Объектом исследования являются стоечно-балочные конструктивные системы зданий c жестким сопряжением балки со стойкой. Цель исследования состоит в оценке влияния на точность решения задачи погрешности входных данных и числа заданных коэффициентов уравнения прогибов. Исследования проведены аналитическоэкспериментальными методами сеточной регуляризации, редукции измерений, решений на измерительном компакте, полиномиальной аппроксимации, линейной лагранжевой интерполяции и численного дифференцирования.

Аналитически и натурным экспериментом смоделировано жесткое сопряжение балки со стойкой. Для количественной оценки эффективности решения задачи определены значения целевого параметра и критерия оптимизации по минимуму функции Лебега. Предложено использовать полученные результаты решения обратной задачи Коши при экспериментальнотеоретических исследованиях стоечно-балочных конструктивных систем.

Доказано и проиллюстрировано, что имея одинаковый главный каркас поверхности можно построить три разные поверхности переноса велароидального типа. Взяв эти три разные линейчатые поверхности в качестве срединных поверхностей тонких строительных оболочек, можно расширить число архитектурных форм, приемлемых для строительной практики.

Показана возможность определения напряженно-деформированного состояния линейчатых оболочек с рассматриваемыми срединными поверхностями при помощи типового компьютерного комплекса СКАД. Из представленных изополей очевидно, что напряженнодеформированные состояния разных линейчатых оболочек на овальном плане, но с одним и тем же главным каркасом, отличаются незначительно у двух из трех оболочек. При этом было установлено, что данные две оболочки имеют отрицательную гауссову кривизну, а третья – нулевую. Следовательно, искать более оптимальную оболочку по критерию прочности среди двух оболочек с отрицательной гауссовой кривизной не имеет смысла, следует выбирать оболочку по другому критерию, например, по критерию трудоемкости изготовления.

Анализ результатов исследований, представленных в научно-технической литературе, показал отсутствие данных о работе сварных вертикальных стыков крупнопанельных зданий на закладных деталях с соединительными элементами в виде гнутых и прокатных уголков.

С целью определения технических параметров, необходимых для расчета и проектирования крупнопанельных зданий, были проведены экспериментальные исследования работы сварных вертикальных стыков на закладных деталях с соединительными элементами в виде гнутых и прокатных уголков при действии растягивающих и сдвигающих усилий. Статическая нагрузка прикладывалась ступенями до разрушения опытных образцов. В ходе испытаний фиксировались перемещения в месте изгиба соединительных элементов опытных образцов. На основании полученных экспериментальных данных определены значения податливости соединительных элементов вертикального стыка на закладных деталях.

Вычислены и предложены поправочные коэффициенты для точного определения податливости соединительных элементов в виде прокатных и гнутых уголков вертикального стыка на закладных деталях. Выявлен различный характер деформирования и разрушения сварных вертикальных стыков на закладных деталях с соединительными элементами в виде гнутых и прокатных уголков с одинаковыми геометрическими размерами при действии на стыки растягивающих и сдвигающих усилий.

Использование численных моделей для анализа поведения стальных элементов обладает неоспоримыми плюсами и открывает ряд перспективных направлений для исследования сложных или новых конструктивных решений. Развитие вычислительной техники и программных комплексов даёт этому направлению новый этап развития – применение численных моделей в повседневном проектировании. Для более широкого использования численных моделей и обеспечения сопоставимости результатов важно выработать универсальные принципы построения численных моделей с последующей регламентацией в нормативных документах. В рамках данного исследования сделан акцент на применении численных моделей наравне с классическими (формульными) моделями, и в первую очередь для этого выполнен обзор и систематизация наиболее важных параметров численных моделей несущей способности. Представлены указания по назначению свойств материалов, типа конечного элемента, качества сетки, величины и формы несовершенств применительно к стальным конструкциям. Полученные результаты представляют интерес для дальнейших исследований по унификации требований к параметрам численных моделей и их верификации на основании экспериментальных данных с вычислением статистических характеристик неопределённости численной модели.

Эффективность применения поперечно-гофрированных балок может быть увеличена за счет наклона гофров на приопорных участках их стенок. В работе приводятся результаты исследования напряженно-деформированного состояния стальных двутавровых балок с тонкой наклонно-гофрированной стенкой в зависимости от угла наклона образующих гофров к плоскости поперечного сечения балки. Представлены конечно-элементные модели балок с различными углами наклона образующих гофров (профиль гофров треугольный непрерывный открытый), а также результаты и краткий анализ численных экспериментов, проведенных при помощи программного комплекса ЛИРА-САПР. В ходе эксперимента для каждой модели получены формы потери устойчивости стенок с коэффициентами запаса, деформированные схемы и изополя распределения нормальных, касательных и главных напряжений в элементах балок. Представленные результаты свидетельствуют о дополнительном повышении устойчивости стенки при нисходящих гофрах, об изменении усилий в поясах балок и некотором повышении их деформативности.

В исследовании представлен подход к анализу надежности элементов строительных конструкций, основанный на интервальных оценках случайных величин, которые представляют собой границы их изменчивости. На численных примерах показано, что использование такого подхода при нелинейных математических моделях предельных состояний позволяет получить более осторожную оценку вероятности безотказной работы при снижении количества используемых статистических гипотез. Предложенный в статье подход использует неравенство Высочанского-Петунина для обоснования границ изменчивости случайных величин без использования гипотез о законе распределения случайной величины, а математическое ожидание и стандартное отклонение представлены также доверительными интервалами, что повышает практическую значимость разработанного метода. Алгоритмы использования предлагаемого подхода представлены на численных примерах оценок вероятности безотказной работы элементов строительных конструкций.

В работе экспериментально и теоретически рассмотрены вопросы оценки живучести железобетонных конструктивных систем с плоскими дисками перекрытий в особой расчетной ситуации.

Представлена методика проведения экспериментальных исследований для двух масштабных моделей фрагмента плоского перекрытия в случае удаления центральной опоры при статическом (образец FS-1) и динамическом (образец FS-2) нагружениях. На основании полученных данны выполнен анализ основгых механизмов сопротивления плоских дисков перекрытия прогрессирующему обрушению.

В статье представлен теоретический подход прямой количественной оценки живучести, который основан на положениях энергетического баланса поврежденной конструктивной системы в особой расчетной ситуации. Предложенные рещения позволяют определить нелинейную квазистатическую реакцию «нагрузка-перемещение» и величину предельного динамического сопротивления для железобетонных конструктивных систем с плоскими дисками перекрытий в случае удаления вертикального ключевого элемента.

В статье рассмотрено вариантное проектирование фундаментов для различных регионов Российской Федерации. Для здания многофункционального спортивного комплекса выполнен расчёт свайного фундамента с учётом особенностей гидрогеологических условий рассматриваемых регионов. Моделирование пространственной рамы выполнено с применением программных комплексов SCAD и Autodesk AutoCAD. По расчёту для Республики Башкортостан приняты сваи по серии С-5-30 длиной 5 м сечением 300х300 мм. Для Республики Татарстан: сваи по серии С-3-30 длиной 3 м сечением 300x300 мм. Для Пермского края приняты сваи по серии С-6-50 длиной 6 м сечением 500х500 мм. Для определения стоимости возведения фундаментов составлен локально-сметный расчёт на основе ведомостей объемов работ. По представленной окончательной стоимости делается вывод о том, что различные категории сложности инженерно-геологических условий подразумевают проведение дополнительных мероприятий в районах с более сложной гидрогеологической обстановкой. Стоимость возведения фундамента для Республики Башкортостан составила 93,711 млн. руб и оказалась наибольшей по сравнению с другими регионами, что связано со значительным увеличением объёмов работ за счёт устройства монолитных железобетонных поясов. Авторами отмечено, что в выборе конструкций фундамента проектируемого здания определяющим фактором является анализ инженерно-геологических условий площадки строительства. Представленная методика позволяет провести технико-экономическую оценку строительства аналогичных промышленных и общественных зданий не только в рассмотренных регионах, но и на всей территории Российской Федерации.

Рассмотрены основные причины разрушения лицевого кирпича. Указано, что свойства керамических изделий при их эксплуатации в стеновой кладке во многом зависят от качества подготовками глиняной массы. Сезонное промораживание глины позволяет улучшить её формовочные и сушильные свойства. Расчетами подтверждено, что высота конуса при сезонном хранении глины для климатических условий Московского региона должна быть не более 6 метров. Представлен критический анализ теории химической деструкции керамического кирпича при взаимодействии щелочей с оксидами кремния и алюминия аморфной фазы. Ионы кальция и магния в гораздо меньшей степени влияют на коррозионные процессы кирпича в результате образования легкорастворимых силикатов и алюминатов по сравнению с ионами натрия и калия. Предложена дифференциация требований по морозостойкости лицевого кирпича в зависимости от климатических условий региона строительства.

Рассмотрены эффекты структурообразования в дисперсныхсистемах, получаемых путем гранулирования окатыванием при изготовлении асфальтобетонных смесей с включением до 30% фосфогипса. При изучении физико-химических и потребительских свойств битума с добавкой полиэтилентерефталата использован метод измерения краевого угла смачивания. Микрофотографии модифицированного вяжущего позволяют судить об изменении состояния поверхности битума. Зарегистрированы тепловые эффекты как результат модифицирования свойств таких материалов. Установлено, что получение асфальтобетонной смеси методом гранулирования окатыванием обеспечивает высокие показатели прочности на сжатие отвержденного материала. Выявлен рост водоустойчивости асфальтобетона при одновременном введении в дисперсную систему полиэтилентерефталата и порошка промышленного отхода – фосфогипса. Обнаружено синергетическое влияние указанных добавок на достижение положительного эффекта структурообразования в асфальтовяжущих материалах, что выявляет новые перспективы их использования в производстве строительных работ.