ivdon3@bk.ru
В данной работе представлены методы и выводы, полученные в результате моделирования композитной стеновой панели с деревянным каркасом и заполнителем из полистиролбетона в программе Лира-САПР, применяемой в строительстве малоэтажных зданий для жилых и коммерческих целей. Выводы были сопоставлены с результатами испытаний панели в научно-исследовательской лаборатории Тихоокеанского государственного университета.
Ключевые слова: линейный расчет, панельное строительство, малоэтажное строительство, ЛИРА-САПР, моделирование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Индентирование является универсальным и практичным методом получения характеристик материалов, особенно когда нельзя или трудно подвергнуть материал другим измерительным методам. При помощи установки ударного нагружения были получены экспериментальные данные о механических свойствах различных видов материалов. Для верификации результатов эксперимента использована математическая модель, основанная на методе конечных элементов. В статье рассматривается решение задачи классификации нейронной металлов, отличающихся механическими свойствами. В рамках работы создана искусственная нейронная сеть, позволяющая провести распределение материалов по выделенным группам. Определено, что значимым преимуществом использования нейронных сетей является способность обрабатывать экспериментальные данные и выявлять сложные нелинейные зависимости, что делает их востребованными в задачах, связанных с исследованием свойств материалов.
Ключевые слова: ударное индентирование, нейронная сеть, задача классификации, искусственный интеллект, динамическое индентирование, неразрушающий контроль.
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Реализуемый в поддержку федеральной программы капремонта школ общественно-просветительский проект «Школа мечты» привлекает студентов архитектурных и дизайнерских школ регионов, что позволит им в процессе обучения параллельно получить прикладные компетенции. В ходе разработки дизайн-проекта выявлена необходимость проведения специалистами предварительного проектного анализа, так как одна из пяти школ не соответствовала нормам по своим объемно-планировочным параметрам. Предложено провести реконструкцию данного образовательного учреждения. Помещения столовой и актового зала переносятся в блок-пристройку.
Ключевые слова: дизайн-проект школы, капремонт школы, рекреация школы, общественно-просветительский проект «Школа мечты», реконструкция школы
В статье впервые получены параметрические уравнения прямых коноидальных поверхностей с ортогональной системой координат с разными направляющими кривыми. Представлены параметрические уравнения для коноидов с направляющими кривыми синус, косинус и парабола. В системе MathCad наглядно выполнены построения прямых коноидов с выбранными направляющими кривыми с различными начальными геометрическими параметрами и представлены в статье для возможности расширения их использования в архитектурном проектировании, строительстве и других отраслях промышленности.
Ключевые слова: коноид, ортогональная система координат, синус, косинус, парабола, параметрическое уравнение, система MathCad
В статье рассматриваются конструктивные особенности деревянных зданий, построенных из деревянных перекрестно клееных панелей (ДПК). ДПК — новый материал, широко применяемый в деревянном домостроении. Панели используются для возведения многоэтажных зданий и заменяют традиционные каркасные и брусчатые деревянные дома. В статье анализируются достоинства применения ДПК в современном строительстве, обсуждаются различные типы соединений, такие как стыковые, угловые соединения, а также их преимущества и недостатки. Особое внимание уделяется методам крепления панелей, обеспечивающим надёжность и долговечность конструкции.
Ключевые слова: деревянная конструкция, древесина, перекрестно-клееная древесина, CLT-панель, узловое соединение, система соединения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В статье представлены расчеты энергозатрат при проведении капитального ремонта здания. На основании полученных значений сформирована структура расходов топливно-энергетических ресурсов по подгруппам ремонтно-строительных работ. Представленные результаты исследования основываются на расчете и сравнении полученных значений энергопотребления в соразмерных единицах – килограммах условного топлива. В результате исследования установлены наибольшие энергозатраты, которые приходятся на потребление жидкого топлива в сравнении с электроэнергией, что обусловлено спецификой применяемых машин и механизмов и выбранной технологией ремонтно-строительных работ.
Ключевые слова: капитальный ремонт, ремонтно-строительные работы, топливно-энергетические ресурсы, жилые здания
Интеграция цифровой информационной модели объекта капитального строительства с данными на основе расширяемого языка разметки в сфере архитектуры представляет собой значительный шаг вперед в совершенствовании процессов анализа и контроля качества проектов объектов капитального строительства. В работе авторы исходят из предпосылки, что качество проекта зависит от качества данных и цифровой информационной модели. Предлагается алгоритм определения, анализа и оценки качества проекта с применением стандартных общих критериев оценки качества данных, информационных требований заказчика, правил формирования цифровой информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла проекта и сложившихся практик работы с цифровыми информационными моделями. Проведён анализ характерных параметров модели, отвечающих за качество данных и проекта, в стандартных наборах проверок для верификации стандартов и исследований. Алгоритм включает перевод критериев качества данных и проекта из информационных требований заказчика в схему расширяемого языка разметки.
