№ 6 (2017)
ТЕОРИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СООРУЖЕНИЙ. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
3-12 152
Аннотация
Рассмотрены вопросы определения эффективности повышения прочности бетона по критерию снижения расхода арматурной стали для сжатых и изгибаемых железобетонных элементов. На основе проведенных исследований с использованием экономико-математических методов предложен аналитический аппарат для оценки и выявления рациональных областей применения бетонов повышенной прочности в элементах железобетонного каркаса. Выполнено компьютерное моделирование оптимального вариантного сечения железобетонного элемента по критерию снижения материалоемкости и рационального сочетания классов бетона и арматуры. В результате анализа установлены оптимальные области применения бетонов высоких классов по прочности на сжатие, для изгибаемых элементов в составе монолитного железобетонного каркаса, по критерию снижению расхода рабочей арматуры. Результаты исследований применены при проектировании и строительстве ряда каркасно-монолитных зданий повышенной этажности в Республике Башкортостан.
13-25 92
Аннотация
В статье приводятся сведения о коэффициенте формы плоских областей с выпуклым контуром в виде частей круга (секторы, сегменты и др.), получены формулы для подсчета коэффициента формы таких областей, исследованы их изопериметрические свойства и закономерности изменения при разнообразных геометрических преобразованиях. Указывается, что полученные сведения могут эффективно использоваться при развитии геометрических методов решения задач строительной механики и, в частности, задач технической теории пластинок и кручения призматических стержней. Полученные зависимости позволяют на стадии проектирования элементов конструкций в виде пластинок по коэффициенту формы подобрать пластинку необходимой формы с оптимальными геометрическими размерами. Приводятся иллюстрации, дающие представление об экстремальных свойствах коэффициента формы рассматриваемого подмножества областей.
26-31 64
Аннотация
В статье построена аналитическая зависимость для произведения квадрата частоты собственных колебаний пластин в ненагруженном состоянии на статический прогиб от внешней равномерно распределенной по поверхности нагрузки (w 0 2 ). Анализ полученной зависимости покахывает, что значение коэффициента пропорциональности в произведении w 0 2 для заданного вида пластинок с выпуклым контуром и комбинированными граничными условиями (любая комбинация шарнирного опирания и жесткого защемления по контуру) есть величина постоянная. Построена функциональная зависимость «максимальный прогиб - основная частота колебаний» для упругих изотропных пластинок произвольного вида с выпуклым контуром и комбинированными граничными условиями. Предложен метод определения максимального прогиба натурных конструкций в виде пластинок, нагруженных равномерно распределенной нагрузкой, по основной частоте колебаний пластинок-моделей в ненагруженном состоянии, полученной экспериментально. Приводятся примеры использования предложенного метода.
32-42 99
Аннотация
Настоящая статья является продолжением работы о моделировании поля сейсмических волн по заданной акселерограмме. Алгоритм, основанный на разложении исходной акселерограммы в ряд Фурье, применяется к моделированию поля волн Лява. Однако, есть обстоятельства, усложняющие построение пространственного волнового поля. Поверхностные волны Лява возникают в упругой среде, состоящей из слоя, лежащего на более жестком полупространстве. Волны Лява дисперсионные, то есть их фазовая скорость зависит от частоты; более того, одной частоте могут соответствовать несколько волн с различными скоростями. В работе приводится анализ зависимости корней дисперсионного уравнения (фазовой скорости) от частоты и толщины слоя, получены расчетные формулы для моделирования процесса распространения волн Лява. Исходная акселерограмма представляется в виде совокупности гармонических волн. Для каждой частоты акселерограммы определяются фазовые скорости волны Лява первого порядка. Результатом моделирования являются ускорения горизонтального движения частиц грунта в любой точке слоя и упругого полупространства. Приводится пример расчета поля ускорений по акселерограмме горизонтального движения землетрясения в Газли (14 мая 1976 г., 2048 точек, длительность 13.48 c).
БЕЗОПАСНОСТЬ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
43-48 113
Аннотация
В статье приведены методика и сравнительные результаты обследований конструкций Радиобашни Шухова в Москве 2011 г. и 2017 г., дана оценка технического состояния конструкций и представлены рекомендации по обеспечению физической сохранности Радиобашни путем поярусного «вывешивания» каждой секции и поэлементной регулировки разгружающих усилий с контролем пространственного расположения конструкций Радиобашни.
49-58 237
Аннотация
Приведены результаты экспериментальных данных о работе бетонных и армобетонных элементов, подверженных воздействию водных растворов, содержащих ионы хлора. На основе метода предельных состояний и кинетических законов взаимодействия, сохранения сорбции масс сформирована расчетная модель, позволяющая прогнозировать проектный и остаточный ресурс изгибаемых элементов. Рассмотрены особенности работы изгибаемых элементов с композитной арматурой.
АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО
59-67 148
Аннотация
Данная статья посвящена проблемам проектирования жилья в условиях тропических стран. Учет природных условий местности отличает традиционную архитектуру всех стран, особенно тех, что имеют неблагоприятные для человека климатические характеристики. Тропические страны отличаются изменчивым климатом с периодами различных экстремальных для человеческого организма показателей. Высокие температуры тяжело переносятся во влажном климате. Однако сухой жаркий климат также имеет свои недостатки. Увеличение комфортности пребывания человека в зданиях в условиях тропического климата в первую очередь должно решаться за счет продуманных планировочных решений. Эти решения имеют экономическую выгоду, они обеспечивают постоянную защиту от неблагоприятных факторов, не требующую постоянных дополнительных вложений.
68-75 71
Аннотация
В статье рассматриваются вопросы использования фотореакторов с растущими водорослями как элемента урбанистической структуры. Использование фотобиореакторов из микроводорослей позволяет решать множество задач: получение биотоплива третьего поколения, утилизация углекислого газа, дезинфекция сточных вод, регенерация кислорода и очистка воды от питательных веществ. Была использована мультиагентная система для того, чтобы выявить наиболее эффективную городскую стратегию для местных фотобиологических заводов по обработке. Исследование направлено на решение многомерной оптимизационной задачи, описывающей механизм кластеризации в городских районах подвижных клеточных автоматов, в соответствии с законами формирования экологических ниш в природе. Предлагается выполнять основные технологические узлы из полупрозрачной мембраны. Фотореакторы с водорослями предлагается размещать на архитектурной оболочке здания. Форма построения оптимизирована с использованием генетического алгоритма.
76-84 107
Аннотация
Для районов с большим количеством солнечных дней в году (южные районы Российской федерации имеют от 2000 солнечных дней в году) энергетическая эффективность зданий может быть существенно улучшена за счёт применения стратегии пассивного солнечного нагрева. Эта стратегия универсально применима для малоэтажных и частично для многоэтажных новых и реконструируемых зданий и может быть реализована проектировщиками с целью сокращения потребления невозобновляемых источников энергии на отопление и охлаждение здания. Для удобства в проектировании зданий и сооружений и, в частности, расчёта теплопотерь и класса энергоэффективности, разработаны карты изолиний градусосуток отопительного периода (ГСОП) Южного федерального округа. В настоящее время актуальны вопросы повышения экологической безопасности и снижения техногенного воздействия деятельности человека в строительном комплексе, экономии невозобновляемых ресурсов, освоения источников возобновляемой энергии. Суть «зелёной архитектуры» заключается в использовании натуральных и местных строительных материалов, с учётом исторических корней и, по возможности, проектировании зданий с большой долей пассивной солнечной энергией в энергетическом балансе здания. В архитектуре пассивного низкоэнергетического дома могут присутствовать три системы пассивного солнечного нагрева здания - прямой солнечный нагрев (через окна), солнечное пространство (теплица, оранжерея, зимний сад, атриум) и воздушный коллектор. В статье применена оценка преимуществ пассивной солнечной системы по величине избыточной удельной тепловой энергии за счёт солнечного нагрева в течение отопительного периода в климатических условиях Крыма. Для удобства в проектировании зданий и сооружений и, в частности, расчёта теплопотерь и класса энергоэффективности, разработаны карты изолиний градусосуток отопительного периода (ГСОП) и карты изолиний солнечной радиации Южного федерального округа. Предложен алгоритм формообразования солнцезащитных устройств с использованием модели суточного конуса солнечных лучей (СКСЛ). Использование пассивных солнечных технологий - это простой и не требующий больших затрат путь по сохранению природы и получени. энергии. Стратегия пассивного солнечного нагрева диктует особые подходы в архитектурном проектировании зданий («зелёная» архитектура) с целью их охлаждения и отопления. Задача по охлаждению здания есть, прежде всего, задача архитектуры, что значительно снижает затраты электроэнергии на кондиционирование. Только комплексный подход в проектировании и расчёте зданий может дать результат, соответствующий реальному классу энергоэффективности.
85-94 78
Аннотация
Изучены показатели экологической безопасности жилищно-коммунального хозяйства 113 городов России. Собранная информация охватывает данные о 12 показателях муниципальных образований за 2006 - 2015 годы, представленные в базе Федеральной службы государственной статистики: число источников теплоснабжения, протяженности тепловых, водопроводных, газовых и канализационных сетей, длины трубопроводов этих сетей, требующих замены, площадь ветхого жилья и т.д. Предложен метод комплексной оценки экологической безопасности городов на основе определения вероятности индикативных событий, отличающийся представлением состояния объектов через совокупность показателей и совместные события их одновременного наблюдения. Выполнено многопараметрическое ранжирование городов России по комплексу отдельных показателей экологической безопасности. На основе предложенных моделей изучены тенденции экологически безопасного развития городов в контексте градостроительства, благоустройства территорий и жилищно-коммунального хозяйства.
