Соединение стержневой арматуры железобетонных конструкций загибом арматуры в «петли» с образованием ядра стыка было разработано в начале прошлого века, однако активного применение так и не нашло, ввиду сложности работы и отсутствию методик расчета. В статье представлен обзор истории создания, практического применения, отечественных и зарубежных научных исследований петлевых стыков арматуры в железобетонных конструкциях. В статье описаны преимущества и недостатки таких соединений, дана краткая информация об основных параметрах стыков и принцип работы. Представлены предложения по направлениям дальнейшего изучения работы петлевых стыков стержневой арматуры, поставлены цели для натурных и численных экспериментальных исследований, направленные на разработку методик расчета и конструирования петлевых стыков с целью их дальнейшего более широкого внедрения их в строительную практику.

Представлены результаты определения вероятностных параметров прочностных характеристик бетона при контроле кубиковой прочности и прочности при растяжении, а также вероятностных параметров распределения модуля деформации бетона. Проведена оценка влияния стохастической неоднородности бетона на приведенный момент инерции железобетонного сечения и получены вероятностные параметры распределения начальной изгибной жесткости балки. Проведена оценка влияния статистического характера прочности бетона на высоту сжатой зоны бетона и упругопластический момент сопротивления сечения балки и получены вероятностные параметры распределения момента образования нормальных трещин. Определена вероятность образования нормальных трещин в фундаментной балке для случаев контроля кубиковой прочности бетона и прочности бетона на растяжение. Получены характеристики распределения длины зон с трещинами в фундаментной балке, загруженной рядом сосредоточенных случайных сил для случаев контроля кубиковой прочности бетона и прочности бетона на растяжение, что открывает возможность решения уравнения изгиба балки на упругом основании с кусочно-постоянной жесткостью в замкнутом виде.

Для структуры кристаллов двухкомпонентного материала (бетона и стали) разработана общая деформационная модель октаэдрических граней при чистых сдвигах равных 0,6 R _bt во всех плоскостях. При этом в теле шара скольжения от предельных касательных напряжений записано выражение для суммирования его объемных секторов, шара, различных уровней, рассмотрена также альтернатива, принадлежащая профессору В.В. Новожилову в виде энергетической интерпретации для интеграла среднего квадратичного значения касательных напряжений. Показан вариант получения в зоне микротрещины угловые и линейные деформации, при повышении интенсивности микротрещинообразования в представительном объеме бетона. Для магистральных трещин в механике разрушения железобетона предложены двухконсольные элементы. Моделирующая область растяжения, сжатия, поперечного сдвига и кручения для внутренних параметров в окрестности макротрещины. В качестве условия прочности бетона используется предельное значение интенсивности касательных напряжений и интенсивности деформаций сдвига для рассматриваемого вида напряженного состояния. В свете рассматриваемого подхода дана физическая интерпретация модуля дилатации бетона и предложена алгебраическая функция для описания этого параметра. Определен коэффициент поперечных деформаций бетона на разных уровнях нагружения от бетона в стадиях от уровня микротрещин до макротрещин.

Изучение древесины со сниженными физико-механическими характеристиками, в том числе древесины подверженной огневому воздействию, является важным шагом к бережливому и рациональному природопользованию. Пожары вызывают изменения физико-механических свойств древесины: влажности, плотности и прочности. Провели испытания на статический изгиб, сжатие и растяжение вдоль волокон. Снижение плотности и прочности в древесине, подверженной пожару происходят по всей высоте ствола. Наблюдается следующая закономерность: в комлевой части плотность выше, чем в срединной части. Снижение прочности в срединной и комлевой частях составляет: при сжатии вдоль волокон 15-18%; при растяжении вдоль волокон до 24%. Самое высокая потеря прочности произошли в испытаниях на статический изгиб: в вершинной части до 42%, в срединной части до 29%, в комлевой части до 23%. Наименьшее снижение прочности по всем испытаниям произошло в образцах, взятых из комлевой части.

При реконструкции, либо по истечении срока эксплуатации, а также в связи с внешним воздействием - железобетонные конструкции требуют обследования и проведения поверочных расчетов. Наиболее современные и точные расчеты построены на диаграммных методах. Существующие диаграммы деформирования бетона ориентированы на проектирование новых конструкций и не адаптированы для бетонов, изменившим свои прочностные и деформационные свойства с течением времени или от внешнего воздействия. Основной параметр, описывающий деформативность бетона это коэффициент секущего модуля. Предложена методика определения коэффициента секущего модуля. Она основана на применении экспоненциальной модели деформирования бетона. Полученный коэффициент, может быть использован для общепринятого описания диаграммы деформирования бетона. Методика рассмотрена на конкретном примере. Предложенная методика позволит значительно расширить диапазон применения диаграммных методов расчета и распространить их на бетоны после длительной эксплуатации или внешнего воздействия.

Аналитическое решение задачи прохождения звука и вибрации по конструкциям и через стыки требует определения упруго-диссипативных свойств конструкционных и герметизирующих материалов светопрозрачных конструкций: динамического модуля упругости и коэффициента потерь. В данной работе исследованы и экспериментально установлены параметры динамического модуля упругости и коэффициента потерь некоторых строительных материалов в сравнении с ранее полученными данными других авторов. Для автоматизации и повышения точности измерения модуля упругости и коэффициента потерь конструкционных материалов была использована методика измерения с применением программного обеспечения и измерительной аппаратуры Zetlab. При проведении измерений динамического модуля упругости герметизирующих материалов применялось измерительное оборудование компании LDS. Полученны уточненные значения динамического модуля упругости и коэффициента потерь материалов.

Статья посвящена проблеме устройства сквозных проемов в каменных сводах реконструируемых исторических зданий. Необходимость в таких проемах возникает согласно проекту применения в целях размещения и прокладки новых коммуникационных и инженерных систем, например, лифтов, сантехнического оборудования, систем водоснабжения, вентиляции и др. Приводится анализ напряженного состояния модели каменной стены с прямоугольным и круглым проемами, а также влияния анизотропии прочности каменной кладки на ее несущую способность в зоне проемов. Отмечается, что устройство проемов связано с компромиссом между требованиями проекта применения, касающихся размеров, формы и мест расположения проемов в сводах, и условиями их безопасной эксплуатации. С этой целью необходим детальный анализ сложного напряженного состояния сводов с использованием существующих программных комплексов. При этом особое внимание следует обращать на минимизацию растягивающих напряжений, вызывающих трещины особенно в углах прямоугольных проемов. Отмечаются трудности связанные с применением критериев прочности в условиях сложного напряженного состояния сводов в зоне проемов. Приводятся примеры практической реализации сквозных проемов в исторических цилиндрических и крестовых каменных сводах с детальным анализом их напряженного состояния, а также влияния на несущую способность. Подчеркивается, что наиболее оптимальной локализацией проемов являются наименее напряженные участки сводов, например, распалубки вблизи расположенных под ними стенами. Анализируются способы усиления сводов, ослабленных проемами. Предпочтение отдается их армированию либо усилению с помощью железобетонных поясов. Обсуждаются технологические аспекты выполнения проемов. Обращается также внимание на необходимость мониторинга сводов в процессе выполнения проемов.

Расчётные классические модели сопротивления, вносимые в нормативные документы, подтверждаются большим количеством теоретических и экспериментальных исследований с последующим сравнением с существующим опытом проектирования. Однако в современных условиях быстрого совершенствования материалов и технологий всё шире используют новые оригинальные конструктивные формы, для которых расчётные модели не установлены или не имеют достаточного подтверждения. Для преодоления этих трудностей и ввиду высокой стоимости испытаний все большее распространение получают численные методы анализа (моделирования, симуляций) поведения строительных конструкций или отдельного элемента конструкции. Однако реализация проектирования стальных конструкций на основе численных моделей в первую очередь сдерживается отсутствием единых подходов к их разработке, что заключается в отсутствии верифицированных рекомендаций по назначению таких параметров, как описание диаграмм деформирования стали, размеров конечных элементов, формы и значений несовершенств и т.д. Второй важной проблемой является отсутствие формата безопасности и значений частных коэффициентов. В статье обоснованы области применения метода проектирования на основе численных моделей сопротивления, систематизированы факторы, влияющие на неопределённость значения сопротивления, и сформулированы необходимые этапы развития метода проектирования на основе численных моделей сопротивления.

В строительной отрасли все чаще появляются здания, обеспечивающие себя энергией. В статье рассматривается формообразующие возможности кинематической системы, представлены решетки и получаемые из них объемно-пространственные формы. Особе внимание уделено цилиндрической поверхности, геометрическая неизменяемость ее обеспечивается жесткостью контура и пространственной формой поверхности центральной части. Автрами статьи предложено общественное здание на основе трансформируемого каркаса - это быстровозводимая и легкая пространственная конструкция, которая будет удовлетворять трем главным требованиям современности: энергосбережение, экономичность и экологичность. Создана трехмерная модель конструкции, рассмотренная в двух состояниях: до возведения (плоская прямолинейная решетка) и после возведения. Выполнен подбор ограждающих конструкций на основе теплотехнического расчета, а в качестве дополнительных панелей используются солнечные батареи. Предложено цветовое решение фасадов. Световые проемы треугольной формы на боковом фасаде и трапециевидные с треугольными на торцах здания. Такое решение обусловлено поддержанием ритмичности конструкций и сэндвич-панелей. установки дополнительных внутренних опор. Отсутствие внутренних опор в здании обеспечивает свободу в вопросах планировки. Для выработки альтернативного вида энергии и экономии на здание установлены солнечные батареи так чтобы не нарушать общую концепцию фасадов.

Рассмотрен подход к численному моделированию напряженно-деформированного состояния железобетонных колонн квадратного сечения с различными типами начальных несовершенств. Определена их предельная несущая способность с учетом возможного динамического догружения продольной силой и изгибающим моментом. Для исследований используется численная модель, описывающая конструкцию колонны объемными элементами для бетона и стержневыми элементами для арматурного каркаса. Начальные несовершенства моделируются путем физического удаления элементов, расшивки элементов, расшивки с возможностью последующей сшивки нелинейными связями, моделирующими зазоры и сцепление на границе раздела сред. Численный анализ выполнялся в динамической постановке по неявной схеме на основе шагового метода, решение нелинейной задачи выполнялось с использованием метода Ньютона-Рафсона с невязкой по значению узловых сил. Установлена степень влияния начальных несовершенств, связанных с отклонениями геометрии и повреждениями материала на несущую способность сжато-изгибаемых элементов при аварийном воздействии. Показано, что для сооружений повышенного уровня ответственности целесообразно при проектировании предусматривать дополнительный запас прочности догружаемых колонн в рамных конструкциях в пределах 10%.

Представлено обоснование режимов статико-динамического нагружения эксплуатируемых железобетонных каркасов многоэтажных зданий при запроектном воздействии в виде внезапного удаления отдельных несущих элементов. На основе теории пластичности бетона и железобетона Г.А. Гениева построены аналитические зависимости для определения параметров диаграммы статико-динамического деформирования бетона при различных режимах статического нагружения и последовательном динамическом догружении. Преимущество полученного уточненного варианта деформирования бетона состоит в том, что он содержит два важных параметра, учитывающих влияния скорости нагружения и уровня статического нагружения на сложное напряженно-деформированное состояние бетона. Численными исследованиями показано, что предельная статико-динамическая прочность бетона при динамическом догружении зависит от уровня начального напряженного состояния при статическом нагружении бетона, с которого производится динамическое догружение до предельного состояния. Проведенным с использованием рассматриваемой модели численным анализом подтверждены также результаты экспериментальных исследований о том, что микротрещинообразование в бетоне при статическом нагружении начинается не с некоторого уровнего значения напряжений, а практически с момента начала нагружения бетона. Полученные результаты представляют интерес для решения прикладных задач, связанных с проблемой живучести, защиты зданий и сооружений от прогрессирующего обрушения, в частности при определении критериев прочности бетона при особом напряженном состоянии.

Для предупреждения преждевременного износа и снижения несущей способности железобетонных плит необходимо своевременно проводить обследование их технического состояния с определением причин возникновения дефектов с последующей их ликвидацией. В настоящее время в ГОСТ 31937, регулирующего правила обследования, отсутствуют количественные значения критериев технического состояния, по которым можно назначить категорию технического состояния конструкций, в том числе в рамках визуального обследования. Для выявления частоты появления дефектов, связанных с коррозией арматуры в железобетонных плитах зданий и сооружений, а также определения причин их возникновения были рассмотрены 738 архивных отчетов АО «ЦНИИПромзданий» по обследованию. Анализ проведенных ранее обследований показал, что дефекты, вызванные с коррозией арматуры, являются одними из наиболее распространенных и требуют более детальных указаний по назначению категории технического состояния конструкций. Для разработки критериев технического состояния железобетонных плит с дефектами, полученными в результате коррозии арматуры, был выполнен расчетный анализ влияния коррозии арматуры на несущую способность, рассмотрено влияние продуктов коррозии на образование продольных и поперечных трещин, данных экспериментальных исследований, а также требований нормативных документов.

Задачи, связанные с расширением сырьевой базы при производстве пористых заполнителей для легких бетонов с минимальными энергозатратами, с каждым годом становятся всё более актуальными. В рамках данных исследований рассмотрены вопросы, связанные с получением пористых заполнителей для легкого бетона, которые выдерживают более высокие нагрузки без снижения качества за счет наличия кристаллической структуры межпоровых перегородок. Материал обладает низким водопоглощением по сравнению с керамзитом, что указывает на способность сохранять свои теплотехнические характеристики во времени, и имеет практически неограниченный срок службы. Цель данного исследования - получение пеностеклокристаллических пористых заполнителей для легких бетонов по технологии низкотемпературного вспенивания. Объектом исследования являлись техногенные отходы производства, содержащие кремнеземистое и алюмосиликатные составляющие в качестве основного компонента (шлаки, золы ТЭС, хвосты обогащения). Результаты исследования: полученные пористые заполнители характеризуются высокими физико-механическими свойствами: плотность 200-220 кг/м3; прочность 3,1-4,0 МПа; теплопроводность 0,07 - 0,1 Вт/(моС); водопоглощение 1-2%. Образцы легких заполнителей характеризуются высокой степенью однородности поровой структуры и предпочтительными для показателей прочности и теплопроводности размерами пор до 1,2 мм и межпоровой перегородки 50 мкм.