ivdon3@bk.ru
В статье рассматриваются области и перспективы использования низкополигональных геометрических моделей в строительной сфере. Приведены данные о зарубежных исследованиях в рассматриваемой области. Перечисляются основные отличия подобного типа моделей от трехмерных составляющих информационных моделей, описывается различие способов их разработки. Проведен анализ актуальных на сегодняшний день сфер применения данных моделей в строительной сфере, названы ключевые особенности, которыми должны обладать модели для использования их в данных сферах
Ключевые слова: гражданское строительство, низкополигональные модели, архитектурные и градостроительные решения, виртуальная реальность, 3D-кадастр, геоинформационные системы
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Статья посвящена исследованию кривых, не представимых пересечением двух поверхностей. В современной архитектурной практике очень часто отходят от классических форм, заменяя их сложными поверхностями. В последнее время наблюдается развитие такого архитектурного стиля, как архитектурная бионика или биотек. Столкнувшись с проблемами устойчивого развития и его воздействия на окружающую среду, строительный сектор сталкивается с настоятельной потребностью в инновациях. Архитектура представлена, как одна из многообещающих областей использования знаний, основанных на биологических исследованиях, и способных реагировать на текущие экологические проблемы. Действительно, многие виды животных и растений знают, как применять стратегии адаптации к окружающей среде и ее преобразованиям, формируя вместе с ней устойчивую экосистему. Технические достижения в наблюдении в очень малых масштабах позволяют получить более глубокие знания о том, как работает природа, и предлагают новый источник знаний и вдохновения для архитектуры.
Ключевые слова: архитектура, пространственные кривые, аксонометрические проекции кривых, заузленные кривые, бионика, биомимикрия, экоинновация
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Эксплуатируемая кровля предназначена для возможности использования, например, в качестве зоны отдыха, размещения спортивных площадок, озеленения, автостоянок и др. Дефицит городских пространств и высокую стоимость земельных участков в черте города предлагается восполнять, используя концепцию вертикального расширения строительства. Отсутствие свободных открытых пространств ограничивает возможности размещения необходимых инфраструктурных объектов для обслуживания растущего числа жителей и снижает уровень комфорта для проживания. В статье представлены результаты сравнительного исследования технологий возведения эксплуатируемых кровель, устраиваемых с традиционным и инверсионным расположением водоизоляционного ковра и теплоизоляции. В результате проведенного исследования показаны технологические преимущества инверсионного устройства эксплуатируемой кровли, предназначенной для озеленения. Трудоемкость технологических операций и продолжительность работ при устройстве озеленяемой кровли по инверсионной технологии ниже на 19,5% по сравнению с традиционной.
Ключевые слова: эксплуатируемая кровля, вертикальное озеленение, инверсионные технологии устройства кровель
В статье предлагается методика оптимизации трехгранных решетчатых башенных сооружений по критерию минимума массы с учетом ограничений по прочности, предельной гибкости элементов, устойчивости, а также отсутствию резонансного вихревого возбуждения. Рассматривается решетчатая башня с поперечным сечением элементов в виде круглых труб, состоящая из двух секций. Варьируемыми параметрами выступают ширины башни, высота нижней секции, внешние диаметры поперечного сечения элементов, количество панелей в нижней и верхней секциях. Решение задачи нелинейной оптимизации выполняется в среде MATLAB. Для решения задачи нелинейной оптимизации используется метод суррогатной оптимизации. В начальном приближении масса башни составляла 2 т. В результате оптимизации массу удалось снизить более чем в 2 раза.
Ключевые слова: решетчатые башни, метод конечных элементов, суррогатная оптимизация, резонансное вихревое возбуждение
В работе рассматриваются теоретические исследования деформированного состояния нагельного соединения с когтевыми шайбами в конструкциях из ЛВЛ (от англ. LVL – Laminated Veneer Lumber). Разработана математическая модель снеговой нагрузки. Приводится методика теоретических вычислений ползучести от действия периодической нагрузки на основе ранее выполненных экспериментов.
Ключевые слова: когтевая шайба, ЛВЛ, соединение, деформация, математическая модель, нагрузка, уравнение регрессии, влажность, ползучесть
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Приводится пример расчета методом конечных элементов трубобетонных стержней с учетом их гибкости и сравнение результатов расчета с экспериментальными данными, расчетами по российским и европейским нормам и “обратным” численно-аналитическим методом, учитывающим фактическую жесткость стержней. Практическая польза статьи в том, что приведен пошаговый алгоритм расчета в конечно-элементном комплексе ANSYS, которым смогут пользоваться инженеры и исследователи. Сравнение с другими методами расчета дает возможность количественно и качественно сравнить точность предложенной конечноэлементной модели и “обратного” метода по сравнению с нормативными методиками расчета.
Ключевые слова: обратный численно-аналитический метод, трубобетонные стержни, расчет устойчивости, модель Друкера-Прагера
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
Энергосбережение и энергоэффективность - одно из приоритетных направлений государственной политики Российской Федерации и, в частности, Ставропольского края. В данной статье произведен анализ современного состояния энергоэффективности строительных объектов Ставропольского края. Наблюдается несоответствие технического состояния и функционально-потребительских качеств промышленных и гражданских зданий действующим теплотехническим нормативам. С этой точки зрения, выбранная тема исследования может быть весьма своевременна и актуальна. Проблема повышения энергоэффективности зависит от решения вопроса энергосбережения при проектировании, строительстве и эксплуатации зданий. Экономия потребления энергетических ресурсов является одной из важнейших задач в возведении, реконструкции и эксплуатации зданий и сооружений Ставропольского края. В статье приведены нормативные источники, используемые для анализа и рекомендаций по энергоэффективности зданий. Проанализированы условия проведения мероприятий по повышению энергоэффективности в городах Ставропольского края, выделены города, получившие существенную экономию за счет внедрения энергоэффективных мероприятий.
Ключевые слова: строительство, строительные технологии, промышленные и гражданские здания, энергосбережение, тепловая защита зданий, энергоэффективные технологии, строительная отрасль, Ставропольский край
В статье приведены результаты экспериментальных исследований работы мобильных деревянных и металлодеревянных плит покрытия дорог и рабочих площадок. Результаты позволяют с достаточной уверенностью прогнозировать напряженно-деформированное состояние мобильных плит в реальных условиях работы на грунтовом основании в качестве временных дорожных покрытий, покрытий вертолетных площадок и площадок буровых установок.
Ключевые слова: мобильные дорожные покрытия, сборно-разборные плиты, временные дорожные покрытия, испытание статической нагрузкой
Рассмотрен процесс оптимизации применяемых сечений в стальных рамах с элементами переменной жесткости, образованных из прокатных двутавров путем их диагонального роспуска и последующей сваркой. Предложена таблица с группами двутавров по ГОСТ Р 57837-2017, которые целесообразно применять совместно для образования моносимметричного двутавра переменной высоты. Предложен алгоритм нахождения оптимального сечения с учетом дискретности сортамента. Произведен расчет типовой строительной конструкции шифр 828КМ по предложенному алгоритму и представлен сравнительный анализ применяемых сечений с найденными оптимизированными сечениями. Отмечена возможность получения более экономичной несущей конструкции как с точки зрения металлоемкости, так и с точки зрения стоимости проката.
Ключевые слова: переменное сечение, переменная жесткость, диагональный роспуск, двутавр, стальная рама
В статье рассматривается возможность повышения стойкости в сульфатных средах бетонных композитов на основе цементных сырьевых смесей, модифицированных шлаковой минеральной составляющей и комплексным суперпластификатором. Методикой исследования и моделированием характера воздействия агрессивной среды на композиты – доказывается перспективность технологии химизации цементных бетонов для изготовления долговечных строительных конструкций на их основе.
Ключевые слова: сульфатная среда, цементный бетон, коррозионная стойкость, химизация, композит, моделирование воздействия среды
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
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
В статье рассматриваются геологические аспекты существующей и проектируемой системы противооползневой защиты центральной части Карасанского оползня на Крымском полуострове, где находится реконструируемый пансионат «Орел».
Ключевые слова: оползень, система противооползневой защиты, свайная стена защиты, подпорная стена, Крым, реконструкция, буросекущиеся сваи
В статье обосновывается эффективность проектирования и строительства террасно-блокированных домов для застройки склонов, как решение проблемы ограниченного количества земельной площади и сохранения самобытности национальной архитектуры. Предложены архитектурно-планировочные решения террасно-блокированных жилых домов для строительства на территории Кабардино-Балкарской республики.
Ключевые слова: жилой дом, террасированная застройка, сложный рельеф, архитектурный облик, блокированный дом, социальная потребность, национальная архитектура
в статье рассматриваются вопросы анкеровки внешнего композитного усиления. Описываются преимущества одного из вариантов усиления – с помощью анкерных жгутов. Представлен порядок выполнения работ при усилении анкерными жгутами. Также представлена методика расчета анкеров из углеродных волокон на вырыв.
Ключевые слова: железобетон, бетон, композитные материалы, углеродное волокно, усиление, внешнее армирование, композитный анкер
В статье рассматриваются решения по устранению морального износа Гостиницы «Абакан», с сохранением исторического облика здания. Рассмотрены основные отличительные особенности архитектурного образа гостиницы, приведены примеры устранения морального (функционального износа): замена деревянных перекрытий на монолитные железобетонные, устройство сердечников, создание рамного каркаса в пристыкованном блоке, создание подвального этажа взамен существующих полов по грунту. Рассмотрены объекты с применением похожих конструктивных решений. Предложен вариант реконструкции с надстройкой мансардного этажа.
Ключевые слова: реконструкция, усиление, Сталинский Ампир, мансардный этаж, сохранение архитектурного облика, сейсмическое воздействие
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.12 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности