ivdon3@bk.ru
При эксплуатации газораспределительных систем неизбежен процесс выброса в атмосферу различных газов, негативно влияющих на окружающую среду и создающих парниковый эффект. Эти газы могут являться как продуктами сгорания газообразного топлива, так результатом утечек природного газа из газопроводов и оборудования. Приводятся основные статьи утечек газа из газопроводов и пути минимизации негативного влияния на окружающую среду.
Ключевые слова: газораспределительная система, парниковый эффект, сжигание газа, метан, фланцевые и резьбовые соединения, утечки, предохранительный сбросной клапан
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Работа посвящена проблематике поддержки принятия решений в сфере информационной безопасности. Целью работы является построение (в рамках теоретико-игрового подхода) итерационной процедуры определения смешанной игровой стратегии обеспечения информационной безопасности при неопределенности состояния объекта защиты и противодействии злоумышленника. Использование методологического аппарата имитационного моделирования (наряду с применением метода фиктивного разыгрывания Брауна-Робинсон) обусловлено возможным непуассоновским типом потоков событий, приводящих к изменению состояния объекта защиты, а также сложностью решения стохастических игр с тремя участниками. Применение разработанной процедуры позволяет повысить научную обоснованность управленческих решений по выбору стратегий защиты стохастически-динамических (меняющих свое состояние случайным образом) объектов.
Ключевые слова: информационная безопасность, неопределенность, противодействие, теоретико-игровой подход, имитационное моделирование
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Рассмотрено регулирование напряженно-деформированного состояния плиты перекрытия с целью выбора оптимального конструктивного решения каркаса уникального здания. Предложено три варианта конструктивных решений с варьированием армирования плиты и сечений вертикальных элементов каркаса. Численный эксперимент выполнен методом конечных элементов с использованием программного комплекса Лира-САПР. Для повышения точности полученных результатов произведены расчеты с учетом нелинейной работы материалов. Расчетная модель плиты перекрытия включает в себя физически нелинейные оболочечные конечные элементы. Нелинейные загружения моделировались с учетом ползучести бетона. По результатам проведенных расчетов выполнен анализ прогибов плиты перекрытия и расхода материалов. Численный эксперимент позволил предложить целесообразное конструктивное решение по каркасу уникального здания.
Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, метод конечных элементов, уникальное здание, физическая нелинейность, закон деформирования, каркас здания
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Уникальное здание центра науки и искусства смоделировано в качестве варианта комплексного освоения территории старого ипподрома в г. Ростов-на-Дону. Выполнен анализ формообразования вертикальных внешних коммуникационных параметрических структур для сферического объекта. По результатам рассмотрения десяти форм определена рациональная форма «Тюрбан», которая сохраняет постоянный комфортный уклон, а при чрезвычайных ситуациях может перейти в автономный режим с сохранением жёсткости конструкции. Визуализация интегрирования объекта в городскую среду осуществлено в Rhino 3D с помощью программы визуального языка программирования Grasshopper. Путем комбинирования специализированных нодов осуществлено моделирование дорог и объемной геометрии зданий, объекта исследования, зонирование и считывание информации с окружающей территории. Полученная модель позволяет оценить эстетичность и комфортность городской среды в случае строительства нового объекта.
Ключевые слова: уникальные здания, моделирование, параметрическая архитектура, городская среда, Grasshopper
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Расчет на прогрессирующее обрушение с вариацией и сравнением различных сценариев осуществлён для каркаса уникального высотного здания многофункционального комплекса. На первом этапе производен расчет в квазистатической постановке, определены максимальные прогибы для двух сценариев разрушения. Требования по состоянию ограниченной работоспособности в условиях прогрессирующего обрушения выполняется. На втором этапе произведен расчет в динамической постановке. Предварительно выполнен модальный анализ каркаса с целью определения форм колебаний, которые будут соответствовать предполагаемым деформациям сооружения в случае возникновения и развития процесса прогрессирующего обрушения. Установлено, что максимальный прогиб плиты при расчете в динамической постановке на 27.6% больше, чем в квазистатической. Остаточный прогиб после затухания колебательного процесса на 4.6% меньше, чем в статическом расчете. Следовательно, объект исследования является безопасным с точки зрения возможности возникновения экстренной ситуации, сопровождающейся частичным разрушением несущих конструкций.
