Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy
Статьи журнала - Строительство уникальных зданий и сооружений
Все статьи: 824
Вибрации зданий с подвижным фундаментом при реальных сейсмических воздействиях
Статья научная
Объектом исследования являлись колебания зданий на скользящих фундаментах с сухим трением под действием реальных землетрясений. Методы. Использованы образцы четырехэтажного и девятиэтажного дома с набором из пяти записей землетрясений по шкале 7-10 баллов по шкале MSK-64. Расчетная модель здания представляет собой систему со многими степенями свободы, подверженную только сдвиговым колебаниям. Кулоновская модель сухого трения описывает взаимодействие фундамента и ростверка. Движение фундамента задается как горизонтальная составляющая сейсмограммы реального землетрясения. Отсутствие условия для расчета силы трения между двумя абсолютно твердыми телами в период их сцепления в динамике не позволяет определить время начала скольжения, что усложняет задачу. Кроме того, сейсмограммы реальных землетрясений имеют сложный характер, что может привести к многократным изменениям состояния скольжения и сцепления ростверка и фундамента. Дискретность задачи по времени и использование логического алгоритма позволили решить эту задачу. Использовалась неявная схема Ньюмарка; на каждом временном шаге задача решалась в трех постановках и выбиралось истинное решение. Для обеспечения необходимой точности решения нелинейной задачи величина временного шага была выбрана путем проведения вычислительного эксперимента. Полученные результаты. Разработанный алгоритм расчета перемещений, скоростей, ускорений и поперечных сил был предложен на основе горизонтальной составляющей записи сейсмограммы. Полученные результаты представлены в виде сравнительных графиков перемещений ростверка и фундамента, а также поперечной силы первого этажа. Результаты также были представлены в десяти таблицах для четырехэтажных и девятиэтажных зданий, подвергшихся влиянию пяти землетрясений. В этих таблицах показаны максимальные значения поперечных сил для перекрытий зданий. При благоприятном сочетании динамических характеристик здания и амплитудно-частотной характеристики сейсмограммы использование скользящего фундамента может привести к многократному снижению поперечной силы в здании, а их плохое сочетание в скользящем фундаменте. дает незначительный эффект. Показано, что скользящий фундамент не всегда приводит к многократному снижению поперечной силы.
Бесплатно
Видимость неба при затенении деревьями
Статья научная
Развитие зеленой инфраструктуры является актуальной задачей при разработке градостроительной стратегии по снижению влияния городского острова тепла и улучшению городской экосистемы. Целью данного исследования является оценка видимости неба при затенении деревьями при решении задач прогнозирования формирования городского острова тепла и разработки рекомендаций по его смягчению. Объект исследования. Выделено несколько видов деревьев, наиболее часто встречающихся в озеленении в условиях жаркого климата: вяз (Ulmus L.), дуб (Quercus L., 1753), клен (Acer L., 1753) и тополь (Populus L., 1753). ). Для каждой из этих пород деревьев было отобрано несколько образцов, необходимых для усреднения данных. Всего было исследовано 27 образцов. Полевые исследования проводились в разные месяцы года (10.05.2021, 16.07.2021 и 03.10.2021). Метод. Характеристикой видимости неба является коэффициент видимости неба (SVF). Рассмотрены различные подходы к определению видимости неба. Общим ограничением вычислительных методов является возможность определения SVF для относительно простых конфигураций объектов. Поэтому для нахождения SVF сложных гетерогенных систем, таких как деревья, были проведены прямые измерения путем фотографирования с использованием специального объектива «рыбий глаз» и смартфона. Проверка данных подтверждает возможность использования этого оборудования для полевых исследований. Для обработки фотоизображений использовался метод черных, белых и серых пикселей, что позволяет повысить точность результатов. Полученные результаты. Анализ результатов показывает, что минимальные значения SVF для всех исследованных пород деревьев наблюдаются в июле. В этот момент крона дерева наиболее густая, что ограничивает видимость большей части неба. Максимальный эффект затенения летом дает дуб (СВФ = 22,9%), минимальный - вяз (СВФ = 30,4%). Показано, что деревья с более густой кроной днем и ночью блокируют потоки длинноволновой радиации, что приводит к росту городского острова тепла. Сравнивая полученные результаты, можно отметить, что минимальное смягчение (8,0 К) дает вяз; максимальное смягчение (8,8 К) дает дуб. Поэтому для защиты от солнечного излучения днем лучше использовать дуб, а для смягчения городского острова тепла ночью лучше использовать вяз. Таким образом, метод позволяет выбрать породу дерева, обеспечивающую необходимое затенение и эффект смягчения городского острова тепла. Дальнейшие исследования будут связаны с уточнением математической модели городского острова тепла для оценки микроклимата урбанизированных территорий в жаркий период.
Бесплатно
Висячие тросовые конструкции и покрытия сооружений
Статья научная
Висячие тросовые конструкции просты в монтаже, надежны в эксплуатации, а в ряде случаев отличаются и архитектурной выразительностью. Представлены наиболее знаковые кон-струкции и сооружения, имевшие на момент строительства практическую значимость и но-визну, отмеченные наградами профессионального сообщества или вошедшие в рейтинги научных журналов. Несколько крупных аварий большепролетных тросовых покрытий не охладили интерес к ним со стороны архитекторов и конструкторов общественных и промышленных зданий.
Бесплатно
Влажностный режим ограждающей конструкции с облицовкой силикатным кирпичом
Статья научная
В настоящее время используют такие типы конструкций, как стены с облицовкой из кирпичной кладки, теплоизоляционные навесные фасадные системы с тонким штукатурным слоем и фасадные системы с вентилируемой воздушной прослойкой, а также без нее. Ввиду большого распространения в строительстве стеновых конструкций из силикатного кирпича без вентилируемого зазора, в статье определяется возможность применения данных фасадных систем на территории двух самых крупных застраиваемых городов России - Санкт-Петербурга и Москвы, представлены результаты тепловлажностного расчета для соответствующих ограждающих конструкций. Приведены технические рекомендации по нормализации влажностного режима для данных конструкций, которые в силу особенностей их эксплуатации, характеризуются влагонакоплением. По результатам проведенного расчета делаются выводы о соответствии конструкции необходимым по энергоэффективности, санитарно-гигиеническим, комфортным нормам и о целесообразности применения полученных результатов для принятия правильных проектных решений.
Бесплатно
Влияние авторегулирования на параметры энергопотребления жилых зданий
Статья научная
В статье представлено технико-экономическое обоснование систем автоматического регулирования потребляемой тепловой энергии. Обоснована эффективность их применения. Описаны основные методы регулирования систем теплоснабжения. Показано влияние методов регулирования параметров теплоносителя на энергетическую эффективность зданий. Представлена методика расчета энергосберегающего эффекта в течение отопительного периода, который может быть достигнут за счет авторегулирования параметров подачи тепла в здание. Показана эффективность систем авторегулирования для решения проблемы перетопа зданий.
Бесплатно
Статья научная
Взрывной метод уплотнения лессовых грунтов при их водонасыщении является действенным приемом улучшения физико-механических свойств оснований. В статье приведены результаты экспериментальных исследований по влиянию вибродинамических воздействий на повышение эффективности уплотнения водонасыщенных лессовых грунтов с использованием вертикальных песчаных дрен, которые свидетельствуют о перспективах использования взрывного метода уплотнения в сочетании с устройством дрен в грунтах основания. Данные результаты исследований открывают широкие перспективы сочетания вибродинамических методов уплотнения с устройством дрен в грунтах основания для ускорения процесса консолидации грунтов и повышения качества уплотнения оснований.
