№ 1 (2019)
ТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
3-9 204
Аннотация
В статье представлен анализ напряженного состояния железобетонной статически неопределимой железобетонной балки в условиях отрицательных температур. Приведены экспериментальные данные по характеристикам бетона, температурным усилиям в железобетонных балках. Произведен анализ влияния температурных усилий на напряженное состояние нормального сечения балок. Коэффициент температурных деформаций арматурной стали класса А400 остается постоянным на всем заданном интервале температур. С понижением температуры значение коэффициента температурной деформации бетона уменьшается . Таким образом, рекомендуемое нормами значение коэффициента температурных деформаций завышено на 40 %. Это сказывается при определении температурных усилий в статически неопределимых элементах, а также растягивающих напряжений в арматуре из-за разности этого коэффициента для арматуры и бетона. Возникающие температурные усилия приводят к росту напряжений в сжатой зоне, росту трещины и уменьшению высоты сжатой зоны в 1,2...1,4 раза. При этом присутствует участок растянутого бетона над трещиной.
10-22 131
Аннотация
Предложен новый подход к определению касательных напряжений кручения для стержней произвольного поперечного сечения, базирующийся на упрошенных предпосылках сопротивления материалов. Его особенность заключается в аппроксимации прямоугольных и любых сложных поперечных сечений железобетонных конструкций с помощью их разбивки на квадраты с вписанными в них кругами, соединенными между собой в единую монолитную фигуру в большом круге, описанном вокруг любого поперечного сечения. В пределах большого и каждого i-ого круга становится справедливой зависимость касательных напряжений кручения от расстояния до центра рассматриваемого круга. Максимальные напряжения согласно предлагаемой методике достигаются в срединах длинных сторон прямоугольника, что соответствует их действительному распределению. При этом такая модель позволяет снять вопрос о необходимости использования специальных таблиц для расчета не только в упругой стадии. Она также позволяет отделить напряженно-деформированное состояние в целом наборе круглых сечений от дополнительного поля, связанного с депланацией прямоугольного сечения. Авторами откорректированы и существенно дополнены зависимости для учета депланации стержня прямоугольного поперечного сечения, вводится понятие и предложены зависимости для учета местной депланации. Акцентируется внимание на физической сути продольных перемещений, обусловленных депланацией, проводится аналогия с элементарными перемещениями, вызываемыми сдвиговыми усилиями. Предложенная методика позволяет учитывать концентрацию угловых деформаций в углах и других резко изменяющихся геометрических параметрах как относительно плоскости поперечного сечения, так и в направлении продольной оси стержня. Малые i-тые круги, попадающие в контур поперечного сечения стержня, служат в качестве “конденсирующих”, - именно в них сосредотачиваются элементы жесткости и эффективные значения параметров напряженно-деформированного состояния, которые обеспечивают сопротивление поперечного сечения стержня кручению. Трансформационные переходы от цилиндрической к декартовой системы координат и привлечение местных систем координат, позволили максимально упростить полученные зависимости. Разделение расчетных параметров на соответствующие составляющие напряженно - деформированного состояния предоставляет возможность их глубокого анализа.
23-47 469
Аннотация
Вантовые конструкции просты в сборке, мало весят, Cable-stayedstructuresaresimpleinassembling, lightinweight, безопасны в обслуживании и часто привносят архитектурную выразительность. В настоящее время вантовые конструкции, возведенные в Германии, Франции, Италии, Японии, Сингапуре, США, Южной Корее, Австралии и других странах, признаны как уникальные и инновационные конструктивные решения. В статье представлены уникальные, первые в своем роде конструкции, которые имеют практическую значимость и новизну и были отмечены наградами профессиональных сообществ или вошли в топ-лист журналов. Однако к настоящему времени отсутствует классификация вантовых конструкций. Предложена новая классификация вантовых сооружений, содержащая пять групп или десять подгрупп рассматриваемых конструкций. Не представляется возможным представиь все значимые вантовые сооружения в одной статье, однако каждая подгруппа проиллюстрирована соответствующим примером. В статье впервые представлены принципиальные сведения о 90 значимых вантовых общественных и промышленных зданиях. В табличной форме представлена информация о стране, архитекторе и годах строительства этих сооружений. Отмечено существование таких вантовых сооружений, как подвесные мосты двух типов, однако этот вопрос относится к специфической области мостостроения.
48-55 120
Аннотация
Рассмотрены вопросы численных расчетов конструкций на изгиб. Дано обоснование выбранной темы исследования. Выполнены численные расчеты стальных двутавровых балок с последующей экспериментальной проверкой полученных результатов. Расчеты выполнены в физически нелинейной постановке с учетом фактической диаграммы деформирования материала. Рассмотрены различные условия опирания моделей, в том числе, с учетом сил трения. Проведены испытания стальных балок на чистый изгиб. Дано описание моделей, характеристика испытательной установки, опорных и нагрузочных приспособлений. Выполнен анализ результатов эксперимента и их сравнение с расчетными данными. Приведены графики деформирования моделей под нагрузкой при различных граничных условиях, полученные по результатам экспериментальных и численных исследований. Дана оценка точности разрушающих нагрузок и вертикальных перемещений, полученных расчетным путем, по отношению к экспериментальным данным.
Е. В. Попов,
А. В. Карельский,
А. В. Русланова,
Д. А. Столыпин,
Б. В. Лабудин,
В. И. Мелехов,
А. С. Торопов
56-66 94
Аннотация
Древесина находит все большее применение в жилищном строительстве в России и мировой практике. Особый интерес представляет модульное домостроение, при котором большая часть работ по изготовлению конструкций, отделке, инженерного оборудования выполняется на заводе-изготовителе. В основном высота таких зданий ограничивается 2…3 этажами, реже - до 5 этажей. Однако зарубежный опыт показывает, что этажность таких домов может быть повышена до 7-ми этажей. Конструкции на деревянном каркасе могут соответствовать 3-й степени огнестойкости и классу пожарной опасности С0. В России при этих показателях допускается строить здания высотой до 5-ти этажей с разделением их на пожарные отсеки. Определяющим фактором этажности таких домов является прочность и устойчивость основных несущих элементов деревянного каркаса. Как показывают исследования, добиться значительного увеличения прочности и устойчивости деревянных стоек каркаса можно включением в работу обшивок, в том числе за счет применения сдвигоустойчивых механических связей. В работе приводится методика и результаты исследования критической силы для деревянных ребер, работающих в составе стеновых панелей или объемных модулей совместно с обшивками. Для реализации поставленной задачи используется теория составных стержей А.Р. Ржаницына.
67-75 185
Аннотация
Рассматриваются проблемы сохранения объекта культурного наследия «Водонапорная Башня Нижне-Выксунского завода» (АО «ВМЗ») и возможность его реставрации и перемещения в центральную часть г. Выкса. В статье приведена история создания и эксплуатации водонапорной башни, результаты комплексного научного исследования, проведенного в 2018 году, включающего натурное обследование, при проведении которого были зафиксированы многочисленные дефекты и повреждения металлических конструкций. Наиболее опасные из них - щелевая и глубокая язвенная коррозия узлов и элементов башни. Представлены результаты проверочных расчетов, которые показали, что прочность и устойчивость башни достаточна. В статье приведены рекомендации по разборке, реставрации элементов перемещаемого в центральную часть г. Выкса сооружения методом лазерной наплавки и последующей их сборке, которые позволят сохранить этот уникальный памятник инженерной мысли.
76-84 181
Аннотация
Разработка проектов как нового строительства, так и проектов реконструкции существующих зданий и сооружений требуют учета рисков связанных с производством работ и последующей эксплуатацией. Оценка факторов, приведших к необходимости проведения ремонтно-восстановительных работ строительных конструкций, позволит обратить на них необходимое внимание и учесть эти факторы при проектировании и проведении работ. В статье приведены численные данные, а также результаты анализа причин, приведших к необходимости восстановления/усиления железобетонных строительных конструкций существующих зданий и сооружений, новых, на стадии строительства, и находящихся в эксплуатации (анализ проведен по данным на 576 реальных объектов, требующих проведения ремонта и усиления строительных конструкций). Проведена статистическая обработка по конкретным типам и группам объектов, сделаны соответствующие выводы.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
85-96 911
Аннотация
Рассмотрена классификация методов защиты от прогрессирующего обрушения по трем основным категориям: меры вторичной защиты, косвенное проектирование и прямое проектирование. Приведен анализ требований по защите зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения в законодательно-правовых и нормативных документах России и стран Евросоюза. Рассмотрены конкретные положения российских и европейских нормативных документов по проектированию устойчивости несущих конструкций зданий и сооружений против прогрессирующего обрушения. А именно приведено сравнение требований по определению комбинаций нагрузок, значению особой нагрузки, к параметрам зоны ограничения локального разрушения в нормативных документах России, США, стран Евросоюза. Выполнен анализ экспериментально-технических исследований строительных конструкций при особых воздействиях. Большинство экспериментальных исследований проводились на железобетонных, стальных и композитных конструкциях, мало внимания уделяется исследованиям каменных и деревянных конструкций в этой области.
АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО
97-105 175
Аннотация
Рассматриваются особенности и этапы формирования планировочной структуры Воронежа во взаимосвязи с изменениями архитектурно-художественных, объемно-планировочных, композиционных и конструктивных характеристик застройки периода XIX - начала XX веков. Акцентируется внимание на значимости грандиозной общероссийской градостроительной реформы 1763 года и регламентирующих документах, разработанных Комиссией строений Санкт-Петербурга и Москвы, которые смогли значительно повысить, посредством внедрения «образцовых проектов», архитектурно-художественные качества застройки и пожарную безопасность города. Приводятся разновременные типы застройки Воронежа в соответствии с этапами эволюционного развития пространственно-планировочной структуры города.
106-114 96
Аннотация
В рамках концепции устойчивого развития городов решается задача прогнозирования параметров воздушной среды и проводится оценка влияния процессов, протекающих на урбанизированных территориях на атмосферу. Показано, что в числе основных методов решения этой задачи - создание и развитие информационных систем мониторинга, прогнозирования и оповещения о состоянии воздушной среды. Установлено, что наиболее активно развиваются комплексные информационные системы, позволяющие рассматривать физико-химические процессы на достаточно больших пространственных масштабах, а также прогнозировать состояния воздушной среды города в целом. Возможности использования этих систем для исследования процессов в относительно небольших объемах воздуха ограничены. Авторами предложена принципиальная схема локальной информационной системы прогнозирования динамики воздушной среды. Приведен алгоритм реализации предложенного подхода. Подробно рассмотрены результаты разработки измерительного компонента локальной информационной системы. Представлены результаты измерения динамики концентрации угарного газа, оксида азота 4, сернистого ангидрида в атмосферном воздухе жилой застройки, прилегающей к территории Орловской ТЭЦ в течение дня. Показано, что динамика концентрации загрязняющих веществ в воздухе в течение дня, полученная экспериментально, соответствует современным теоретическим представлениям о характере распространения рассмотренных загрязняющих веществ в воздухе. На основе полученных результатов был сделан вывод об адекватности разработанного измерительного компонента локальной информационной системы прогнозирования динамики воздушной среды.
115-130 105
Аннотация
Исследование основано на выявленных архивных и печатных источниках, натурных исследованиях автора, которые позволяют более обоснованно реконструировать образную структуру утраченных дворянских и купеческих усадеб в сфере реконструкции их архитектурно-пространственной организации на территории порубежного региона России. Основой исследования является изучение топографии и физико-географические типов местности, характерных для Курского региона. Научная новизна исследования связана с проведением авторских экспедиций по выявлению признаков существования и натурном обследованием ряда сохранившихся усадебных комплексов, не привлекавшие ранее в должной мере внимание исследователей. Особую значимость имеет выявление архивных и печатных источников, которые позволяют более обоснованно реконструировать образную и материальную структуру утраченных элементов дворянских и купеческих усадеб. Особая значимость выполненной комплексной исследовательской работы обусловлена возможностью заполнить лакуны в изучении важных страниц истории общенациональной и региональной русской культуры, отразившихся на формировании региональных особенностей строительных приёмов и образности архитектурных ансамблей усадеб Курского края.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
131-136 197
Аннотация
Приведены технологии возведения железобетонных перекрытий с не извлекаемыми пустообразователями при выполнении капитального ремонта зданий с заменой деревянных перекрытий. Использование пустообразователей позволяет снизить расход бетона, арматуры, сокращает продолжительность возведения и энергозатраты. Установлены технологические особенности устройства перекрытий с цилиндрическими пустообразователями, шарообразной и эллиптической формы, в виде плоских пенополистирольных плит. Адаптирована технология возведения перекрытий к условиям капитального ремонта зданий. Приведена технологическая последовательность производства работ с учетом стесненности условий рабочих зон.
ISSN 2073-7416 (Print)