Ключевые слова: расширяемый язык разметки, информационное техническое задание, цифровая информационная модель, качество данных, качество проекта, алгоритм проверки модели
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Статья посвящена исследованию основных методов устройства ледовых переправ и их армирования. Рассматриваются ключевые понятия, связанные с данным видом транспорта, включая определение ледовой переправы, её роль в транспортной инфраструктуре, а также условия, необходимые для её устройства. Особое внимание уделяется подготовительным работам, проводимым летом, и основным работам, осуществляемым зимой. Подробно описываются методы армирования ледовых переправ, включая тепловое армирование, использование бревен, укрепление с помощью снега и применение геосинтетических материалов. Рассмотрены преимущества и недостатки каждого метода, а также факторы, влияющие на выбор конкретного метода армирования.
Ключевые слова: ледовая переправа, армирование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В статье содержатся методика и результаты теоретических и экспериментальных исследований НДС конического радиально-балочного купола с треугольными элементами-оболочками. Производится анализ и сравнение результатов, полученных различными методами. Треугольная мембранная панель является частью конструкции радиально-балочного купола и состоит из опорного контура и стальной мембраны в форме треугольника. Форма треугольника, образующего мембранную панель, может быть различной и зависит от количества ребер в радиально-балочном куполе. Опорный контур представляет собой сжато-изгибаемый элемент купола и выполняется, как правило, из стального прокатного профиля швеллерного сечения. Мембрана изготавливается из тонкого стального листа и крепится к верхней полке швеллера саморезами или точечной сваркой. Для оценки прочности и деформативности стального листа-мембраны, была рассмотрена его работа при действии равномерно-распределенной снеговой нагрузки, неравномерно-распределенной снеговой нагрузки и сосредоточенной монтажной нагрузки. Показывается несколько вариантов нелинейного статического расчета в различных вычислительных комплексах.
Ключевые слова: строительные конструкции, деревянные конструкции, мембранная панель, напряженно-деформированное состояние, радиально-балочный купол, купол, мембрана, проектирование, экспериментальное исследование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Объектом исследования являются изгибаемые железобетонные элементы без поперечной арматуры, находящихся под действием поперечных сил. Расчет железобетонных балок на сдвиг представляет собой сложную задачу, а её формулы получены экспериментальным или полуэмпирическим способами на основе различных теоретических расчетных моделей. В российских нормах расчеты железобетонных конструкций, находящихся под действием поперечных сил, выполняются исходя из длины наиболее опасной проекции наклонного сечения на продольную ось элемента, при этом в формулах отсутствуют параметры, которые учитывали бы влияние продольной арматуры на прочность наклонных сечений. Новизной настоящих исследований является то, что автор на основе теории профессора А.С. Залесова предложил новый подход определения прочности наклонных сечений на сдвиг элементов, армированных без хомутов. В новом подходе получено аналитическое выражение, учитывающее работу продольной регулярной арматуры посредством введения коэффициента продольного армирования. Приводятся примеры расчета, выполненные по предложенной методике и СП 63.13330.2018, где для сравнительного расчета приняты серии экспериментально испытанных образцов. Результаты сравнительных расчетов показали адекватность нового подхода определения прочности наклонных сечений железобетонных элементов, армированных без хомутов.
Ключевые слова: железобетонная балка, балки без хомутов, наклонная трещина, касательное напряжение, нормальное напряжение, прочность, поперечная сила
3D – печать - быстро развивающаяся область современной промышленности. В этой работе представлен обзор новых патентов США на эту тему.
Ключевые слова: 3D - печать в строительстве, медицине, промышленности, военной технике
Реализована задача разработки программного модуля, осуществляющего формирование карты оптимального раскроя металлического проката на основе результатов расчетов стержневых конструкций. Рассматриваемый алгоритм учитывает такие особенности задачи оптимизации раскроя, как учет ширины лезвия, возможность использования половины размера проката, поддержка оптимизации нескольких сечений, сварка деталей в случае превышения длины заготовки. Программный модуль разработан с использованием языков JavaScript и C#. Возможность автоматической генерации карт раскроя на основе результатов оптимизации стержневых конструкций повышает эффективность проектирования строительных конструкций.
Ключевые слова: проектирование в строительстве, стержневая конструкция, вычислительная система, web-разработка, оптимальный раскрой, металлический прокат, карта раскроя
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Статья посвящена применению укрепленных грунтов в основании дорожных одежд автомобильных дорог, расположенных в I дорожно-климатической зоне. Рассматриваются особенности режимов работы укрепленных грунтов основания, а также определяются их физико-механические характеристики с различными сочетаниями минеральных и полимерных модификаторов. Авторы анализируют преимущества и недостатки использования укрепленных грунтов. В статье также рассматриваются вопросы проектирования и строительства дорог с использованием укрепленных грунтов.
Ключевые слова: автомобильная дорога, дорожная одежда, основание, грунты, укрепленные грунты, модификаторы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В настоящее время для реализации сложных расчетов широко используются численные методы. Актульной задачей является проверка правильности результатов численного расчета. Достоверность результатов можно подтвердить при определении напряженно-деформированного состояния различными методами.В данной работе представлены результаты расчета тонких изотропных кольцевых сферических оболочек постоянной толщины с углом полураствора в пределах 90-170 градусов двумя численными методами. Рассматриваются результаты решения ситемы дифференциальных уравнений общей моментной теории оболочек с применением системы компьютерной математики (Maple 2017) и метода конечных элементов (МКЭ). Приведенные примеры показывают, что результаты расчета с помощью выбранного конечного элемента КЭ-44 совпадают с точностью до 10-15% для оболочек с углом полураствора до 120 градусов. При увеличении угла до 170 градусов разница значений функций становится значительной. Приведены примеры расчета кольцевых сферических оболочек под действием одной и трех колцевых нагрузок.
Ключевые слова: упругая, сферическая оболочка, численный метод, система компьютерной математики, метод конечных элементов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В соответствии с требованиями Федерального закона №384-ФЗ должна быть обеспечена безопасность и надежность зданий и сооружений. Одним из способов подтверждения безопасности и надежности строительных конструкций является проведение натурных испытаний. Авторами данной статьи был разработан метод натурного испытания железобетонной балки пролетом 14,52м в составе монолитного железобетонного ребристого перекрытия. Был составлен порядок работы испытания балки с разработкой мероприятий по обеспечению безопасности при проведении работ, выполнена корректировка методики испытания балки методом нагружения, проведено испытание балки методом нагружения с фиксацией её прогибов с последующим анализом результатов испытания. Результаты испытаний показали, что разработанный метод может быть использован в качестве натурного испытания для подтверждения безопасности и надежности строительных конструкций, а именно - горизонтальных железобетонных конструкций.
Ключевые слова: строительные конструкции, балка, разрушение, безопасность, методика, техническое состояние, натурные испытания
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.7 - Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования
Железобетонные конструкции должны обладать достаточной надежностью на протяжении всего срока службы. В задачах, касающихся прогнозирования срока службы на основе оценки технического состояния, надежность можно рассматривать как вероятность безотказной работы конструкций, заключающаяся в способности выполнять требуемые функции в заданных условиях в течение расчетного срока эксплуатации. Одними из методов решения такого рода задач являются статистические методы.
Ключевые слова: железобетонная конструкция, изгибаемая конструкция, прогнозирование, срок службы, надежность, техническое состояние, деградационное воздействие
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Численные методы расчета оболочек дают возможность получить широкий спектр решений при изменении различных параметров. Объектом данного исследования является математическая модель тонких, изотропных, упругих оболочек вращения постооянной толщины. Задача решается с позиции моментной теории. Для определения напряженно-деформированного состояния оболочки разрешающая система получена при преобразовании основных систем уравнений оболочек вращения моментной теории и разделения переменных. Все компоненты НДС и нагрузки раскладываются в ряды Фурье по окружной координате. Для верификации численного решения с помощью системы компьютерной математики (СКМ-Maple 17) была составлена программа на языке программирования Python. Приведены примеры численного расчета кольцевых сферических оболочек на действие кольцевых нагрузок. Представлены варианты действия одной и двух кольцевых нагрузок на оболочки с разными условиями опирания по контурам и разными углами полураствора. В табличной форме приведена разница между результатами расчета двумя методами для функций изгибающих моментов и функций перемещений. Наибольшее значение разницы составляет 0.0015%.
Ключевые слова: оболочка вращения, сферическая, изотропная, упругая, численный метод, система компьютерной математики, язык программирования Python
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В настоящей статье рассматривается новый вид конструкций в виде облегченных плит перекрытий из нержавеющей стали, приводится обзор применения в практике строительства, рассматриваются преимущества и имеющиеся недостатки. По результатам проведенной серии конструктивных расчетов нескольких условных моделей зданий с различными конструктивными системами определены параметры экономической эффективности в виде снижения общей металлоемкости. Определена область с повышенной эффективностью применения рассматриваемых плит в зданиях и обозначен вектор необходимых дальнейших исследований по теме.