Бесплатно
Влияние воздухо-изоляционного состава на теплотехнические характеристики ограждающих конструкций
Статья научная
В статье приводится один из возможных путей решения энергосбережения и повышения энергетической эффективности зданий за счет применения инновационного воздухоизоляционного состава Моно*Эр. Он упрощает процесс воздухоизоляции. После нанесения Моно*Эр штукатуры, плотники, плиточники и электрики могут работать, не нарушая воздухонепроницаемость зданий. Так же использование Моно*Эр позволяет обрабатывать труднодоступные участки. В работе был проведен тест на воздухонепроницаемость с использованием этого материала, так и без него и рассмотрены источники утечек воздуха. Представлены преимущества использования и технические показатели МОНО*ЭР.
Бесплатно
Влияние высоты фермы на область безопасных частот статически определяемой плоской фермы
Статья научная
Объектом исследования является статически определенная симметричная плоская модель. Предположим, что стержни фермы имеют одинаковую жесткость и поперечное сечение, а массы фермы равномерно распределены в их узлах.
Бесплатно
Влияние грунтового ядра на оптимизацию сваи-оболочки
Статья научная
В статье рассмотрена возможность оптимизации по материалоемкости стальных свай-оболочек, погружаемых с открытым нижним концом. Расчеты выполнены с учетом влияния грунтового ядра. Вычислена несущая способность свай различных глубин погружения. Вычислены напряжения, возникающие в поперечных сечениях свай. Напряжения проверены по теориям прочности. Рассчитаны толщины стенок равнопрочной сваи-оболочки и экономия материала, достигаемая оптимизацией. Сделаны следующие выводы: 1. Проведенные в данной статье вычисления с учетом давления грунтового ядра позволяют утверждать, что оптимизация стальных свай-оболочек (ССО) по материалу с обеспечением условия равнопрочности возможна; 2. Напряжения в материале сваи после оптимизации толщины ее стенок были проверены по соответствующим теориям прочности; 3. Главный результат работы - возможность экономии основного строительного материала сваи при выполнении условия ее равнопрочности. Оптимизация наиболее эффективна для сваи меньшей длины из рассмотренных в статье, то есть для 11-метровой.
Бесплатно
Статья научная
Изложены результаты технического обследования строительных конструкций строящегося монолитного железобетонного здания каркасного типа. Представлены описание дефектов строительных конструкций и причин их происхождения, результаты лабораторных исследований прочности бетона. Выполнен анализ влияния выявленных дефектов строительства на усилия в элементах каркаса и на несущую способность конструкций. По результатам исследования разработано заключение о несущей способности конструкций с дефектами, способах их усиления и возможности продолжения строительства.
Бесплатно
Влияние дизайна на время эвакуации из Римского Колизея
Статья научная
В статье анализируются объемно-планировочные характеристики самого известного амфитеатра древних времен Римского Колизея (Рим, Италия) в области эвакуации при пожаре. Были построены 3D компьютерные модели арены и проведено моделирование эвакуации с помощью программы Sigma FS (Россия). Проведен сравнительный анализ объемно-планировочных решений арены с современной концепцией организации обеспечения беспрепятственной и своевременной эвакуации людей. Установлено, что в Колизее разработан ряд особенностей, позволяющих проводить эвакуацию более успешно, чем в современных спортивных сооружениях: конфигурация лестницы, обеспечивающая высокую скорость передвижения; средняя продолжительность гроздей в три раза меньше, а на лестнице меньше поворотов. Показано, что планировка Колизея позволяет не проводить поэтапную эвакуацию и не требует ограждения путей эвакуации из основного пространства. В общем, римский Колизей не требовал управления эвакуацией (маршрутизацией), чтобы уравнять нагрузку движения по лестнице и сократить время скопления людей перед лестницей.
Бесплатно
Влияние жесткости узлового соединения на механические характеристики стеллажа
Статья научная
Статья посвящена оценке влияния крутильной жесткости узлового соединения балка-стойка на несущую способность, устойчивость и долговечность конструкции тонкостенного стеллажа. В качестве примера рассматривается модель из пары балок длиной 1,5 м, которые закреплены с помощью гребенчатых зацепов (соединение балка-стойка). Получены значения жесткостей на кручение для соединения балка-стойка при предельных нагрузках. Данные натурных испытаний сравниваются с результатами численного моделирования, произведенного в специализированном программном комплексе по методу конечных элементов.
Бесплатно
Статья научная
Иногда каменные плотины с высокими бетонными облицовками сооружаются не на каменном, а на грунтовом основании. Поэтому актуальные исследования связаны с влиянием жесткости фундамента на напряженно-деформированное состояние (НДС) и прочность бетонного забоя. Метод. Исследование проводилось с помощью численного моделирования на примере плотины высотой 100 м, опирающейся на сжимаемый фундамент толщиной 100 м. Было рассмотрено пять вариантов модуля деформации грунта основания: от 40 МПа до 20 ГПа. Кроме того, было исследовано влияние фильтрационной стенки, расположенной в основании, на НДС гидростатического экрана. Для моделирования жестких тонкостенных конструкций использовались конечные элементы высокого порядка, что позволило получить детальную картину распределения напряжений в забое. Полученные результаты. Анализы показали, что НДС бетонной поверхности плотины, расположенной на основании пониженной жесткости, характеризуется не только повышенными смещениями, но и изменением характера их распределения. У жесткого фундамента максимальные прогибы забоя наблюдаются примерно на середине высоты плотины, а у мягкого - у подошвы. Следовательно, на мягком основании поперечный прогиб нижней части лица выражен в большей степени, чем в верхней части. Воздействие снижения жесткости фундамента также приводит к появлению дополнительных продольных сил. Выводы. Исследование выявило значительную роль жесткости фундамента в формировании НДС бетонной поверхности каменной наброски. Даже при прочном скальном фундаменте SSS забоя более благоприятен, чем при абсолютно жестком основании. Поэтому при численном моделировании необходимо учитывать реальную жесткость фундамента. Если каменная плотина построена на основании, более деформируемом, чем грунт плотины, то можно ожидать значительного растяжения и появления сжимающих продольных сил, что может привести к потере прочности бетона. Как правило, можно рекомендовать, чтобы отношение модуля деформации грунтов плотины и фундамента не превышало 3. Установлено, что гидростатическое давление на фильтрационную стенку у основания вызывает дополнительные смещения основания. плотина и продольная сила сжатия в бетонной поверхности. Это приводит к увеличению продольных сил, воспринимаемых бетонной поверхностью.
Бесплатно
Влияние климатических факторов на теплотехнические характеристики стеновых панелей
Статья научная
Энергоэффективность зданий является одним из ключевых факторов, влияющих на комфорт жителей в процессе эксплуатации, поэтому очень важно понимать, сохранят ли строительные материалы свои теплотехнические характеристики в течение всего срока службы. Объектом исследования являются теплотехнические характеристики стеновых панелей модульных зданий и сооружений. Целью данной работы является испытание стеновых панелей в климатической камере, сравнение полученных теплотехнических характеристик с исходными значениями и составление выводов. Метод. Экспериментальный метод включает в себя испытания образца стеновой панели на воздействие климатических факторов в течение расчетного времени и измерение теплотехнических характеристик образца до и после воздействия. Результаты. После воздействия климатических факторов на образец теплопроводность увеличилась с 0,037 Вт/м·К до 0,04 Вт/м·К на 8%, а сопротивление теплопередаче уменьшилось с 2,76 до 2,67 м²·К/Вт на 3%. Изменения могли быть связаны с различными факторами, возникшими во время климатических испытаний, такими как: влагопоглощение и деградация конструкции. Климатические испытания показывают, что при определенных условиях окружающей среды теплоизоляционные свойства минеральной ваты ухудшаются, что приводит к увеличению теплопроводности и снижению сопротивления теплопередаче.
