ivdon3@bk.ru
В статье содержатся методика и результаты теоретических и экспериментальных исследований НДС конического радиально-балочного купола с треугольными элементами-оболочками. Производится анализ и сравнение результатов, полученных различными методами. Треугольная мембранная панель является частью конструкции радиально-балочного купола и состоит из опорного контура и стальной мембраны в форме треугольника. Форма треугольника, образующего мембранную панель, может быть различной и зависит от количества ребер в радиально-балочном куполе. Опорный контур представляет собой сжато-изгибаемый элемент купола и выполняется, как правило, из стального прокатного профиля швеллерного сечения. Мембрана изготавливается из тонкого стального листа и крепится к верхней полке швеллера саморезами или точечной сваркой. Для оценки прочности и деформативности стального листа-мембраны, была рассмотрена его работа при действии равномерно-распределенной снеговой нагрузки, неравномерно-распределенной снеговой нагрузки и сосредоточенной монтажной нагрузки. Показывается несколько вариантов нелинейного статического расчета в различных вычислительных комплексах.
Ключевые слова: строительные конструкции, деревянные конструкции, мембранная панель, напряженно-деформированное состояние, радиально-балочный купол, купол, мембрана, проектирование, экспериментальное исследование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Объектом исследования являются изгибаемые железобетонные элементы без поперечной арматуры, находящихся под действием поперечных сил. Расчет железобетонных балок на сдвиг представляет собой сложную задачу, а её формулы получены экспериментальным или полуэмпирическим способами на основе различных теоретических расчетных моделей. В российских нормах расчеты железобетонных конструкций, находящихся под действием поперечных сил, выполняются исходя из длины наиболее опасной проекции наклонного сечения на продольную ось элемента, при этом в формулах отсутствуют параметры, которые учитывали бы влияние продольной арматуры на прочность наклонных сечений. Новизной настоящих исследований является то, что автор на основе теории профессора А.С. Залесова предложил новый подход определения прочности наклонных сечений на сдвиг элементов, армированных без хомутов. В новом подходе получено аналитическое выражение, учитывающее работу продольной регулярной арматуры посредством введения коэффициента продольного армирования. Приводятся примеры расчета, выполненные по предложенной методике и СП 63.13330.2018, где для сравнительного расчета приняты серии экспериментально испытанных образцов. Результаты сравнительных расчетов показали адекватность нового подхода определения прочности наклонных сечений железобетонных элементов, армированных без хомутов.
Ключевые слова: железобетонная балка, балки без хомутов, наклонная трещина, касательное напряжение, нормальное напряжение, прочность, поперечная сила
3D – печать - быстро развивающаяся область современной промышленности. В этой работе представлен обзор новых патентов США на эту тему.
Ключевые слова: 3D - печать в строительстве, медицине, промышленности, военной технике
Реализована задача разработки программного модуля, осуществляющего формирование карты оптимального раскроя металлического проката на основе результатов расчетов стержневых конструкций. Рассматриваемый алгоритм учитывает такие особенности задачи оптимизации раскроя, как учет ширины лезвия, возможность использования половины размера проката, поддержка оптимизации нескольких сечений, сварка деталей в случае превышения длины заготовки. Программный модуль разработан с использованием языков JavaScript и C#. Возможность автоматической генерации карт раскроя на основе результатов оптимизации стержневых конструкций повышает эффективность проектирования строительных конструкций.
Ключевые слова: проектирование в строительстве, стержневая конструкция, вычислительная система, web-разработка, оптимальный раскрой, металлический прокат, карта раскроя
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Статья посвящена применению укрепленных грунтов в основании дорожных одежд автомобильных дорог, расположенных в I дорожно-климатической зоне. Рассматриваются особенности режимов работы укрепленных грунтов основания, а также определяются их физико-механические характеристики с различными сочетаниями минеральных и полимерных модификаторов. Авторы анализируют преимущества и недостатки использования укрепленных грунтов. В статье также рассматриваются вопросы проектирования и строительства дорог с использованием укрепленных грунтов.
Ключевые слова: автомобильная дорога, дорожная одежда, основание, грунты, укрепленные грунты, модификаторы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В соответствии с требованиями Федерального закона №384-ФЗ должна быть обеспечена безопасность и надежность зданий и сооружений. Одним из способов подтверждения безопасности и надежности строительных конструкций является проведение натурных испытаний. Авторами данной статьи был разработан метод натурного испытания железобетонной балки пролетом 14,52м в составе монолитного железобетонного ребристого перекрытия. Был составлен порядок работы испытания балки с разработкой мероприятий по обеспечению безопасности при проведении работ, выполнена корректировка методики испытания балки методом нагружения, проведено испытание балки методом нагружения с фиксацией её прогибов с последующим анализом результатов испытания. Результаты испытаний показали, что разработанный метод может быть использован в качестве натурного испытания для подтверждения безопасности и надежности строительных конструкций, а именно - горизонтальных железобетонных конструкций.
Ключевые слова: строительные конструкции, балка, разрушение, безопасность, методика, техническое состояние, натурные испытания
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.7 - Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования
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
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
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 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