коэффициент запаса устойчивости, конечные элементы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В статье рассмотрены вопросы устойчивости пешеходных дорожек и лестничных сходов, расположенных на косогорных участках и взаимодействующих со сложной геологической средой. Рассмотрены особенности проектирования объектов строительства на косогорых участках. Исследованы причины возникновения различных дефектов и разрушений на лестничном сходе, расположенном на набережной г. Хабаровск. Дана оценка устойчивости сооружения при выполнении ремонтных работ. Предложены мероприятия по повышению устойчивости сооружения.
Ключевые слова: лестничный сход, косогор, устойчивость склона, напряженно-деформированное состояние, укрепления
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В статье рассмотрен уникальный симбиоз современных технологий и национальных традиций, проанализированы этапы становления и развития основных направлений развития архитектуры Северного Кавказа в контексте современных тенденций. Предмет исследования – архитектура Северного Кавказа с учетом современных тенденций проектирования. Объектом исследования является здания и сооружения, городские конгломерации Северо-Кавказского региона. Самым ярким примером такого симбиоза являются новые проекты на Кавказе, где архитектура буквально объединяется с ландшафтом, показывая уникальное взаимодействие между человеком и природой. Благодаря современным строительным методам, эти здания совмещают традиционную архитектуру и современные строительные технологии, создавая гармоничное пространство. Архитектура будущего, несмотря на свою субъективность, обладает считываемостью потому, что культура и технический прогресс всегда влияет на архитектуру. В целом, можно выделить ряд признаков, характерных для архитектуры будущего: экономичность, эргономичность, экологичность и многофункциональность. Необходимо также отметить новые современные строительные технологии, которые включают такие элементы, как искусственный интеллект, автоматизация и роботизация процессов, использование 3D-печати и цифрового моделирования информации о здании (BIM).
Ключевые слова: строительство, архитектурное проектирование, современные тенденции, энергоээфективность, тепловая защита зданий, строительная отрасль, экология, зеленое строительство, архитектурная бионика, Северный Кавказ
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура)
Широкомасштабное освоение земель России привело к созданию железнодорожной сети. Вместе с прокладкой железной дороги возводилась и вся транспортная инфраструктура, такие, как мосты, тоннели, путепроводы. Многим строениям уже более 100 лет. Сооружения ветшают и подходят к концу своего жизненного цикла. Поэтому необходимо реконструировать или демонтировать данные сооружения. В связи с возросшими грузоперевозками между Китаем, Россией и странами Западной Европы возникла необходимость в реконструкции всех тоннелей на БАМе. В данной работе приведен один из вариантов реконструкции тоннеля и исследовано методом математического моделирования напряженно-деформированное состояние системы «массив-сооружение», по которому тоннель может быть реконструирован.
Ключевые слова: математическое моделирование, напряженно-деформированное состояние, железнодорожный тоннель, реконструкция, метод конечных элементов, буровзрывные работы, механизированная проходка, горный комбайн, перемещения, Байкало-Амурская магистраль
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.8 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Тема молниезащиты хранилищ нефтепродуктов является актуальной, так как аварии на подобных промышленных объектах могут повлечь за собой человеческие жертвы, нанести значительный ущерб инфраструктуре и окружающей среде. Статья посвящена выявлению типичных дефектов фланцевых соединений опор молниеприемников. В качестве объекта исследования выбраны башни высотой 55 м, построенные в 2000 году в городе Новороссийске как часть резервуарного парка. Исследуемые башни состоят из трех поясов, выполненных из круглых стальных труб. Секции поясов стыкуются между собой при помощи болтовых фланцевых соединений. В результате анализа технической документации были выявлены следующие основные повреждения: дефекты сварных соединений труб поясов с ребрами жесткости; катеты швов, превышающие допустимую величину; радиальное смещение и зазоры между фланцами; наличие влаги и коррозии. В статье делаются выводы о причинах возникновения указанных дефектов, а также приводятся рекомендации по их устранению для применения при дальнейших обследованиях технического состояния фланцевых соединений стальных конструкций.
Ключевые слова: болт, болтовое соединение, дефект, молниеприемник, обследование, решетчатая башня, сталь, стальная башня, фланец, фланцевое соединение
В настоящее время большое количество исследований посвящено использованию полимерных композиционных материалов, используемых для повышения прочности и долговечности железобетонных элементов. В сжатых железобетонных колоннах несущая способность зависит от эксцентриситета приложения внешней силы и соответствующего напряженно-деформированного состояния, а также от расположения и количества композитных материалов, приклеенных к поверхности конструкции. Выбор схемы расположения композитных материалов в зависимости от напряженного состояния конструкции является актуальной научной проблемой. В то же время исследования, проводимые на центрально сжатых элементах, часто дают противоречивые результаты. Основной целью данного исследования было проведение численного эксперимента цифровой модели центрально сжатой железобетонной стойки, усиленной композитными материалами. Представлены результаты расчета 3 коротких колонн с различными схемами усиления. Показано, что использование композитных материалов в усилении конструкций увеличивает несущую способность до 10%. По результатам исследования предложены рекомендации по выбору оптимальных схем усиления композитными хомутами негибких колонн, армированных в поперечном направлении.
Ключевые слова: железобетонные колонны, нормальные сечения, конечно-элементное моделирование, усиление композитными материалами
Организация закрытого пространства для обеспечения основных процессов жизнедеятельности (любительской профессиональной деятельности, семейного общения, воспитания детей, ведения домашнего хозяйства, физиологического и психологического отдыха, поддержания здоровья и гигиены) является традиционно актуальной задачей архитектурного творчества. Одним из возможных решений является формат малоэтажного (в один или два этажа) индивидуального жилого дома, который включает несколько помещений (комнат) жилого и нежилого назначения, обеспечивающих необходимые условия для процессов жизнедеятельности. Малоэтажные индивидуальные жилые дома (с придомовыми территориями) характеризуются целым рядом достоинств: высоким уровнем комфорта проживания, прямой связью с окружающей естественной средой, возможностью для полноценного и разностороннего труда и досуга с учетом индивидуальных особенностей и предпочтений.
Ключевые слова: индивидуальный жилой дом, композиция, функциональное зонирование, пространственные взаимосвязи, жилая среда, эффективность, функциональная схема, пространство, эстетика, традиции, инновации
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура)
Изучение способов моделирования узлов стальных конструкций с помощью систем автоматизированного проектирования является актуальным, так как расчет, наиболее точно отражающий действительную работу элементов, позволяет максимально рационально подобрать их сечение. Целью статьи является исследование влияния вариантов моделирования узлов фермы на напряженное состояние поперечной рамы. В качестве объекта рассматривается плоская рама двухэтажного здания со стропильной фермой из равнополочных уголков. Предметом исследования является напряженное состояние конструкции. Автором были решены следующие задачи: в программном комплексе ЛИРА-САПР созданы два варианта расчетных моделей рамы (с шарнирными и жесткими узлами фермы), выполнен сбор нагрузок, получены результаты статического расчета, проанализированы значения изгибающих моментов и поперечных сил в элементах, сделаны выводы о влиянии вариантов расчета на напряженное состояние.
Ключевые слова: врезной шарнир, жесткий узел, напряженно-деформированное состояние, поперечная рама, САПР, сталь, статическая схема, уголок, узел, ферма
В статье предоставлены результаты расчета высотного здания, в несущем каркасе которого применены деревянные конструкции. При значительной высоте сооружения, значительное влияние на деформативность каркаса начинает оказывать ветровая нагрузка. Предложена расчетная схема, в которой рассмотрены два варианта приложения ветрового давления – на колонны и в ригели перекрытий.
Ключевые слова: высотное здание, постоянные нагрузки, кратковременные нагрузки, мгновенные нагрузки, модуль упругости, жесткость, напряжение, перемещение, САПР
Целью работы являлось изучение влияния различных факторов, таких как толщина профнастила, профиль и высота гофр, пролет плиты, на прогибы профилированного настила в стадии бетонирования плиты с учетом рекомендаций норм, а также влияние приобретенного прогиба на финальные прогибы в стадии эксплуатации. Объектом исследования являлась плита перекрытия по профилированному настилу. Применялся расчетно-аналитический метод исследования на основе действующих нормативных документов. По результатам исследования дана оценка влияния прогибов профнастила на применимость различных пролетов профнастила в диапазоне от 3 до 6 м. Предложены рекомендации по ограничению предельных прогибов профнастила в стадии бетонирования плиты до 1/100 от расчетного пролета профнастила с высотой сечения плит более 200 мм. Даны рекомендации по ограничению применения малых толщин профлиста от 0,7 до 1,0 мм для пролетов свыше 3 м. Результаты исследований могут использоваться как при проектировании сталежелезобетонных плит перекрытий, так и в практической работе при обследовании технического состояния конструкций.
Ключевые слова: прогиб, профилированный настил, профлист, профнастил, стадия бетонирования, сталежелезобетонная плита
Рассмотрены изменения упругих характеристик грунта для неоднородной по глубине модели основания. Получены зависимости модуля упругости грунта и коэффициента бокового давления от относительной глубины.
Ключевые слова: модуль упругости, коэффициент бокового давления, давление, компрессионная кривая
Инженерная подготовка территории для строительства и развития жилого комплекса является трудной задачей. На территории застройки возможно колебание уровня грунтовых вод вследствие природных процессов - подтопления территории или в процессе эксплуатации из-за техногенных процессов. В работе приведены результаты обследования и дана оценка влияния будущего строительства на гидрологическую ситуацию застраиваемых территорий. Изучены материалы инженерно-геологических изысканий состава грунтов акватории озера и территории застройки с целью определения возможности использования намывного грунта из озера для инженерной подготовки территории.
Ключевые слова: инженерно-геологические изыскания, городская застройка, намывной грунт, инженерная подготовка территории
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В статье рассматривается метод устройства горизонтального защитного экрана из стальных труб большого диаметра, используемого для строительства сооружений тоннельного типа закрытым способом. Анализируются факторы, влияющие на выбор данного метода – особенности участка строительства, экономические и временные показатели. В качестве примера рассмотрен проект устройства защитного экрана из труб большого диаметра для строительства двухсекционного транспортного тоннеля под железнодорожными путями. Приведены схемы дающие основную информацию об объекте строительства, рассмотрены его основные параметры: геометрическая форма и габариты, расположение конструктивных элементов с указанием их размеров. Представлена последовательность выполнения строительных работ, состоящих из шести основных этапов, начинающихся со строительства вспомогательных рабочих котлованов и заканчивающихся устройством внутренних сооружений тоннеля. Подобное строительство тоннелей в условиях плотной городской застройки обязывает учитывать и минимизировать их влияние на уже существующие сооружения и транспортные магистрали в зоне строительства. В статье представлены результаты численных расчетов стабилизированных перемещений массива грунта, подтверждающие эффективность данного метода.
Ключевые слова: горизонтальные защитные экраны, сооружения тоннельного типа, трубы большого диаметра, деформации грунтового массива