Бесплатно
Влияние комплексной органоминеральной добавки на деформацию гидротехнических бетонов
Статья научная
В статье приведены результаты исследования свойств бетона, который может быть использован для строительства морских гидротехнических сооружений, предварительный состав которого был определён с помощью стандарта ACI 211.4R-2008. Также было изучено влияние водо-вяжущего отношения (В/Вяж) и эффекта использования разработанной комплексной органо-минеральной модифицирующей добавки, состоящей из золы-уноса ТЭС «Вунг Анг» (ЗУ), микрокремнезема SF-90 (МК90) и поликарбоксилатного суперпластификатора SR 5000F (СП) на относительные деформации бетонных образцов-балочек в результате их экспозиции в 5%-ном водном растворе сульфата натрия. Для обработки полученных результатов применялся метода математического планирования эксперимента с построением четырехфакторного плана. В результате математической обработки результатов предварительных исследований было получено регрессионное уравнение первого порядка зависимости целевой функции - относительной деформации бетонных образцов в жидкой сульфатной среде от входных факторов - x1 (В/Вяж), x2 (количества ЗУ), x3 (количества МК90) и x4 (количества СП), а также изображения поверхности выражения этого регрессионного уравнения...
Бесплатно
Влияние коррозии на легкие стальные тонкостенные конструкции
Статья обзорная
Технология строительства на основе легких стальных тонкостенных конструкций (ЛСТК) - это каркасная технология, позволяющая возводить дома в короткие сроки. Суть этой технологии заключается в использовании панелей из легких стальных оцинкованных перфорированных и неперфорированных профилей, которые образуют металлический каркас здания. Существует много различных характеристик ЛСТК, которые изучались и исследуются по сегодняшний день. Одной из таких характеристик является устойчивость к коррозии. Защита от коррозии легких стальных конструкций, выполненных из холодногнутыхпрофилей, чрезвычайно важна. Недостаточно защищенные тонкостенные конструкции могут разрушиться в короткий срок. Для строительных стальных конструкций существенное значение имеет электрохимическая коррозия. Она вызывается водными растворами электролитов и является результатом действия микроэлементов, образующихся на поверхности металла, соприкасающегося с электролитом. Роль, которую механические напряжения играют в явлениях коррозии металла, очень сложна и еще не полностью выяснена. По единодушному мнению многих исследователей, коррозионное растрескивание происходит под действием растягивающих напряжений, которые вызывают расширение возможных трещин. Сжимающие напряжения противодействуют растрескиванию, вызывая закрытие трещин. Напряжения от кручения дополнительно увеличивают скорость коррозионного растрескивания на несколько десятков процентов. Чем ниже содержание углерода, тем выше коррозионная стойкость нержавеющих сталей. Чем меньше размер зерна металла, тем больше его устойчивость против коррозионного растрескивания. При увеличении размера зерна уменьшается время до разрушения. Наиболее стойка перед коррозией решетка из труб. В случае со сплошной стенкой большую прочность имеет балка коробчатого сечения, чем двутавровая. В настоящее время наиболее распространенным способом защиты от коррозии является применение покрытий в виде слоя краски. Они уступают первенство, с точки зрения стойкости, гальваническим и металлическим покрытиям, но более доступны.
Бесплатно
Влияние краевых зон плиты на потери тепла в плите на уровне земли
Статья научная
Объектом исследования является плита перекрытия однокомнатной квартиры, расположенная на первом этаже многоквартирного дома. Тип климата – Dfa по классификации Кёппена. Методика. Полевые тепловые испытания объекта проводились методом «приставной стены» в холодный период года. Все контрольные испытания проводились в течение 14 суток с регистрацией параметров каждые 15 минут с учётом высокой теплоёмкости грунта. Для большего охвата точек измерения использовались два 10-канальных программируемых модуля. Всего исследовано 6 краевых зон плиты перекрытия различной конфигурации. Результаты. Максимальные колебания теплового потока зафиксированы в краевых зонах плиты перекрытия, примыкающих к наружной стене, что свидетельствует о нестационарном характере процесса теплопередачи. Доказано, что термическое сопротивление на внутренней поверхности плиты перекрытия практически равно нулю, поэтому при моделировании процесса нестационарной теплопередачи через плиту перекрытия могут быть использованы граничные условия Дирихле. Затухание температурных колебаний в грунтовом массиве и их задержка во времени обусловлены высокой тепловой инерцией грунта. Впервые установлены значительные колебания коэффициента тепловой равномерности (КТП) в краевых зонах плиты-на-грунте, примыкающих к наружной стене (от 0,16 до 0,97). Уменьшение КТП свидетельствует об увеличении теплопотерь через краевые зоны плиты-на-грунте по сравнению с участками плиты, удаленными от краевых зон. Для снижения теплопотерь через грунт необходима изоляция краевых зон плиты. Данное решение соответствует минимальным требованиям к теплозащите зданий.
Бесплатно
Статья научная
Объектом исследования является микроструктура композитных труб из стеклобазальтопластика и взаимосвязь их мультифрактальных характеристик с прочностью на разрыв. Исследование сосредоточено на изучении влияния структурных параметров на механические свойства этих композиционных материалов. Метод. Были проведены физические эксперименты для измерения и анализа прочности на разрыв композитных труб из стеклобазальтопластика. Методология включала испытания на прочность и мультифрактальный анализ для оценки структурной неоднородности материалов. Коэффициенты чувствительности были рассчитаны для количественной оценки влияния фрактальных размерностей спектра Реньи волокон матрицы трубы на прочность на разрыв. Были оценены фрактальные размерности матрицы волокон (например, ), и их диапазоны были ранжированы на основе их корреляции с показателями прочности. Результаты. Микроструктура композитных труб демонстрирует значительную неоднородность, что затрудняет разработку прогностических моделей их качества на основе структурных параметров. Мультифрактальный анализ выявил распределение областей волокон и эпоксидной матрицы внутри труб. Коэффициенты чувствительности позволили установить взаимосвязи между пределом прочности на разрыв и фрактальными размерностями, определив ключевые диапазоны: для для для для для и для . Математическое моделирование позволило получить прогнозные формулы для предела прочности на разрыв с коэффициентом корреляции для ключевых фрактальных параметров. Эти модели предлагают экспресс-метод оценки предела прочности на разрыв композитных труб из стеклобазальтопластика, что повышает эффективность контроля качества.
Бесплатно
Влияние несанкционированных изменений системы отопления на теплоснабжение многоэтажного дома
Статья обзорная
Надежность работы системы отопления зависит не только от грамотно выполненного проекта и расчета, но и от правильной эксплуатации. В настоящее время актуальной проблемой при эксплуатации жилых многоквартирных зданий является несанкционированное изменение системы собственниками квартир. Эти изменения зачастую приводят к серьезным последствиям или вовсе выводят систему из работоспособного состояния. Для исследования была выбрана однотрубная система отопления. В данной статье проведен обзор типичных несанкционированных изменений системы отопления. Проанализировано влияние этих изменений на работу всей системы.
Бесплатно
Влияние податливости опор на напряженно-деформированное состояние элементов структурного покрытия
Статья научная
В статье рассмотрены новые подходы к расчету и проектированию структурных покрытий системы МАРХИ. Предложенные подходы, обеспечивающие регулирование параметров напряженно-деформированного состояния, базируются на двух принципах: изменении локальных геометрических параметров (размеров ячейки покрытия - его относительной высоты), и «вспарушивания» первоначально плоской плиты, то есть, изменения общей геометрической формы с приданием плите обратного выгиба. Установленные зависимости обеспечивают возможность использования для покрытий на нетиповых планах типовых модульных элементов системы МАРХИ (стержней и соединительных вставок-коннекторов). Для более полной оценки эффективности предложенных подходов впервые выполнена оценка влияния податливости опорных конструкций на параметры напряженно-деформированного состояния (максимального усилия в стержневом элементе и максимального прогиба). С целью обобщения результатов выполненных исследований искомые параметры представлены в относительном виде как функциональные зависимости параметра k, характеризующего податливость опорных конструкций.
Бесплатно
