№ 3 (2021)
ТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
6-14 198
Аннотация
В статье рассматриваются конструкции покрытий зданий и сооружений в виде деревянных пологих оболочек на прямоугольном плане. Приводится вывод уравнений с учетом ортотропии работы материала и геометрической нелинейности работы тонкостенной конструкции. Даётся методика решения систем уравнений с помощью метода Бубнова-Галёркина. Моделируется работа конструкции с различными способами закрепления краёв. Исследуется влияние соотношения модулей упругости во взаимно перпендикулярных направлениях, формы, толщины конструкции на значение напряжений, критической нагрузки и нижних частот малых свободных колебаний. Результаты приведённых исследований приводятся в безразмерном виде и иллюстрируются графиками, что делает удобным использование их в инженерных расчетах. Даются рекомендации по корректировке формы и толщины конструкции покрытий в виде пологих оболочек для увеличения их несущей способности или уменьшения расхода материала.
15-26 165
Аннотация
Предложен вариант критерия трещиностойкости и критерия прочности плосконапряженных конструкций из высокопрочного фибробетона, фиброжелезобетона. Критерии построены на основе теории пластичности бетона и железобетона Г.А. Гениева. В общем виде условие трещиностойкости плосконапряженного фибробетонного элемента представлено в виде эллипса со скачками на координатных осях главных приведенных напряжений. Условие прочности фиброжелезобетонного элемента описывается сложной фигурой, учитывающей трещинообразование в элементе при плоском напряженном состоянии. Характерные точки на координатных осях вычислены по физико-механическим характеристикам прочности бетона, полученным в результате испытаний высокопрочного фибробетона на одноосное сжатие и одноосное растяжение с «растворенной» фиброй в теле бетона и арматурой, приведенной к бетону. Даны результаты сравнительного анализа критериев трещиностойкости и прочности высокопрочного бетона и высокопрочного фибробетона в зависимости от процентного содержания волокна в теле бетона и типа применяемой фибры. Предложенные аналитические зависимости могут быть использованы для анализа трещиностойкости и прочности плосконапряженных железобетонных балок-стенок, армированных фиброй, угловых зон пологих оболочек и других плосконапряженных конструкций из высокопрочного фибробетона и фиброжелезобетона.
27-46 203
Аннотация
Были определены моменты в железобетоне при изгибе с кручением, предложена новая первая гипотеза линейных деформаций и ее наполнения эпюры при изгибе с кручением для аналитического второго функционала как функция от трех функций, - экспонента, прямая линия и кривая парабола. Найден простой новый способ (из семейств метод сеток) и предложена суммированная функция от дополнительной депланации. Построена новая вторая гипотеза угловых деформаций и ее наполнения эпюры в железобетоне при изгибе с кручением. Аналитический первый общий неопределенный функционал представляет собой функцию от функций, а также переходы, - операции между функциями. При этом получен пространственный тройной интеграл от аргументов из продольных деформаций для первой гипотезы, а также третий и четвертый функционалы (неопределенный и определенный) из моментов (изгибающий и крутящий) с проецированием коэффициентов диаграммы «деформаций - напряжений» сжатого бетона и коэффициентами наполнения эпюр сжатого бетона для их плеч до нейтральной оси для поля из малых квадратов. Определен изгибающий и крутящий моменты от сжатой области бетона и рабочей арматуры (свернутый для их уровней или развернутый в алгебраические функции из синтеза расчетной модели железобетонных блоков). При этом имеем новые функционалы (от первого до четвертого функционала), предложенные гипотезы (первая и вторая), а также поперечные сечения (от малых квадратов) до пространственной трещины. Появляются также скачки (трещины) боковые, нормальные и др., от первой - третьей стадии средних деформаций бетона и рабочей арматуры.
47-58 100
Аннотация
Бессдвиговая теория В.З. Власова остается одним из наиболее обоснованных походов к расчету тонкостенных стержней с учетом стесненного кручения. В то же время использование данной теории для анализа деформаций рамных конструкций еще требует проведения исследований с точки зрения условий передачи сил в узлах соединения стержней. Как отмечается в литературных источниках, на стыках тонкостенных стержней открытого профиля для некоторых конструктивных решений может существенно нарушаться баланс бимоментов. В настоящей статье рассматривается аспект данного явления для стальных двутавровых профилей, связанный с наличием наклонных ребер жесткости в стыковочных узлах. С помощью оболочечных конечноэлементных моделей показано влияние наклонных ребер на появление скачков по бимоментам при попарном соединении стержней. Выведена зависимость, обеспечивающая возможность учета в стержневых моделях жесткости наклонного ребра с точки зрения стеснения депланаций поперечных сечений. На основе численных экспериментов установлено, что введение таких жесткостей в стержневые конечноэлементные схемы рамных конструкций позволяет с достаточно высокой для инженерной практики точностью отразить условие взаимодействия стержней по передаче бимоментов.
59-67 121
Аннотация
Текстиль-бетон - инновационный композитный материал, являющийся предметом интенсивных исследований с начала 90-х годов прошлого века. После утверждения норм и правил по его применению для усиления плит-перекрытий был сделан важный шаг к его выходу на рынок строительных материалов. Вопросы же, касающиеся армирования стержнеобразных несущих элементов строительных конструкций нуждаются в дополнительных исследованиях. Несмотря на имеющийся при этом большой потенциал, метод обвязки несущих опор и колонн до сих пор изучен недостаточно. Имеется потребность в проведении научных исследований, касающихся широкого диапазона геометрических параметров и используемых систем армирования. В институте железобетона Высшей технической школы г. Лейпциг были проведены испытания различным образом армированных углеволокном образцов в широком дипазоне геометрическиъх параметров. Их целью являлась оценка влияния на возможное увеличение несущей способности колонн, армированных углеродом, при концентрированной точечной нагрузке.
БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
68-75 189
Аннотация
В работе представлена методика использования коэффициента редукции для обеспечения устойчивости монолитных железобетонных несущих конструкций к прогрессирующему обрушению. В рамках проведенного верификационного исследования доказана корректность и обоснованность разработанного метода расчетного анализа устойчивости монолитных железобетонных несущих систем зданий и сооружений к прогрессирующему обрушению. Полученный и обоснованный в рамках выполненных исследований коэффициент редукции (K1) представляет собой важнейшую деформационную характеристику особого предельного состояния монолитных железобетонных несущих систем зданий и сооружений для аварийной расчетной ситуации, связанной с отказом локального конструктивного элемента.
76-108 573
Аннотация
В течение всего срока службы конструкции зданий и сооружений подвержены силовым и средовым воздействиям различной природы и интенсивности. В отдельных случаях такие воздействия могут приводить к потере несущей способности конструктивных элементов здания, что в свою очередь может привести к непропорциональному отказу всей конструктивной системы - ее прогрессирующему обрушению. Крупные аварии, произошедшие на объектах капитального строительства, такие как обрушение секции многоэтажного жилого здания Ронан Пойнт (Лондон, 1968), торгового центра Сампун (Сеул, 1995), покрытия Трансвааль-Парка (Москва, 2004), здания ВТЦ (Нью Йорк, 2011) и др., наглядно продемонстрировали актуальность этой проблемы. В связи с этим в нормативных документах США, Великобритании, ЕС, Китая, Австралии, России и других стран были установлены требования о необходимости расчета конструктивных систем зданий на прогрессирующее обрушение при внезапных структурных перестройках, вызванных удалением одного из несущих элементов. Однако наблюдаемый в мировой научной литературе устойчивый рост числа новых публикаций по проблеме прогрессирующего обрушения указывает на то, что результаты таких исследований пока не дают исчерпывающих ответов на все вопросы, связанные с этим явлением. В этой связи предлагаемая обзорная статья направлена на систематизацию, обобщение и анализ новых результатов исследований по вопросам сопротивления прогрессирующему обрушению конструктивных систем зданий и сооружений, выявление новых тенденций и предложение новых направлений и задач исследований для повышения уровня конструктивной безопасности проектных решений зданий и сооружений. Для достижения указанной цели рассмотрены: природа воздействий, приводящих к прогрессирующему обрушению; особенности моделирования прогрессирующего обрушения конструктивных систем зданий и сооружений; механизмы сопротивления прогрессирующему обрушению и критерии особого предельного состояния. Особое внимание в научном обзоре уделено анализу работ, относящихся к новому направлению исследований в рассматриваемой области, связанному с оценкой несущей способности сжатых и сжато изогнутых элементов конструктивных систем, влияния на их сопротивление прогрессирующему обрушению параметров режима нагружения, деградации свойств материалов и топологии конструктивной системы. Значимость предлагаемого научного обзора состоит в том, что в нем наряду с известными и новыми результатами, представленными в англоязычной научной литературе, обобщены и проанализированы оригинальные подходы, методики и результаты исследований, опубликованные в русскоязычных научных изданиях, прежде всего входящих в RSCI Web of Science.
АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО
109-129 137
Аннотация
Исследование основано на малоизвестном фактическом материале: комплексном анализе документальных и печатных источников центральных и региональных архивов, музеев и библиотек; семейных отечественных и зарубежных архивах; натурном обследовании сохранившихся фрагментов поселения Коренная пустынь. Научная новизна исследования связана с проведением авторских экспедиций и обследования комплекса застройки местечка Коренная пустынь (монастырь, ярмарка, село) (обмеры, фотофиксация, натурные зарисовки), выявляются архивные и печатные источники, воскрешающие образы утраченных дворянских и купеческих усадеб дач, осуществляется общий анализ заданной темы. Важным результатом исследования становится раскрытие феномена загородного усадебного строительства Курской губернии поселения в составе монастырского и ярмарочного комплекса местечка Коренная пустынь во 2-й половине XVIII - 1-й половине XIX вв.. В работе рассмотрены особенности стилистических этапов и объёмно-планировочных решений в архитектуре ансамбля зданий и сооружений уникального поселения. Исследование выполнено за счет средств Государственной программы Российской Федерации «Развитие науки и технологий» в рамках Плана фундаментальных научных исследований Минстроя
130-139 139
Аннотация
Целями исследования явились вопросы предпосылки к реновации прибрежной территории Волгограда для формирования устойчивого развития территорий Волгоградской агломерации. В статье приведены результаты градостроительного анализа: функциональное зонирование территории набережной; схема реорганизации территории в границах разработки концепции; схема классификации озелененных територий и ретроспективного материала. Обосновывается актуальность развития городских рекреационных пространств, прибрежных территорий, преобразования и модернизация уже сложившейся застройки в контексте решения проблем градостроительной деятельности. Приведены требования к оценке по каждому характерному показателю, влияющему на преобразование существующего облика Волгограда для повышения туристического потенциала.Установлено, что планировочные и архитектурно-пространственные решения набережной г. Волгоград пешеходно-транспортная - двухъярусная: при этом верхние и нижние ярусы имеют различное функциональное назначение.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
Сергей Викторович Федосов,
Азарий Абрамович Лапидус,
Николай Валериевич Красносельских,
Александр Михайлович Соколов,
Тимофей Евгеньевич Шадриков
140-150 114
Аннотация
Рассмотрена организация технологического процесса изготовления изделий из бетона с применением электротепловой обработки токами повышенной частоты как на крупных, так на малых промышленных предприятиях. Эта технология также удобна при зимнем бетонировании и проведении бетонных работ в полевых условиях. Технология строится на применении централизованного источника питания повышенной частоты, выполненного с использованием мощных транзисторных преобразователей напряжения, для одновременной обработки нескольких изделий. Представлена опытно-промышленная установка для реализации такой технологии и результаты эксперимента с ее использованием. Выполнена оценка мощности установки на основе разработанного графика производства работ. На примере изготовления фундаментных блоков типа ФБС 12.4.6 показано, что реальный график производства работ по изготовлению изделий с помощью электротепловой обработки токами повышенной частоты приводит к тому, что потребляемая из питающей сети мощность имеет относительно небольшую величину (13,2 кВт), которую может себе позволить практически любое предприятие.
ISSN 2073-7416 (Print)