Ключевые слова: прогрессирующее обрушение, метод конечных элементов, параметрическая архитектура, уникальные здания, динамическая постановка
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.17 - Строительная механика
В статье рассмотрено двухэтапное моделирование объекта параметрической архитектуры сложной параметрической формы. На первом этапе исследована эволюция формообразования аналитической поверхности, полученной вращением кривой Ламе в плоскости, перпендикулярной оси вращения, с учетом изменений интенсивности закругления углов формы в горизонтальной плоскости. Для решения задачи определения поверхности объекта параметрической архитектуры, устойчивой к аэродинамическому воздействию, на втором этапе проведено исследование винтовых параметрических поверхностей. Численный эксперимент с использованием метода конечных элементов в ПК ANSYS позволил построить новую аналитическую поверхность с различным углом закручивания плит перекрытий в виде суперэллипса по высоте уникального здания. Предлагаемая методика исследования и применения возможностей эволюции формообразования позволяет перейти к модернизации BIM технологий при проектировании уникальных зданий и сооружений.
Ключевые слова: параметрическая архитектура, эволюция формообразования, аэродинамика, метод конечных элементов, аналитические поверхности
В статье рассмотрено моделирование ветрового воздействия на объекты параметрической архитектуры. Для определения оптимальной формы поверхности исследована эволюция формообразования аналитической поверхности, образующаяся конгруэнтными кривыми в параллельных плоскостях, полученная вращением треугольника Рело с плоскостью, перпендикулярной оси вращения. По результатам численного эксперимента с использованием метода конечных элементов определена рациональная аналитическая поверхность объекта параметрической архитектуры, устойчивая к ветровому воздействию. Получены динамические характеристики объекта параметрической архитектуры. Даны рекомендации по уточнению методики определения ветровой нагрузки для зданий и сооружений сложной геометрической формы.
Ключевые слова: параметрическая архитектура; ветровая нагрузка; модальный анализ; пульсационная составляющая; каркас здания; метод конечных элементов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассмотрен вопрос интеграции трехмерной модели объекта параметрической архитектуры, созданного с помощью программы Autodesk Revit, и его конечно-элементной модели. Особенности IFC форматирования расширяют возможности по представлению проектных данных для решения задач по совмещению информационной и расчетной модели. Проиллюстрированы преимущества и недостатки данного подхода к моделированию уникальных высотных зданий, архитектурное решение которых представляет собой сложную геометрическую поверхность.
Ключевые слова: информационное моделирование, параметрическая архитектура, метод конечных элементов, архитектурная модель, расчетная модель, интеграция, IFC форматирование
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.21 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
В статье исследованы принципы параметрического моделирования и проектирования зданий, архитектурный образ которых представляет собой поверхность спиралевидной циклической модели с окружностями переменного радиуса в плоскостях пучка, заданных по координатам через функции соответствующих поверхностей в программном комплексе САПФИР. Приведены исследования зависимостей параметров функции поверхности, способы задания поверхностей в ПК САПФИР с последующим экспортом в ПК ЛИРА.
Ключевые слова: параметрическая архитектура, формообразование объекта, оболочка, формульная поверхность, поверхность с окружностями переменного радиуса, уникальное здание
В статье исследована методика параметрического моделирования и проектирования на примере здания, архитектурный образ которого представляет собой совокупность круговых винтовых и цилиндрической поверхностей, заданных по координатам через функции соответствующих поверхностей в программном комплексе САПФИР. Приведены альтернативные способы задания поверхностей в ПК САПФИР, AutoCAD с последующим экспортом в ПК ЛИРА для инженерных расчетов каркаса здания на различные сочетания нагрузок методом конечных элементов. Одним из наиболее универсальных способов создания поверхности является задание её через формулу. Развитие параметрической архитектуры вызывает необходимость в создании новых подходов к расчету уникальных зданий и сооружений, совершенствовании программных комплексов, реализующих метод конечных элементов, появлении новых разновидностей конечных элементов с криволинейными границами.
Ключевые слова: параметрическое архитектура, поверхность, форма объекта, оболочка, кривая, модель, геометрия, программа, формульная поверхность, винтовая поверхность
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,
В статье рассмотрены аспекты параметрического моделирования, его ключевых особенностей, а также исследован вопрос актуальности данного направления в проектировании уникальных зданий и сооружений. Представлены поверхности, которые еще не приобрели массовый характер проектирования и возведения, либо не строились нигде ранее, но имеют высокий потенциал для того, чтобы в будущем стать большим украшением городской застройки.В строительстве используется весьма ограниченное количество тонкостенных конструкций: цилиндрические, сферические, пологие оболочки переноса, конические, оболочки вращения. Это лишь небольшая доля от существующего многообразия геометрических форм, разработанных геометрами. Метод конечных элементов позволяет моделировать объекты параметрической архитектуры, аппроксимируя здания и сооружения стержневыми, пластинчатыми и оболочечными элементами. Однако, библиотека конечных элементов программного комплекса требует модернизации и расширения для проектирования уникальных поверхностей параметрической архитектуры.
Ключевые слова: параметрическая архитектура, параметрическое моделирование и проектирование, поверхность, оболочка, форма, кривизна
05.23.21 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
В статье рассмотрено моделирование процесса разработки массива грунта при устройстве основания многоэтажного здания в условиях плотной городской застройки. Исследовано напряженно-деформированное состояние грунтового массива, рассмотрены различные конструктивные решения подпорной стены для снижения величины осадок фундамента существующего здания. Даны рекомендации об оптимальном конструктивном решении подпорной стены.
Ключевые слова: плотная городская застройка, подпорная стена, метод конечных элементов, напряженно-деформированное состояние грунта, грунтовый массив
В статье изложены основные понятия трехмерного аналога множества Мандельброта и фрактальной архитектуры. Изложены идеи фрактального формообразования структуры в процессе параметрического и фрактального проектирования. Предложен алгоритм визуализации фракталов в геометрические формы, реализованный в программе «3D моделирование фракталов», разработанной авторами. Сложная фрактальная структура трехмерного фрактала Мандельброта исследуется послойно и сравнивается с буддийскими мандалами и архитектурой пагод.
Ключевые слова: фрактал, фрактальная геометрия, множество Мандельброта, пространственный фрактал, 3D моделирование фрактала, фрактальная структура, формообразование
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика
В работе рассмотрена проблема оценки устойчивости высотных зданий к прогрессирующему обрушению. Выполнен анализ существующих методик по расчету каркаса здания на прогрессирующее обрушение. Даны рекомендации по повышению несущей способности железобетонных элементов каркаса при аварийных воздействиях. Предложено имитационное моделирование аварийного воздействия с использованием метода конечных элементов при расчете каркаса здания на прогрессирующее обрушение; моделирование и исследование напряженно-деформированного состояния отдельных элементов каркаса здания на действие взрывной нагрузки; моделирование и исследование устойчивости к прогрессирующему обрушению каркаса высотного здания; разработка конструктивных решений по повышению устойчивости к прогрессирующему обрушению.
Ключевые слова: прогрессирующее обрушение, аварийное воздействие, метод конечных элементов, моделирование каркаса здания, напряженно-деформированное состояние
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.00 - Строительство и архитектура , , 05.23.17 - Строительная механика
В статье рассмотрены основные законы дигитального формообразования объектов, содержащих в себе принципы формирования параметрических структур. Особенность подхода заключается в том, что построение модели осуществляется заданием переменных характеристик. Строительные объекты проектируются как единое целое, и изменение одного параметра приводит к автоматическому изменению связанных с ним атрибутов и всей модели.
Ключевые слова: дигитальная архитектура, параметрическое проектирование, динамичность, самоорганизация, непрерывно-топографическая поверхность, уравнение Кассини, математические алгоритмы, скриптовый метод
05.23.21 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности