Preview

Строительство и реконструкция

Расширенный поиск
№ 3 (2020)

ТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

3-13 103
Аннотация
Приведены результаты опытных данных о сложном сопротивлении железобетонных конструкций круглого поперечного сечения из бетона В25, включающие графики прогибов и углов поворота при рассматриваемом напряженном состоянии, а также зависимости деформаций бетона, полученные по показаниям розеток электротензорезисторов по отношению к исследуемому расчетному сечению. Экспериментально, используя предложенную схему установки тензорезисторов, определены главные деформации удлинения (и укорочения) бетона. Арматура опытных конструкций была подобрана таким образом, что в стадии, предшествующей разрушению в ней достигалась текучесть. Полученные опытные данные позволяют выполнить оценку предложенных для конструкций круглого поперечного сечения методов расчета при рассматриваемом напряженном состоянии, в часности проверку таких расчетных параметров как значения обобщенной нагрузки трещинообразования и уровня этой нагрузки относительно предельной разрушающей нагрузки; расстояния между трещинами на разных уровнях трещинообразования, ширины раскрытия трещин на уровне оси рабочей арматуры и на удалении двух диаметров от осей арматуры, а также вдоль всего профиля трещины на различных ступенях нагружения конструкции, координат точек образования пространственных трещин, схем образования, развития и раскрытия трещин. Испытаниями установлено, что раскрытие трещин в исследуемых конструкциях на уровне оси рабочей арматуры в два-три раза меньше чем их раскрытие на удалении полутора-двух диаметров от оси рабочей (продольной и поперечной) арматуры. Экспериментально установленые опытные параметры и картины трещин позволяют уточнить принятые рабочие гипотезы при построении расчетныой модели сопротивления железобетонных конструкций круглого поперечного сечения при кручении с изгибом.
14-19 92
Аннотация
Конструкции, испытывающие деформации кручения, широко распространены в строительстве, поэтому разработка и совершенствование методов расчета таких конструкций является одной из актуальных задач строительной механики и теории упругости. Точные решения могут быть получены лишь для стержней с эллиптическим и прямоугольным поперечным сечением, в остальных случаях приходится прибегать к использованию приближенных аналитических или численных методов, многие из которых являются достаточно трудоемкими. В связи с этим целью настоящей статьи является демонтрация новых возможностей применения методов интерполяции к решению задач свободного кручения призматических стержней. В статье приводится сопоставление значений приведенной геометрической жесткости прямоугольных сечений при свободном кручении стержня, полученных с использованием точного и приближенных решений. Точное решение представлено в зависимости от отношения сторон прямоугольника, а приближенные решения - в зависимости от геометрических аргументов - коэффициента формы и отношения конформных радиусов (внутреннего к внешнему). В первом случае для прямоугольных сечений в диапазоне 1 £ а/b £ 8 погрешность получаемых решений составляет 2%, а во втором - 3,2%.
20-30 118
Аннотация
В XXI веке практически во всех странах появляются сооружения в форме аналитически незадаваемых поверхностей. Возникла архитектура произвольных форм. Архитекторы использовали весь свой арсенал аналитических поверхностей, пригодный для воплощения их творческих концепций. Как показали исследования, проведенные в РУДН, в настоящее время нашли применение только 43аналитические поверхности из 600 известных. Но многие известные и молодые архитекторы и конструкторы перешли к применению поверхностей, которые нельзя задать аналитически. Их замыслы воплотились во многих гражданских, общественных и промышленных сооружениях и стали архитектурными достопримечательностями городов и стран, наряду с сооружениями, построенными раньше в форме канонических поверхностей. В статье приводятся примеры наиболее интересных зданий, дается классификация оболочек и пространственных структур свободных форм в зависимости от их расчетных схем, материала и конструктивных решений. Цель настоящего исследования - выяснить степень вовлеченности архитекторов, геометров и инженеров-расчетчиков в разработку и строительство оболочек и стержневых структур в форме аналитически незадаваемых поверхностей.
31-44 93
Аннотация
Известно, что в случае динамических воздействий важными динамическими характеристиками конструкций сооружения являются частоты и формы собственных колебаний, с которыми связана его реакция на динамическое воздействие. К числу таких конструкций, относятся конструкции, лежащие на грунте, которые можно рассматривать при их расчете как балки на упругом основании. Используя метод начальных параметров для балки со свободными краями, расположенной на упругом основании, решена задача по определению влияния присоединенной массы m 1 на круговую частоту собственных поперечных колебаний (без учета сил сопротивления), определены три первые частоты и формы собственных поперечных колебаний балки. Решена задача по определению усилий в балке с учетом собственного веса и динамической нагрузки (возмущающей силы) F(t), с частотой вынужденных колебаний, соответствующей резонансной и межрезонансной зонам, приложенной в произвольной точке d. Сформулированы условия, которые необходимо учитывать при анализе динамического поведения конструкции под действием переменных нагрузок в различных расчетных ситуациях.
45-50 85
Аннотация
Рассматривается взаимосвязь максимальных прогибов от статической равномерно распределённой нагрузкиW 0 и основной частоты собственных поперечных колебаний ω кольцевой изотропной пластинки при неоднородных условиях опирания по внешнему и внутреннему контуру в зависимости от соотношения радиуса внутреннего кольца к наружному радиусу пластинки. По результатам исследования построены графики зависимости максимального прогиба и частоты собственных колебаний пластинки от соотношения r/R. Показано, что для кольцевых пластинок при r/R ≤0,75 коэффициент К с точностью до 4% совпадает с аналогичным коэффициентом для однопролётных балок с неоднородными граничными условиями.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

51-62 102
Аннотация
Рассматривается взаимосвязь максимальных прогибов от статической равномерно распределённой нагрузкиW 0 и основной частоты собственных поперечных колебаний ω кольцевой изотропной пластинки при неоднородных условиях опирания по внешнему и внутреннему контуру в зависимости от соотношения радиуса внутреннего кольца к наружному радиусу пластинки. По результатам исследования построены графики зависимости максимального прогиба и частоты собственных колебаний пластинки от соотношения r/R. Показано, что для кольцевых пластинок при r/R ≤0,75 коэффициент К с точностью до 4% совпадает с аналогичным коэффициентом для однопролётных балок с неоднородными граничными условиями.
63-71 217
Аннотация
В статье рассмотрен мультимодальный нелинейный статический метод (МНСМ) при оценке сейсмостойкости высотных сооружений. Объектом исследования является ветроэлектрическая установка высотой 80 метров. В статье предложена методика учета высших форм колебаний, а также модифицированный алгоритм поиска характеристической точки при оценке сейсмостойкости нелинейным статическим методом. Для верификации полученных результатов выполнен расчет на сейсмическое воздействие уровня «Максимальное Расчетное Землетрясение» («МРЗ») с использованием прямого динамического метода с учетом возможности развития в несущих элементах конструкции неупругих деформаций и локальных хрупких разрушений. Выполнен сравнительный анализ результатов, по результатам которого погрешность в расчетах не превышает 12%.
72-81 155
Аннотация
Приведена методика экспериментальных исследований бетонных и железобетонных элементов с целью определения параметров деформирования бетона при его статическом нагружении до заданного уровня, с последующим однократным динамическим высокоскоростным докружением ударной нагрузкой. Испатания образцов проводятся посредством режимного статико-динамического нагружения, которое осуществляется с использованием специально разработанного устройства, позволяющего фиксировать заданный уровень статического нагружения опытного образца и догружать его с этого уровня ударной нагрузкой с заданными динамическими параметрами. Разработанная методика статико-динамических испытаний, приоритет которой защищен патетом РФ, позволяет экспериментально определять параметры диаграмм деформирования бетона такие как динамический модуль деформаций, динамическую прочность бетона, предельны деформации бетона при различных режимах рассматриваемого статико-динамического нагружения, а также изменение коэффициента динамической прочности бетона при различном уровне начальной статической нагрузки. Дан анализ результатов испытаний первой серии бетонных призм и приведены прочностные, деформативные и временные параметры для испытанных образцов, а также полученные с помощью ультразвукового прибора ПУЛЬСАР 2.1 измененя напряжений и объемных деформаций бетона при рассматриваемых режимах нагружений.

АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО

82-98 107
Аннотация
Исследование основано на выявленных архивных и печатных источниках, натурных исследованиях автора, которые позволяют более обоснованно реконструировать архитектуру утраченных и сохранившихся фрагментов дворянских и купеческих усадеб на территории порубежного региона России в период «Золотого века» русской усадьбы. Научная новизна исследования связана с проведением авторских экспедиций по выявлению признаков существования и натурном обследовании 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

99-108 127
Аннотация
Применение инъекционных смесей на основе тонкодисперсных минеральных вяжущих (иначе называемых микроцементами), предназначенных для инъекционного формирования укреплённых массивов (грунтобетонов) в проницаемых грунтах (пески всех видов) обусловливает экономическую целесообразность их применения при решении широкого спектра различных геотехнических задач. Для правильного назначения параметров применения тонкодисперсных вяжущих при инъектировании грунтов разработаны соответствующие критерии оценки их свойств. Однако малоизученным остается вопрос назначения расходов сырьевых материалов для получения грунтобетонных конструкций и закреплённых массивов с требуемыми свойствами. На сегодняшний день в РФ практически не представлена нормативная база для тонкодисперных вяжущих (микровяжущих), применяемых в инъецировании, отсутствует научная база формирования грунтобетонов, формируемых с помощью иньекции, в.т.ч. нет адекватных зависимостей наподобие формулы Боломея-Скрамтаева для бетона отражающая получаемую прочность от расхода и качества компонентов. Авторами проведен ряд опытов, показывающих неприменимость основных закономерностей для обычных бетонов при создании грунтобетонов, получаемых методами инъектирования. Рассмотрены различные виды тонкодисперсных вяжущих, применяемых в геотехническом строительстве. В качестве контрольных параметров сравнивался гранулометрический и минеральный состав тонкодисперных вяжущих, оценивалась проникающая способность при разных режимах приготовления и нагнетания инъекционной смеси в грунты, характеристики полученного грунтобетона. Также сравнивались две технологии создания грунтобетона - путем механического перемешивания и по способу инъекционной пропитки контрольных образцов песчаного грунта на предмет соответствия принципам подбора составов действующих нормативных документов для тяжелых и легких бетонов. Подтверждены значительные отличие свойств грунтобетона, полученного по методам инъекционной пропитки (традиционных грунтобетонов) и перемешивания (как для обычных бетонов). Исследования подтвердили возможность инъекционной пропитки вяжущими определенного грансостава в целях укрепления песчаных грунтов в соответствии с назначенными технологическими параметрами. Показаны коэффициенты эффективности использования микровяжущих при инъектировании, отражены данные по свойствам образуемого грунтобетона при разных технологических параметрах.
109-119 91
Аннотация
Проблема утилизации промышленных отходов с каждым годом становится все более острой. Экологическая ситуация в нашей стране и во всем мире неуклонно ухудшается. Природные ресурсы, используемые человеком, так же сокращаются, что так же обуславливает необходимость их замены на альтернативные источники. В связи с этим все более актуальной является проблема получения эффективных композиционных строительных материалов и изделий, с применением отходов производства. Перспективным направлением решения данной проблемы является применение технологии контактно-конденсационное твердения. В статье приведены результаты исследования прочностных свойств композитов, изготовленных с применением пыли цементного производства, боя стекла и шлака. Приводятся результаты исследования физико-механических свойств и стойкости в условиях воздействия агрессивных сред. Исследованы различные способы совмещения компонентов данных композитов. В результате получены материалы на основе промышленных отходов, обладающие улучшенными прочностными характеристиками, стойкие к воздействию различных агрессивных сред.
120-130 147
Аннотация
Еще начиная со второй половины XX века во всем мире было предпринято не мало попыток по созданию полимерных композитов с повышенными эксплуатационными характеристиками путем их модификации такими добавками, как каучук, минеральный наполнитель, а также органические и неорганические частицы [2-3]. Для достижения повышенных эксплуатационных свойств композитов производители вводят в эпоксидные матрицы комбинации различных добавок-модификаторов, применение которых позволяет решить большинство проблем, связанных с эксплуатацией и долговечностью полимерных материалов. На данный момент из наиболее известных наполнителей эпоксидных систем самыми успешными являются углеродные нанотрубки (УНТ), которые по праву считаются идеальными добавками для полимеров из-за их высокой прочности и трубчатой структуры [18-20]. В данном исследовании проводилось изучение влияния галлуазитовых нанотрубок (ГНТ) на механические свойства отвержденных образцов на эпоксидной основе. Механическиеиспытанияпроводилисьсогласнометодике national standard of the Russian Federation GOST R 56800-2015 «Polymer composites. Determination of mechanical tensile properties of unreinforced and reinforced materials» (ASTM D638-10 «Standard test method for tensile properties of plastics»). Были получены следующие результаты: предел прочности при одноосном растяжении был улучшен на +18,58%, модуль упругости - на +6.90%, относительное удлинение уменьшилось на -15,57% в образцах, содержащих 10% по масс. ГНТ. В данном исследовании галлуазитовые нанотрубки продемонстрировали свою эффективность в качестве наполнителя эпоксидной смолы, по сравнению с УНТ - частицы галлуазита являются более предпочтительным вариантов, по причине их существенной дешевизны.
131-136 87
Аннотация
На протяжении последних 150 лет находит применение искусственный мрамор, который может иметь разнообразные расцветку и фактуру, а также обладает способностью легко принимать необходимую форму при изготовлении деталей любой сложности. Существует множество способов получения искусственного мрамора и рецептур смесей, большинство из которых в качестве вяжущего вещества включает цемент, а в качестве заполнителя - кварцевый песок. В данной работе показано, что молотые стеклоотходы могут стать заменой кварцевого песка или его части при приготовлении смесей для получения искусственного мрамора, что приводит к повышению прочности материала при сжатии и снижению его водопоглощения. В качестве окрашивающих добавок при получении искусственного мрамора апробированы черный железоокисный пигмент, охра светлая, редоксайд. Предложено неравномерно распределять эти добавки в смесях с включением молотых стеклоотходов, что позволяет достичь приближенного сходства внешнего вида получаемого материала с натуральным мрамором.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-7416 (Print)