95-106 71
Аннотация
Впервые представлено краткое исследование истории создания усадебных музеев на территории Курского края (современные Курская и Белгородская области) за полувековой период - второй половины ХХ века и рубежа ХХ-XXI веков. Так же рассмотрен опыт прошлого на примере музеефикации усадебного дома (начала XVIII века) в Борисовке Шереметевых. Выявлены проблемы сохранения усадебных коллекций и ценностей Курского края, хранящихся в фондах Курского областного краеведческого музея, Рыльского районного музея и др. Впервые представлены архивные материалы и чертежи не исполненного в реализации рабочего проекта восстановления усадебного комплекса Ивановское гетмана Мазепы. Исследование даёт объединённую информацию о существующих усадебных экспозициях в Марьино, Богословке, Головчино, Винниково, Белом Колодезе для включения её в туристические маршруты на тему «Загородных усадеб Курского края». Представлен материал о недавнем событии в современной курской усадебной истории, которым является возрождение Воробьёвки, с программой воссоздания музея-усадьбы Афанасия Фета.
СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ
107-113 77
Аннотация
Рассмотрены задачи производства поризованных гипсовых изделий на местном гипсовом вяжущем в Карачаево-Черкесской республике. Предложена технология производства пеногипса, в основе которой принята технология производства пенобетона методом «сухой» минерализации пен. Выбор пенообразователя выполнен сравнительной оценкой исследованных параметров пенообразователей различных классов. Разработана методика проектирования составов пеногипса для получения изделий заданной средней плотности. Определены граничные условия получения стеновых пеногипсовых изделий из местного гипсового вяжущего, соответствующих требованиям ГОСТ. С использованием современных методов исследований установлено, что пеногипсовые изделия удовлетворяют требованиям стандартов для производства соответствующих строительных изделий и работ.
114-120 64
Аннотация
В статье рассмотрены проблема создания непроницаемого контура в защитных сооружениях специального строительства. Определены недостатки традиционных способов заделки трещин в железобетонных ограждающих конструкциях. Предложены составы цементных композиционных инъекционных материалов, обладающие заранее заданными прочностными и реологическими свойствами, а также технология заполнения полостей стыков между сборными железобетонными изделиями и при омоноличивании металлических конструкций и вертикальных узких трещины за счет действия магнитных полей. Приведены результаты исследований процесса структурообразования и свойств цементных композиционных инъекционных материалов с ферромагнитным наполнителем из отходов промышленных производств с двухэтапной магнитной обработкой (сначала воды, затем водно-цементых смесей) для эффективной заделки трещин на поверхностях раздела бетон-бетон в вертикальных стыках крупнопанельных зданий и металл-бетон в железобетонных ограждающих конструкциях защитных сооружений специального строительства под воздействием внешнего локального магнитного поля.
121-127 110
Аннотация
С 1 мая 2017 г. в Украине введена в действие новая редакция ДБН В.2.6-31 «Тепловая изоляция зданий». Этот документ - имплементация Директивы Европарламента и Совета ЕС 2010/3/ЕС «Об энергетической эффективности зданий». Он базируется на разработанном в течение последнего десятилетия комплексе нормативных документов по энергоэффективности, который охватывает около 30 норм, стандартов и руководств по конструированию, испытанию теплотехнических показателей, расчёту и аудиту энергоэффективных зданий. В статье рассматриваются краткая история развития национальных строительных норм после провозглашения независимости страны. Проанализированы нормы по климатологии, теплотехнике, освещенности и инсоляции и их взаимосвязь с нормами по проектированию жилья. Показано постепенное ужесточение требований к тепловой изоляции зданий и совершенствование методов оптимизации световой среды помещений. Приводятся основные отличия новой редакции ДБН В.2.6-31 от ранее действующей. Основное внимание уделено проектированию здания как единого энергетического комплекса, включающего теплоизоляционную оболочку и систему климатизации. Представлена схема согласования национальных требований к проектированию и расчёту энергетических показателей здания с международными стандартами. Акцентируется необходимость проектирования солнцезащитных устройств с целью оптимизации инсоляционного режима помещений для их пассивного отопления зимой и защиты от перегрева летом. Разработанные нормы устанавливают минимальные требования энергоэффективности по спросу на энергию для отопления и охлаждения. Дальнейшее развитие норм по энергоэффективности связано с разработкой минимальных требований энергоэффективности для общего энергопотребления зданий, что будет полностью соответствовать Директиве 2010/31/ЕС. Приводятся другие возможные направления повышения энергоэффективности зданий в Украине.
128-140 146
Аннотация
Получены значения динамической вязкости дорожного битума с полимерными добавками в температурном интервале 70-180 о С и расходе добавок 6-8 % от массы битума. Дано определение реологической чувствительности и предложены формулы для расчета чувствительности битума с добавками к снижению температуры и увеличению расхода добавок. Выбраны температурные интервалы допустимых значений динамической вязкости дорожного битума на этапах структурообразования асфальтобетона. Определена реологическая чувствительность битума с добавками на этапах приготовления и уплотнения асфальтобетонной смеси. Разработан метод определения и определены допустимые технологические температуры битума с добавками и соответственно асфальтобетонных смесей на этапах структурообразования асфальтобетона.
ISSN 2073-7416 (Print)