ivdon3@bk.ru
В статье приводится и анализируется алгоритм расчета изгибаемых железобетонных конструкций по нормальному сечению на основе нелинейной деформационной модели, рекомендуемый как основной в нормах по проектированию железобетонных конструкций СП 63.13330.2018. Рассмотрены особенности выполнения расчета с использованием рассматриваемого алгоритма, а также другие подходы к расчету изгибаемых железобетонных конструкций по нормальному сечению на основе деформационной и других моделей. Показана последовательность выполнения расчетов с использованием компьютерных технологий на примере выполнения расчетов в системе инженерная нелинейность1 ПК ЛИРА-САПР. Приведены результаты расчета стержневого элемента расчетной схемы. Описаны дополнительные возможности выполнения расчетов с использованием системы инженерная нелинейность.
Ключевые слова: изгибаемые железобетонные конструкции, нелинейная деформационная модель, расчетная схема, алгоритм расчета, ПК ЛИРА-САПР, система, инженерная нелинейность
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Железобетонные конструкции кольцевого сечения широко используются в строительстве. Например, в виде подземных трубопроводов. Они испытывают сложное нелинейное деформированное состояние (НДС), описать которое аналитически составляет сложную математическую задачу механики. Поэтому часто для её решения прибегают к численным методам. В данной статье применён метод конечных элементов (МКЭ), реализованный в ПК «Лира-САПР 2022». НДС железобетонных трубопроводов определяется в физически нелинейной постановке с учётом рассмотрения 4 факторов влияния: внутреннего диаметра, класса бетона, свойств грунта засыпки, свойств грунта основания. Составлен план полного многофакторного численного эксперимента, который включает в себя 81 модель. Получены значения внутренних силовых факторов во всех сечениях подземного трубопровода с учётом варьирования каждого фактора по отдельности и с учётом взаимного их влияния. Установлены сочетания факторов, дающие экстремальные значения внутренних усилий в трубопроводе. На основе этого разработаны рекомендации по рациональному конструированию.
Ключевые слова: подземный трубопровод, железобетон, компьютерное моделирование, продольный профиль, поперечное сечение, ПК «Лира-САПР»
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Кинематические характеристики стержневых систем определяются в ходе кинематического анализа схемы механизма, выполненной с учетом размеров и взаимного расположения звеньев и шарниров; по аналогии со структурным анализом кинематическое характеристики также включают в себя степень аномальности кинематики и степень иррациональности кинематики. Первая характеристика относится к взаимном расположению осей звеньев в цепи контура и использует размеры звеньев, вторая относится к взаимному расположению осей кинематических пар (шарниров). Показано, что подвижность кинематических цепей зависит от размерных условий - общих и частных, а кинематические связи накладываются размерами. На основе контурного подхода сформирована база знаний для высокоформализованного анализа кинематических цепей, позволяющая выявить кинематические аномалии - как лишние подвижности, обусловленнные особым положением, так и кинематические избыточные связи. Показано, что для плоских кинематических цепей степень иррациональности кинематики можно выразить через структурные параметры.
Ключевые слова: кинематика, характеристики, стержневые системы, анализ, схемы, звенья, шарниры, оси, аномальность, иррациональность, связи, размерные условия
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье описаны особенности применения двухслойной мембраны с применением контрольно-инъекционных штуцеров при устройстве подземной гидроизоляции. Выявлены обстоятельства, препятствующие массовому применению данной технологии, основная часть которых связана с удорожанием работ на первоначальном этапе. Однако применение технологии оправдывает себя, поскольку позволяет локализировать место и период возникновения протечки, обладает повышенной ремонтопригодностью и долговечностью.
Ключевые слова: гидроизоляция, современные гидроизоляционные технологии, двухслойная мембрана, контрольно-инъекционные штуцеры
В статье рассмотрены вопросы по оценки качества и безопасности дорожного движения. Выполнен анализ аварийности на дорогах южной части Дальнего Востока. Рассмотрены основные причины дорожно-транспортных происшествий. Выполнен анализ качества нанесения дорожной разметки и дана оценка ее долговечности в зависимости от условий эксплуатации. Даны рекомендации по повышению долговечности дорожных разметок.
Ключевые слова: автомобильная дорога, покрытие, разметка горизонтальная, безопасность движения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.8 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
В рамках данной статьи представлены экспериментальные исследования бетона, армированного полипропиленовой фиброй двух геометрических размеров 6мм и 12 мм. Исследования проводились на образцах кубах 10×10×10 см и образцах призмах 10×10×40 см. Всего было испытано более 100 образцов. Задачи экспериментального исследования: испытания фибробетонных образцов на сжатие, анализировать полученных результатов, выявление изменения прочностных и деформативных характеристик в результате фибрового армирования. Испытания образцов показали увеличение прочности до 20%, а также влияние процента фибрового армирования на прочностные свойства. Был определен предельный процент фибрового армирования, при превышении которого происходит снижение прочностных свойств.
Ключевые слова: полиармироанный фибробетон, фибробетон, низкомодульная фибра, полипропилен, прочностные свойства
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В данной работе приводится анализ основных проблем, возникающих при монтаже битумно-полимерных кровельных материалов. Особое внимание уделяется типовым дефектам и ошибкам, связанным с недостаточной квалификацией, а также проблемам, связанным с нарушением технологии монтажа.
Ключевые слова: битумно-полимерная кровля, монтаж наплавляемой кровли, дефект гидроизоляции, управление качеством, рекомендации по улучшению
Статья посвящена проектированию локальных очистных сооружений в городе Боровск Калужской области. Очистные сооружения играют важную роль в современном мире. Они необходимы для переработки сточных вод, чтобы те стали безопасны для экологии и могли быть сброшены в водоёмы или дренажные сети. Поскольку сброс неочищенных вод может принести за собой непоправимый вред для экосистемы, важно предусмотреть очистные сооружения в системе водоотведения населённого пункта. В статье рассмотрены задачи и значение очистных систем, их роль в жизни современных городов, а также подробно представлена поэтапная организация работ по устройству локальных очистных систем и их последующего ввода в эксплуатацию.
Ключевые слова: очистные сооружения, экосистема, водоотведение, сточные воды, модульные сооружения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В работе представлен анализ экспериментальных данных, отражающих влияние скорости нагружения на прочностные и деформативные характеристики бетона класса B25 в условиях центрального сжатия. Для исследования подготовлены и испытаны 12 призматических образцов с габаритами 100×100×400 мм, распределённых по трём сериям с различной скоростью приложения нагрузки. Статистическая обработка данных, включающая анализ дисперсий и построение регрессионных моделей, позволила не только прогнозировать поведение бетона при различных режимах нагружения, но и подтвердить теоретические предпосылки, связанные с динамическим упрочнением материала. Высокие значения коэффициентов корреляции (до 0,9943) и детерминации (до 0,9922), а также критерий Фишера, существенно превосходящий табличные пороги, характеризуют высокую достоверность полученных результатов, свидетельствующих о повышении прочности бетона при увеличении скорости нагружения и одновременном снижении его деформативности. Выведенные зависимости могут служить экспериментальной базой для разработки нелинейной деформационной методики расчёта изгибаемых и внецентренно сжатых железобетонных конструкций, выполненных из бетона данного класса (B25), подверженных воздействиям кратковременной длительности, включая классические статические нагрузки, а также динамические нагрузки средней продолжительности, характерные для условий эксплуатации конструкций под влиянием таких факторов, как движение мостовых кранов по подкрановым балкам или проезд пожарных автомобилей по путепроводу. Полученные результаты способствуют более точному учёту динамических эффектов при проектировании и расчёте железобетонных конструкций, эксплуатируемых в подобных условиях.
Ключевые слова: эксперимент, бетонные образцы, центральное сжатие, скорость нагружения, прочность, предельные относительные деформации, динамическое упрочнение, корреляционно-регрессионный анализ
В статье получено аналитическое решение для частного случая конструктивно нелинейной задачи: балки, свободно лежащей на одностороннем основании Винклера, загруженной одинаковыми вертикальными силами F по концам. Показано, что: отрыв балки от основания возникает при величине приведенной длины балки αl > π ; размер зоны отрыва не зависит от величины приложенной силы. Увеличение жесткости основания (при неизменной длине балки) приводит к увеличению размеров зоны отрыва. Изгибающий момент в середине балки с отрывом максимален в «момент отрыва» и равен 0.4F⁄α. Прогиб в середине балки также зависит от жесткости основания и пропорционален приложенной силе. При увеличении жесткости основания момент и прогиб уменьшаются и становятся равным нулю для бесконечно жесткого основания. Приведен алгоритм расчета указанной балки и пример, показывающий изменение параметров напряженно деформированного состояния балки при увеличении жесткости основания. Полученные результаты, на взгляд автора, интересны сами по себе и, кроме того, могут пополнить набор верификационных конструктивно нелинейных задач.
Ключевые слова: конструктивная нелинейность, одностороннее основание Винклера, балка, зона контакта, зона отрыва, функции Крылова
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье исследуются ключевые природно-климатические и эксплуатационные факторы, определяющие продолжительность безопасной эксплуатации ледовых автозимников в северных регионах России. На основе анализа температурного режима, осадков и динамических нагрузок от транспорта выявлены закономерности изменения прочности и деформации ледового покрова. Разработаны практические рекомендации по мониторингу, армированию льда и управлению нагрузками для продления срока службы переправ и минимизации рисков.
Ключевые слова: режим, динамические нагрузки, снежный покров, гидрологические факторы, безопасность переправ, мониторинг льда
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.8 - Проектирование и строительство дорог, метрополитенов, аэродромов, мостов и транспортных тоннелей
Расчет ветровых воздействий на навесные фасады и элементы их крепления для высотных зданий и сооружений по инженерной методике и различными численными методами остается актуальной задачей и по настоящее время. Особый интерес представляют угловые участки здания, где возникает наибольшее отрицательное ветровое давление. Неправильный расчет ветрового отсоса может привести к отрыву панелей при сильном ветре. В статье проводится расчет пиковой ветровой нагрузки численным способом для прямоугольного в плане здания с соотношением сторон 0.6. В ходе численных расчетов двумерного обтекания профиля здания в программе ANSYS Fluent c использованием модели турбулентности k-e Realizable были получены коэффициенты лобового сопротивления, поперечной силы и распределение коэффициента давления при максимальной поперечной силе. Расчеты показали, что ветровой отсос на кромке исследуемого здания превышает нормативное значение примерно на 30 %. Учет полученных в статье результатов при проектировании фасадных систем, для зданий прямоугольного в плане сечения с соотношением сторон 0.6, позволит выбрать более надежные элементы крепления.
Ключевые слова: пиковая ветровая нагрузка, ветровой отсос, прямоугольные в плане здания, пиковый отрицательный аэродинамический коэффициент давления
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Клеевые соединения арматурных стержней и древесины являются наиболее слабым местом в армированных деревянных конструкциях, поскольку обладают низким сопротивлением сдвигу арматурного стержня и способствуют развитию пластичных деформаций деревянных элементов. Для достижения упругой работы и повышения адгезии со стержнями применяется усиленный клеевой состав с включением кварцевого песка. В данной статье исследована работа усиленного клеевого соединения с различными видами стержневой арматуры – стальной периодического профиля, гладкой стальной и стеклопластиковой. Также немаловажным фактором для работы усиленного клеевого состава была признана работа клеевого соединения в цельной и клееной древесине. Экспериментальные исследования подтверждены графиками и таблицами численных результатов, что позволяет установить надежность полученных результатов и сделать вывод о необходимости усовершенствования тех или иных методов изготовления армированных деревянных конструкций.
Ключевые слова: арматура, арматурный стержень, армированная деревянная конструкция, выдергивание, деревянная конструкция, древесина, клей, клеевое соединение, прочность, эпоксидная смола
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Стеклопластиковая стержневая арматура могла бы найти свое применение в деревянных конструкциях благодаря ряду определенных практических достоинств, не присущих стальным стержням или другим видам армирования. Однако из-за слабых адгезивных свойств поверхности стеклопластиковых стержней не наблюдается полноценная их совместная работа с древесиной как одного тела. К исследованию предложены некоторые способы повышения прочности клеевого соединения стеклопластиковой арматуры и древесины, такие как нанесение на поверхность стержней кварцевого песка, шлифовка поверхности стержней, а также добавление в клеевой состав отходов песчано-смоляных литейных форм. Были проведены испытания каждого из этих способов и сопоставление полученных результатов с исходной моделью клеевого соединения, а также с расчетной моделью клеевого соединения с целью определить наиболее эффективный способ.
Ключевые слова: адгезия, арматурный стержень, выдергивание, древесина, клеевое соединение, клеевой состав, несущая способность, прочность, стеклопластиковый стержень, эпоксидный клей
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Рассмотрены особенности образования и раскрытия нормальных трещин в балках из сверхвысокопрочного сталефибробетона. Проведена серия лабораторных испытаний, включавшая семнадцать балок прямоугольного и таврового сечений с различными коэффициентами продольного армирования, объемным содержанием и формой стальных фибр (прямая, волновая). Установлено, что добавление стальных фибр повышает трещиностойкость балок, способствует равномерному распределению трещин и увеличивает их несущую способность. Разрушение непереармированных СВПБ-балок происходит в результате интенсивного выдергивания фибр в одной или нескольких нормальных трещинах. До начала этой локализации деформаций растянутой зоны балок, происходящей одновременно с наступлением текучести арматуры, ширина раскрытия трещин в балках с фибрами не превышает 0,25 мм. Полученные данные могут послужить основой для совершенствования расчетных моделей и оптимизации проектных решений для изгибаемых конструкций из сверхвысокопрочного сталефибробетона.
Ключевые слова: сверхвысокопрочный бетон, балки, изгибающий момент, стальные фибры, нормальные трещины
В статье отмечены проблемные моменты, связанные с точностью расчетов и измерений теплозащитных свойств многослойных ограждающих конструкций. Рассмотрены варианты, направленные на повышение точности расчетов, такие как применение численного моделирования для расчета температурных полей конструкций, использование испытательного оборудования камеры «хот-бокс» для определения коэффициентов теплопередачи фрагментов конструкций и повышении точности измерений. Приведено описание установки «хот-бокс», обоснована точность измерений, которая в 3 раза выше, чем в обычно применяемых климатических камерах.
Ключевые слова: измерение коэффициента теплопередачи, тепловая защита зданий, энергосбережение, точность измерений, калориметрический метод измерений, установка «хот-бокс»
В статье представлены результаты лабораторного испытания сборной перемычки из газобетонных блоков марки D600, скрепленных между собой при помощи монтажного клея для укладки блоков из пористого бетона и трех арматурных стержней, два стержня в нижней зоне диаметром 20 мм А400 и один стержень в верхней зоне диаметром 16 мм А400. При испытании балочной перемычки было собрано 3 схемы загружения, каждая из которых представляла собой шарнирно опертую на бетонные опоры балку. Выполнен анализ полученных данных. По результатам испытаний определены разрушающие нагрузки, характер разрушения и произведена оценка возникающих деформаций. На основании натурных испытаний был сделан вывод о возможности использования рассмотренного в статье варианта конструкции перемычки для строительства зданий и сооружений из штучных кладочных материалов.
Ключевые слова: испытание, несущая способность, надежность, деформативность, газоблоки, перемычки, разрушение
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В результате изменения нормативных документов по приемке жилых помещений возникла потребность в разработке наглядных методических материалов, позволяющих будущему собственнику самостоятельно, т. е. без привлечения внешнего квалифицированного специалиста, выполнить приемку квартиры, указав представителю застройщика, участвующего в приемке, на существенные построечные дефекты. Целью исследования является определение структуры построечных дефектов в жилых помещениях и выявление в данной структуре наиболее распространенных дефектов, которые позволят будущему собственнику самостоятельно выполнить приемку квартиры. В статье, на основе анализа значительного количества претензий от собственников квартир к застройщику и результатов исследований авторов в объеме судебных экспертиз и досудебных строительно-технических исследований, определена и представлена структура построечных дефектов, которые массово выявляются в процессе приемки квартир. Представлены группы дефектов, которые встречаются на практике наиболее часто. Для обеспечения наглядности практического использования полученных аналитических материалов определен перечень массовых построечных дефектов, выявляемых в процессе приемки жилых помещений, с указанием их категории, необходимой для принятия решения по обязательному устранению дефектов.
Ключевые слова: приемка квартир, построечные дефекты, структура, группы дефектов, строительный дефект, существенный дефект, несущественный дефект, строительно-техническая экспертиза, светопрозрачная конструкция, инженерный сети, отделка помещений
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
Дан краткий перечень проблем эксплуатационной надежности многослойных энергосберегающих стен и сформулирован тезис о том, что однослойные или равнопроницаемые многослойные стены могут обладать лучшими эксплуатационными свойствами. Приведены сведения об оборудовании и технологии изготовления пенобетонных смесей одностадийным способом. Показано, что введение волокнистого заполнителя взамен части песка существенно ускоряет период фазового перехода смесей из вязкого состояния в упругое и положительно влияет на эксплуатационные свойства затвердевшего пенобетона.
Ключевые слова: пенобетонная смесь, пенобетон, пластическая прочность, фибра, сорбционные свойства, равновесная влажность, теплопроводность, морозостойкость
В данной статье рассмотрено несколько ключевых аспектов, связанных с влиянием высотной застройки на здоровье и психологическое состояние человека. В первую очередь, анализ влияние высотной застройки на психическое здоровье, уделяя особое внимание таким проблемам, как депрессия, тревожность и стресс, которые могут возникать в результате проживания в многоэтажных домах. Исследуем социальные аспекты жизни в таких условиях и влияние архитектурного дизайна на качество жизни. Кроме того, обратим внимание на проблемы здоровья у жильцов многоэтажек, включая физические заболевания, которые могут возникать в результате недостатка естественного света, плохой вентиляции и других факторов, связанных с высотной застройкой. Также важной частью будет обсуждение возможных решений для улучшения качества жизни в многоэтажных домах.
Ключевые слова: мегаполис, высотная застройка, многоэтажка, плотность застройки, архитектурный дизайн, эмоциональное состояние, здоровье, комфортная среда, качество жизни
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В статье определены предпосылки и критерии построения рациональных форм цилиндрических сетчатых оболочек. Выявлены соотношения геометрических параметров с учетом габаритных размеров по направлению дуги. Установлено необходимое количество узловых соединений в местах контурного крепления и в средней зоне. Сформированы принципиальные положения для создания геометрических схем формирования конструкции и рассмотрены возможные варианты назначения размеров. Обоснована целесообразность применения одинаковых ячеек в рамках построения регулярной структуры сетчатой поверхности. Разработана последовательность вычисления параметров, определяющих форму конструкции.
Ключевые слова: цилиндрические оболочки, сетчатые конструкции, поверхности вращения, формообразование, параметры, соотношения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье в рамках исследования устойчивости круговых пространственных конструкций определены параметры критического состояния цилиндрических сетчатых оболочек. Проанализированы особенности применения сплошного аналога и получена зависимость для определения величины критической нагрузки. Установлено влияние геометрических параметров на степень уязвимости и опасность искривления сетчатой поверхности. Выявлена рациональная величина пролета при фиксированной длине и заданном радиусе кривизны. Выполнено компьютерное моделирование с применением квадратных ячеек и установлены возможные формы потери устойчивости оболочек. Получено приемлемое сходство между результатами расчета сплошных и сетчатых поверхностей.
Ключевые слова: цилиндрические сетчатые оболочки, форма конструкции, поверхности, параметры, соотношения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
В статье представлены результаты численного моделирования работы деревянных конструкций в сравнении с лабораторными и натурными экспериментами. В ходе работы в программном комплексе Ansys Workbench из объемных конечных элементов с вариантным набором физико-механических параметров были созданы численные модели материала, имитирующие поведение реальной древесины. Параметры моделирования были основаны на результатах лабораторных испытаний цельной деревянной балки, результаты моделирования сопоставлены с результатами натурных испытаний составной деревянной плиты. Моделирование конструкций выполнялось с применением линейной, билинейной и мультилинейной моделей материалов.
Ключевые слова: деревянная балка цельного сечения, составная плита покрытия, билинейная конечно-элементная модель, мультилинейная конечно-элементная модель, напряженно-деформированное состояние
В данной работе представлен анализ и выводы, полученные в результате моделирования железобетонной рамы различными вариантами расчетных схем. Выводы были сопоставлены с результатами испытаний аналогичной рамы в ином исследовании.
Ключевые слова: линейный расчет, нелинейный расчет, рамы, железобетон, прогибы, моделирование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Описаны основные конструктивные особенности и элементы промышленных шахтных печей. Указано, что одним из нежелательных явлений в шахтной печи является большой градиент температуры по её высоте, в связи с этим рассмотрены процессы массопереноса воздуха через различные части печей. Сформулированы соотношения и ограничения, определяющие такой негативный эффект как возможность подсоса наружного воздуха внутрь печи через её стенки. Результаты могут быть использованы для оценки качества конструкций шахтных печей и применяемых технологических процессов термообработки.
Ключевые слова: электрические печи, термообработка, герметичность, газопроницаемость
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.5.5 - Технология и оборудование механической и физико - технической обработки