Preview

Строительство и реконструкция

Расширенный поиск
№ 4 (2022)

ТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

3-14 140
Аннотация
Опыт эксплуатации ПВХ окон в районах с низкими зимними температурами наружного воздуха показал, что они подвержены значительным изгибным температурным деформациям, которые приводят к снижению их эксплуатационных качеств. Однако температурные деформации никак не учитываются при проектировании окон ПВХ, что связано с отсутствием инженерной методики их расчёта на температурные нагрузки. В настоящей статье представлен инженерный подход к расчету температурных деформаций оконных профилей ПВХ. Он реализован на примере расчета оконного ПВХ импоста с армирующим стальным сердечником на температурный изгиб для зимних условий эксплуатации. Расчёт выполнен двумя способами: численно-аналитическим и упрощенным аналитическим. Для верификации расчётной методики в климатической камере было проведено испытание двухстворчатого окна на температурную нагрузку. Сравнение результата расчётов с результатами испытаний показали расхождение в 10.6% (для численно-аналитического расчёта) и 16.2% (для аналитического расчёта). Результаты лабораторных испытания подтвердили принятое в расчётной методике допущение: расчёт температурных деформаций импоста при его шарнирном креплении к раме возможно вести без учёта жесткости примыкающих к импосту створок, поскольку створки и импост деформируются под действием температуры совместно и не передают друг на друга механических усилий.
15-33 167
Аннотация
Исследуется физическая суть сопротивления бетона и железобетона от дислокаций, микротрещин до макротрещин и их приводится экспериментальное обоснование. Для «восьмерки» структуры кристаллов различных материалов (бетона и стали) разработана общая модель в виде шара, для которого записано суммирование объемных секторов, уровней - радиусов из матрицы плоскостей скольжения. При этом используется альтернатива теории пластичности в виде энергетической интерпретации на поверхности сферы и определения интеграла среднего квадратичного значения касательных напряжений. Показана важность получения дислокаций в микротрещине, угловых и линейных деформаций, перемещений в представительном объеме куба бетона. При повышении интенсивности нагружения процесс деформирования переходит уже в магистральные трещины, где используется строительная механика двухконсольных элементов для растяжения, сжатия, поперечного сдвига и кручения. В качестве условия прочности бетона приняты предельнаая интенсивность деформаций сдвига или чистый сдвиг. Значимыми вопросами является модуль дилатации и коэффициент поперечных деформаций, для которых получены функции на всех стадиях напряженно-деформированного состояния бетона при эволюции перехода от трещинообразования до магистральных трещин. Диаграммы сжатия и растяжения бетона для интенсивности деформаций или минимального чистого сдвига используют касательные напряжения . Принципиальное отличие диаграммы на ниспадающем участке заключается в использовании здесь предельного сопротивления бетона. Уменьшение напряжений в материале, разрушение которого носит «отрывной» характер - явление противоестественное, а предельное сопротивление бетона при и снижения призменной прочности на i-й ступени равно . Характер деформирования бетона при образовании более ранних микротрещин, а потом поздних магистральных трещин ориентирован вдоль линии нагружения - при сжатии, либо поперек - для усилия растяжения.
34-40 100
Аннотация
Анализируются существующие методики определения коэффициентов ветровой нагрузки, с целью выявления особенностей влияния вида распределения на усилия от воздействия ветра на конструкции зданий и сооружений призматического типа с различными пропорциямифронтальной поверхности. Рассматривались железобетонные здания с первой частотой собственных колебаний больше предельного значения. Исследование выполнено на основе изучения и анализа основных положений нормативных документов, регулирующих проектно-конструкторскую деятельность в РФ, а также актуальных трудов отечественных и зарубежных ученых, соответствующих исследованиям данного направления. Метод исследования структурно-аналитический анализ с использованием корреляционных зависимостей исследуемых факторов. Приводятся аналитические зависимости для определения усилий от ветра при различных способах назначения коэффициента пульсационной ветровой нагрузки по высоте здания, с учетом формы и пропорций ветровой поверхности, а также их графическая интерпретация. Работа основана на положениях отечественных строительных норм и правил и соответствующих сведений, содержащихся в иных отечественных и зарубежных источниках и нормах. Установлено, что в зданиях призматической формы наблюдаются отдельные участки, где усилия от составляющих ветровой нагрузки, существенно зависят не только от пропорций фронтальных поверхностей, но и методов, примененных для установления закона распределения коэффициентов. Проведенное исследование свидетельствует о неоднозначности получаемых результатов, допускающих возможность превышения или недогруженности конструкций или отдельных элементов. Результаты работы позволяют корректировать расчеты по установлению величин ветровых нагрузок для рассмотренных типов зданий и диапазонов высот и прогнозировать для других объектов с иными параметрами.
41-51 162
Аннотация
Увеличение прочностных свойств деревянных конструкций является важной задачей. Древесина может иметь множество дефектов, связанных с природным строением (пороки) или полученных во время эксплуатации (загнивание, усушка и т.д.). Для повышения прочности древесины и, следовательно, несущей способности конструкций на ее основе, используют как традиционные методы (усиление металлом, бетоном или железобетоном), так и перспективные в настоящее время методы модификации полимерными составами, в том числе с наноструктурным наполнителем. В настоящей работе выполнено исследование по определению прочности образцов модифицированной древесины на сжатие вдоль волокон. Были рассмотрены четыре различные смолы и два наполнителя - углеродные нанотрубки и карбоксилированные углеродные нанотрубки, которые добавлялись в связующее в разных процентных соотношениях (от 0 до 1,1 %). В качестве модификации была применена технология импрегнирования низковязкой полимерной композиции в тело древесины с использованием импульсного воздействия избыточного давления по режиму 10-5-10-5-10 мин. Модифицированные образцы испытывались при кратковременном действии нагрузок до разрушения. Результатами испытания на образцах определена возможность повышения прочности и снижения деформативности деревянных конструкций, модифицированных полимерной композицией на основе смолы с добавлением наноструктурного наполнителя.
52-63 166
Аннотация
В работе изучаются методы получения динамических характеристик (динамический модуль упругости, коэффициент потерь) конструкционных материалов, таких как бетоны и цементные растворы, по результатам экспериментального модального анализа. Представлены замкнутые выражения для определения коэффициента потерь механических колебаний, полученные из решения дифференциальных уравнений колебаний одномассовых систем, к которым приводят колебания протяжённых конструкций по первым формам. Представлена процедура проведения модального анализа коротких балок, изготовленных из тестовых образцов конструкционных материалов. Представлена процедура вычисления собственных частот первых формы колебаний балок. На основании решения уравнения представлена формула для определения коэффициентов демпфирования и динамического модуля упругости материала балки
64-74 97
Аннотация
В исследовании разработаны алгоритмы вероятностной оценки надежности стальных ферм по критерию прогиба с использованием р-блоков как моделей случайных величин. Р-блоки представляют собой область, сформированную граничными функциями распределения вероятностей, внутри которой находится действительная функция распределения вероятностей случайной величины. На основе представленных подходов можно выполнить расчет фермы на заданный индекс надежности или вероятность безотказной работы. Р-блоки в роли моделей случайных величин позволяют эффективно учитывать алеаторную и эпистемологическую неопределенности одновременно. Особую актуальность такие модели представляют для снеговой нагрузки как одного из главных факторов, влияющих на напряженно-деформированное состояние ферм. Информация об уровне надежности стальной фермы по критерию прогиба необходима для комплексной оценки надежности фермы. Также предложен подход к оценке надежности эксплуатируемых ферм по критерию прогиба, где предельный прогиб ограничивается условием потери устойчивости выбранного стержня фермы.

БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

75-86 140
Аннотация
Объектом исследования является коррозионный процесс разрушения бетонных и железобетонных конструкций в агрессивных средах. Цель исследования - установление совокупности соотношений и взаимосвязи характеристик указанного процесса с различными внешними и внутренними факторами, влияющими на развитие коррозии. Для решения поставленных задач на основании полученных экспериментальных данных применялся метод математического моделирования коррозионных процессов. С позиции теорий физико-химических превращений и тепломассообменных закономерностей, различные стадии коррозии могут моделироваться дифференциальными уравнениями взаимосвязанного тепломассопереноса с краевыми условиями. Их характеризуют произвольные функции начальных потенциалов переноса и нелинейные граничные условия всех известных типов. Продемонстрированы возможности разработанных физико-математических моделей массопереноса в процессах изучения коррозии различных видов. Они позволяют оценить концентрации переносимого компонента по толщине бетонной конструкции и в самой биопленке в любой момент времени, а также концентрации «свободного» гидроксида кальция в жидкой фазе. В результате удается прогнозировать долговечность и надежность бетонных конструкций с минимальной погрешностью. Предлагаемая авторская модель разрушения цементных бетонов с учетом кольматации пор и капилляров обеспечивает адекватность суждений о кинетике массообменных процессов при коррозии второго вида.

АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО

87-111 150
Аннотация
Исследование направлено на комплексную модернизацию устаревших жилых районов в городах Республики Казахстан. Содержание базируется на изучении приемов функционально-градостроительной и объемно-планировочной реконструкции жилого квартала в городе Сарань. Жилая застройка советского периода не отвечает современным требованиям благоустройства и размещения инфраструктурных объектов, в связи с износом инженерных систем, отделочных и изоляционных материалов имеет низкий уровень энергоэффективности и комфорта. Необходимы меры повышения социализации и коммерческой привлекательности застройки, что способствует устойчивому развитию городских и пригородных зон, а также городов спутников. Проводится сбор информации и технической документации, анкетирование и опрос жителей. Собранный материал анализируется, на основе анализа предлагается концептуальное решение. Используется 3-D модельный метод проектирования и визуализации. Разрабатывается концептуальное объемно-пространственное решение модернизации двухэтажного жилого квартала. Принимается комплекс мер по улучшению инфраструктуры объекта и систематизации универсальных средств устойчивого развития городских территорий.
112-131 103
Аннотация
В статье кратко изложены архитектурные стили, конструктивные решения, сведения об истории появления конструкционных строительных материалов и проанализированы этапы увлечения тонкостенными пространственными большепролетными сооружениями. Особое внимание уделено установлению точных дат в хронологии появления стилей, конструктивных решений и появлении первых сооружений соответствующих стилей и их авторов. Описаны выявленные причины разрушения некоторых знаковых пространственных сооружений и как эти аварии и разрушения повлияли на дальнейшее проектирование и строительство сооружений аналогичного типа. Приведены, в основном, положительные высказывания известных архитекторов о месте оболочечных сооружений в промышленном, гражданском и жилищном строительстве в настоящее время. На основании опубликованных в специализированных изданиях материалов охарактеризованы разновидности подходов архитекторов к проектированию пространственных сооружений. Показано усиление интереса дизайнеров и архитекторов к проектированию оболочек, очерченных по аналитически незадаваемым поверхностям и в форме многогранников и складок. Установлено, что в наше время архитектура из стержневого металла получила свое дальнейшее развитие и стала конкурентом железобетона. В XXI веке стальные сетчатые и структурные оболочки стали одним из главных средств формообразования авангардных зданий. Сейчас у архитектора и инженера-проектировщика имеется большой потенциал в выборе формы, материала, методов расчета, конструктивных решений, стилей и примеров применения большепролетных тонкостенных оболочечных конструкций.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ

132-138 79
Аннотация
Исследования показали, что в глиняные массы с числом пластичности 12-15 не рекомендуется вводить отощающие материалы более 10-15%. Введение более 15% отощителей в керамические массы (шихта) снижает пластичность шихты с последующим ухудшением формовочных свойств, а менее 15% - не улучшает сушильных свойств кирпича-сырца (полуфабриката). С учетом появившийся проблемы, связанной с уменьшением глинистых материалов с числом пластичности более 12-15, необходимо изучить и исследовать возможности замещения таких традиционных глинистых материалов на монтмориллонитовые глины. Монтмориллонитовые глины, добавляемые даже в малых количествах, значительно улучшают формовочные свойства керамических масс, в составе которых преобладают непластичные минеральные компоненты. Для получения стенового материала в качестве глинистой связующей использовалась монтмориллонитовая глина, а в качестве отощителя «хвосты» обогащения полиметаллических руд. Получить керамический кирпич из монтмориллонитовой глины без отощителей практически невозможно, так как она обладает наибольшей влагоемкостью среди других глин. Введение в составы керамических масс на основе монтмориллонитовой глины обогащения полиметаллических руд позволяет получить керамические стеновые материалы марок М125.


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


ISSN 2073-7416 (Print)