Ключевые слова: B-Core плиты, многослойные плиты перекрытий, нержавеющая сталь, снижение металлоемкости, эффективная область применения, конструктивные схемы зданий
В статье рассматривается вопрос определения допустимой сжимающей продольной силы от внешней нагрузки, действующей на внецентренно сжатый железобетонный элемент. Расчетные предпосылки приняты в соответствии с действующим сводом правил СП 63.13330.2018. Преобразование исходных формул, приведенных в данном нормативном документе, позволило получить и решить в явном виде кубическое уравнение относительно сжимающей продольной силы без привлечения итерационных методов расчета. Найденное решение может быть использовано в процессе проектирования для определения оптимальных габаритов сечений.
Ключевые слова: железобетон, внецентренное сжатие, предельные усилия
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В статье рассмотрены вопросы применения органических вяжущих для модификации свойств цементогрунтов. Рассмотрена область применения цементогрунтов в практике строительства, в том числе при строительстве автомобильных дорог. Исследовано влияние применения органических вяжущих, как комплексной добавки, модифицирующей прочностные характеристики цементогрунтов. Определено влияние применения комплексных модификаторов и добавок на морозостойкость и водопроницаемость цементогрунтов.
Ключевые слова: цементогрунт, органическое вяжущее, автомобильная дорога, рабочий слой, морозостойкость, модификаторы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В статье рассматриваются особенности результатов испытаний, проведенных для определения характеристик контактной зоны, организованной выштамповкой на стальном листе. В процессе испытания образец находился в стальной форме, в которой он изготавливался. Стальная форма применялась для запрета горизонтального перемещения стальных тонких листов и минимизировала эффект неравномерного выскальзывания стальной выштамповки в направлении, перпендикулярном действию сдвигающей силы. Рассмотренные испытания проводились по специально разработанной методике, которая учитывала специфику работы контактной зоны на сдвиг, применяемой оснастки и учитывала поставленные цели исследования.
Ключевые слова: контактная зона, характеристики контакта, методика испытания, испытания на сдвиг, выштамповка, составная конструкция
В статье рассматривается задача выбора наиболее рациональной формы пространственного металлического перекрестно-стержневого покрытия. Анализируются математические модели плоского структурного покрытия, покрытия в форме эллиптического параболоида и в форме гиперболического параболоида в программном комплексе SCAD на базе методы конечных элементов. Узловые соединения стержневых элементов покрытий приняты по системе «Кисловодск». Полученные параметры напряженно-деформированного состояния трех различных структурных покрытий позволяют говорить о практически идентичной работе конструкций.
Ключевые слова: структурное покрытие, пространственное покрытие, перекрестно-стержневое покрытие, напряженно‐деформированное состояние, система «Кисловодск», программный комплекс SCAD, метод конечных элементов, гиперболический параболоид, эллиптический параболоид
Слоистые железобетонные балки из разномодульных бетонов все шире применяются в инженерной практике. Пошагово-итерационный метод в сочетании с численным интегрированием при расчете таких конструкций с использованием нелинейной деформационной модели и реальных диаграмм деформирования является рациональным решением, несмотря на отсутствие в настоящее время общепризнанного подхода к оценке напряженно-деформированного состояния сечений слоистых балок. В статье разработаны предложения по определению момента трещинообразования и прогибов слоистых железобетонных балок как функции предельной деформации краевого растянутого волокна и закономерности изменения кривизны от уровня нагружения с учетом деформационных свойств бетонов.
Ключевые слова: слоистые железобетонные балки, момент трещинообразования, кривизна, прогиб
При изучении задач фильтрации воды к одиночной горизонтальной несовершенной дрене конечной длины, в системе взаимодействующих горизонтальных несовершенных дрен, необходимо рассмотреть пространственные (трехмерные) задачи фильтрации. В отличие от плоских (двумерных) задач, пространственная фильтрация изучена менее подробно, поскольку получение строгих решений задач фильтрации затруднительно.
Ключевые слова: водопроводящие сооружения, фильтрация, эквипотенциали , дрена, скважина, напорный пласт, сток, напор, приток, водоем, водоток
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.6 - Гидротехническое строительство, гидравлика и инженерная гидрология (технические науки)
В данной статье рассмотрены несколько способов определения расчётных длин стальных колонн в плоскости рамы. Путем анализа существующих методик, был определен наиболее удачный метод подбора расчётных длин для стальных колонн в свободной многоэтажной раме. Учитывая нестандартный случай крепления ригелей к рассматриваемому участку в раме эстакады, с помощью ПК ЛИРА САПР, а также модуля Кристалл (реализованного в SCAD), наглядно показана потеря устойчивости одинаково нагруженных элементов в наиболее чувствительной зоне.
Ключевые слова: формула Эйлера, потеря устойчивости, коэффициент расчётной длины, расчётная длина, коэффициент запаса устойчивости, конечные элементы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства