Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy
Статьи журнала - Строительство уникальных зданий и сооружений
Все статьи: 829
Цитрогипс как сырье для производства гипсового вяжущего
Статья научная
Объектом исследования был цитрогипс, представляющий собой гипссодержащие отходы, образующиеся при биохимическом синтезе лимонной кислоты. Целью данного исследования явилось определение возможности изготовления гипсовых вяжущих на основе цитрогипса путем термической обработки при атмосферном давлении. Методы. Проведен комплексный анализ цитрогипса с использованием стандартных методов и лабораторного оборудования. В качестве эталонного образца использовался природный гипсовый камень. Также исследовано качество вяжущего на основе цитрогипса и проведен сравнительный анализ его со строительным и высокопрочным гипсом. Полученные результаты. Установлено, что химический и минеральный состав цитрогипса незначительно отличается от природного гипсового камня. Однако высокая дисперсность и морфология частиц предопределяют низкую прочность получаемого гипсового вяжущего. Это явление предопределяет в будущем необходимость разработки алгоритмов и методов повышения эффективности вяжущих, получаемых термообработкой при атмосферном давлении цитрогипса.
Бесплатно
Статья научная
Объект исследования. Предложена новая схема статически определяемой фермы в виде замкнутого прямоугольника с вертикальными опорными колоннами по внутреннему контуру. Ячейка регулярности построения представляет собой четырехугольную стержневую пирамиду. Все ячейки объединены по вершинам стержневым квадратным контуром. Четыре дополнительные горизонтальные стержневые опоры расположены по углам конструкции. При определении прогиба и усилий в ответственных стержнях учитывалась вертикальная нагрузка, равномерно распределенная по узлам фермы. Приведен вывод формулы зависимости прогиба произвольного шарнира на консольной части фермы от числа панелей в ферме. Метод. Вывод формул для прогибов, сил и частот свободных колебаний основан на индуктивном обобщении последовательности решений для конструкций с различным числом панелей. Силы находятся из решения системы линейных уравнений равновесия узлов. Прогиб и матрица жесткости конструкции рассчитываются в аналитической форме по формуле Максвелла-Мора. Для нахождения частоты колебаний узлов, наделенных массами, используется метод Данкерли. Полученные результаты. Формулы прогиба узлов имеют компактный вид и позволяют вычислить прогиб произвольной точки на внешнем (консольном) контуре фермы. Нижняя оценка первой частоты колебаний узлов в предположении вертикальных смещений точек имеет относительную погрешность по сравнению с численным решением задачи о спектре всех частот, немонотонно зависящем от числа панелей. Абсолютная ошибка уменьшается с увеличением количества панелей. Решения систем уравнений равновесия для узлов и всех преобразований производятся в системе символьной математики Maple. Для некоторых сил найдена линейная асимптотика решений.
Бесплатно
Частотно-зависимые динамические характеристики грунтового основания
Статья научная
Объект исследования - динамические характеристики грунтового основания, используемые для расчета конструкций на сейсмические нагрузки. Целью данной работы является сравнительный анализ динамических характеристик для разных типов грунтов. Также оценивается влияние закладывания фундамента. В статье сравниваются нормативный и конечно-элементный методы расчета. Метод. Динамические характеристики определяются из решения задачи о гармонических колебаниях штампа на упругом полупространстве. Модель конечных элементов была проверена с использованием аналитического решения. Для моделирования бесконечной области в ограниченном объеме почвы использовались элементы, поглощающие энергию вибраций (Perfectly Matched Layer). Полученные результаты. Проверка модели конечных элементов показала приемлемую ошибку с аналитическим решением. Решив ряд задач, было установлено, что нормативные формулы расчета динамических характеристик дают правильные значения только для низкочастотных воздействий. Графики сравнения показывают резкое увеличение частотной зависимости характеристик при ухудшении почвенных условий (уменьшается скорость поперечной волны).
Бесплатно
Численная модель течения в выхлопном узле «отверстие - колено»
Статья научная
Объектом исследования является узел системы вентиляции «вытяжное отверстие - колено». Системы вентиляции, проектируемые в зданиях различного назначения, как правило, сильно разветвлены, что приводит к значительным потерям давления, наибольшие из которых обусловлены местными сопротивлениями в элементах воздуховодной арматуры. Конструктивные особенности помещений и значительные габариты вентиляционных каналов приводят к необходимости прокладки воздуховодов с рядом установленными элементами воздуховодной арматуры. В таких случаях один элемент оказывает взаимное влияние на другой, при этом изменяются по сравнению с отдельными как коэффициенты местных сопротивлений, так и общие потери давления, что в настоящее время не учитывается при выполнении аэродинамических расчетов.
Бесплатно
Численное моделирование стационарного теплообмена панельного здания серии ОД-4
Статья научная
Представлены результаты численного моделирования стационарного теплообмена в трехмерной модели участка панельного здания серии ОД-4. Показана зависимость тепловых потерь от физических параметров строительных материалов ограждающей конструкции. Результаты моделирования удовлетворительно согласовываются с данными проведенной авторами тепловизионной съемки. Расчет выполнен для обоснования технологии восстановления теплофизических характеристик ограждающих конструкций панельных зданий за счёт применения полисульфидных лент для герметизации межпанельных швов. Наружные условия выбраны для климатического региона - Санкт-Петербург. Увеличение теплопотерь через ограждающие конструкции при снижении их теплофизических характеристик относительно проектных показателей доходит до 30%. Определена экономическая эффективность герметизации швов по указанной выше технологии.
Бесплатно
Численные и аналитические решения задач о действии внешних нагрузок на упругое полупространство
Статья научная
В современном строительстве все расчеты производятся в вычислительных программных комплексах. В этих комплексах используется численный метод решения дифференциальных уравнений с частными производными, интегральных уравнений, возникающих при решении задач прикладной физики, механики деформируемого твёрдого тела, теплообмена, гидродинамики и электродинамики. Этот метод называется методом конечных элементов. Поскольку любое тело можно разбить на бесконечное количество элементов, возникает актуальный вопрос, какое число этих элементов будет оптимальным. В настоящей работе рассмотрены аналитические решения задач о действии внешних нагрузок на упругое полупространство: задачи Буссинеска от сосредоточенной силы, Лява от равномерно распределенной нагрузки. Получены численные решения данных задач в программном комплексе Лира-САПР 2013. Построены схемы радиальных напряжений, графики напряжений σ_z, ԏxz, ԏyz. Выполнено сравнение результатов аналитических и численных решений.
Бесплатно
Численный анализ композитной фермы
Статья научная
Объектом исследования является несущая способность сталежелезобетонной фермы. Целью данной работы является анализ напряженно-деформированного состояния в месте действия изгибающего момента и на краю опорного раскоса. Определение характера и места разрушения с учетом физической нелинейности бетона и стали, определение усилий, прогибов и деформаций.
Бесплатно
Чувствительность свойств композитных труб к фрактальным размерностям
Статья научная
Объектом исследования является структура композитных труб и оценка чувствительности их фрактальных размерностей к критериям качества. Метод. Были проведены механические испытания для определения свойств труб из стеклобазальтового армированного пластика. Эксперименты включали испытания на осевую прочность при растяжении и сжатии, а также испытания на эластичность. Состав материала по массе был следующим: 66–70% волокнистой матрицы и 30–34% эпоксидного связующего. Образцы испытывались в окружном направлении. Прочность на растяжение в окружном направлении измерялась как прочность при сжатии как и осевой модуль упругости при растяжении как Проведен мультифрактальный спектральный анализ с использованием разрешения шкалы от 30 до 300 мкм. Установлено, что рассчитанные коэффициенты чувствительности для фрактальной размерности и в 2–3 раза превышают коэффициенты чувствительности других размерностей, таких как и из мультифрактального спектра Реньи обобщенных статистических размерностей. Результаты. Результаты показывают, что фрактальные размерности и являются наиболее чувствительными индикаторами для прогнозирования механических свойств композитных труб. Эти размерности рекомендуется использовать для дальнейшей оценки структуры волокон при прогнозировании механических свойств. Размерности с более низкими коэффициентами чувствительности, такие как и , считаются менее значимыми и исключаются из дальнейшей оценки качества. Данный подход обеспечивает надежную основу для оптимизации качества композитных труб, фокусируясь на наиболее чувствительных структурных характеристиках, что повышает как точность прогнозирования, так и эффективность использования ресурсов.
Бесплатно
Шпунты из ультракомпозитных материалов в гидротехническом строительстве
Статья научная
В статье представлен сравнительный анализ металлических и композитных шпунтов с обзором их технических характеристик.Рассмотрены два одинаковых по конструктивной схеме, но различных по составу материалов способа реконструкции участка берегоукрепления. Конструктивная схема представляет собой возведение новой шпунтовой стенки и шапочного бруса в габаритах прилегающих участков существующего сооружения. В первом случае рассматривался вариант возведения новой металлической шпунтовой стенки с бетонным шапочным брусом, во втором - рассматривался вариант применения современного отечественного композитного шпунта ШК-150.В работе обосновывается возможность применения современных ультракомпозитных материалов, полученных с использованием пултрузионных технологий, в гидротехническом строительстве. Применение результатов, относящихся к расчетному обоснованию использования композитных материалов, позволит развить в дальнейшем методологию применения композита в гидротехническом строительстве.
Бесплатно
Щелочные реакционные порошковые бетоны
Статья научная
Современное состояние развития строительной науки обуславливает при строительстве уникальных зданий, сооружений, а также возведении сложных строительных конструкций и их ремонте, использование высокопрочных вяжущих веществ и бетонов на их основе.Высокопрочные бетоны появились в зарубежной практике в начале 60-х годов прошлого столетия. Разные страны в промышленных масштабах начали применение бетона прочностью свыше 40 МПа. Особенно перспективны полученные в конце 80-х годов двадцатого столетия, так называемые реакционные порошковые бетоны — Reactive powder concretes (RPC). Бетон назван реакционным порошковым вследствие высокой дисперсности компонентов и повышенного количества гидравлически активных материалов.В то же время давно существует такой вид вяжущих как шлакощелочные вяжущие, активность которых, даже без применения особых приемов, применяемых для повышения прочности портландцементных бетонов, описанных выше, достигает 80 МПа. Установленный эффект взаимодействия между силикатами натрия и солями железа и полученное так называемое шлакошламовое вяжущее, представляющее собой смесь доменного гранулированного шлака с отходами горно-обогатительных комбинатов (железосодержащим минеральным комплексом), затворенную водой.Эти два положения послужили основой для получения нового вида бетона, так называемого шлакощелочного реакционного порошкового бетона, который представляет собой смесь доменного гранулированного шлака с железосодержащим минеральным комплексом, затворенную водным раствором щелочного компонента с добавлением полиспирта. Данный вид вяжущего обладает прочностью при сжатии, достигающей 110 МПа.
Бесплатно
Эвристическое планирование инвестиционно-строительного проекта по физическим ресурсам
Статья научная
Кратко рассмотрены существующие системы по планированию и управлению проектами некоторых отечественных и западных фирм. Отмечается, что они часто не отвечают конкретным требованиям, предъявляемых проектными строительными организациями. Главное внимание уделено основным возможностям специально разработанной на кафедре «Строительство уникальных зданий и сооружений» программы по эвристической оптимизации линейных календарных планов строительства на ПЭВМ (персональная электронно-вычислительная машина).
Бесплатно
Экономическая эффективность замены старых теплопроводов в Санкт-Петербурге
Статья научная
Тепловые сети это наиболее уязвимый элемент городской системы теплоснабжения. Средний срок службы теплопроводов, которые прокладывались в Советском Союзе, не превышал 15 лет. В Санкт-Петербурге ежегодно в разряд сетей, выработавших паспортный ресурс (25 лет), переходит до 230 км теплопроводов в однотрубном исчислении. Замена старых тепловых сетей на теплопроводы в тепловой изоляции из пенополиуретана позволит значительно сократить потери тепловой энергии. В статье выполняется расчет экономической эффективности реконструкции тепловых сетей. В соответствии со Схемой теплоснабжения к 2030 году планируется реконструировать 163900 м теплопроводов (819500 м в двухтрубном исчислении) ветхих тепловых сетей, находящихся на балансе ОАО «Теплосеть Санкт-Петербурга».
Бесплатно
Экономичность использования и влияние наноразмерных частиц на свойства легких высокопрочных бетонов
Статья научная
В статье проводится анализ влияния различных добавок (в основном наноразмерных) на свойства бетона. Из свойств подробно описываются прочность, плотность, проницаемость, пластичность, моростойкость, огнестойкость, водопоглощение. Наномодифицированные добавки способны кардинально изменить эти свойства. Из добавок рассматриваются: микрокремнезем, нанокремнезем, наношпинель магния, золь-гель, МБ-01, микросферы, зола рисовой шелухи и метакаолин, углеродные нанотрубки, астралены, золь гидроксида железа, комбинированные модификаторы на основе золя гидроксида железа и золя кремниевой кислоты. Любые нанотехнологии влекут за собой большие затраты денежных средств. Наномодифицированные добавки также считаются достаточно дорогими и не всегда выгодными при использовании. Но благодаря грамотному использованию уникальных свойств легкого наномодифицированного бетона, в особенности низкой плотности при высокой прочности, можно добиться уменьшения себестоимости конструкции в несколько раз.
Бесплатно
Экспериментальное сравнение характеристик паропроницаемости основных строительных материалов
Статья научная
Одной из важных задач строительства является проектирование конструкций таким образом, чтобы избежать возникновения конденсации водяного пара в них. В зависимости от используемых материалов и типа конструкции водяные пары могут проходить через здание или задерживаться в нем. Цель работы - дополнение характеристик паропроницаемости строительных материалов, которые неполно отражаются в нормативных документах. В работе проведена серия испытаний над образцами материалов, выпускаемых фирмами производителей для современного строительства: камень стеновой бетонный марки СКЦ 1Р-1, камень полнотелый стеновой керамзито- бетонный марки КСКЦ 40-20-19-50/950, глиняный обожженный полнотелый кирпич, газобетон автоклавного твердения марки D600, дерево (сосна). В результате исследования получены новые данные по материалам, которые в настоящее время используются при строительстве ограждающих конструкций.
Бесплатно
Статья научная
Объектом исследования является композиционная светопрозрачная фасадная система "Техноком" тип Alucobond A2 ТУ 562-006-51924160-2008. В процессе работы проводились экспериментальные и теоретические исследования показателей пожарной опасности и пределов огнестойкости фасадной системы. Задачами исследования является определение соответствия применяемой фасадной системы специальным техническим требованиям по пожарной безопасности. В результате исследования разработаны компенсирующие мероприятия, направленные на снижение пожарной опасности и повышение пределов огнестойкости фасадной системы.
Бесплатно
Экспериментальный анализ несущей деревянно-стеклянной двутавровой балки
Статья научная
В настоящее время современная архитектура все более ориентируется на использование прозрачных строительных элементов. Объединение двух различных материалов для достижения общей цели позволяет использовать лучшее из характеристик этих материалов. Такой подход стал одной из главных причин проведения данного экспериментального исследования.Данная статья сосредоточена на анализе свойств деревянно-стеклянной двутавровой балки, выполненного на основании проводимого экспериментального исследования. Работа ведется в рамках«WoodWisdom-Net», исследовательского проекта ЕС, с участием представителей Австрии, Бразилии,Чили, Германии, Турции, Швеции Словении.
Бесплатно
Эксплуатационная влажность автоклавного газобетона в стеновых конструкциях
Статья научная
Влажность наружных стен российских зданий представляет собой большую проблему, так как зачастую приводит к разрушению зданий и сооружений. Объектом исследования являются стеновые ограждающие конструкции из автоклавных газобетонных блоков жилых зданий, расположенных в различных влажностно-климатических зонах России. Оценка влажностного режима ограждений выполнена двумя способами: упрощенным (на основе СП 50.13330) и уточненным, в годовом цикле. По результатам расчета установлено, что систематического накопления влаги в ограждающих конструкциях за годовой период эксплуатации не происходит, переувлажнение материальных слоев конструкций за период влагонакопления отсутствует. Устройство дополнительного пароизоляционного слоя в конструкциях не требуется. Получена функциональная зависимость расчетной удельной теплозащитной характеристики здания от влажности газобетона наружных стен. Сформулирован критерий переувлажнения газобетона в конструкции по допустимой эксплуатационной влажности. Полученные результаты позволяют более точно оценить влажностный режим стеновых конструкций с применением автоклавных газобетонных блоков при проектировании зданий.
Бесплатно
Эксплуатационные характеристики автоклавного газобетона марки по средней плотности D400
Статья научная
Приведен обзор литературы, касающейся эксплуатационных характеристик ячеистых бетонов, исследований автоклавного ячеистого бетона марки по средней плотности D400 и воздействий, которым подвергается каменная кладка в современных стеновых конструкциях. Из анализа источников сделан вывод о недостаточности сведений о поведении газобетона D400 в составе ограждающих конструкций.
Бесплатно
Статья научная
Объектом исследования является активированный в аппарате вихревого слоя каолин, который используется в качестве наполнителя для стирол-акриловых лакокрасочных покрытий. Проведен сравнительный анализ эксплуатационных характеристик покрытий, наполненных исходным и активированным каолином. В качестве методов исследования выбран дисперсионный анализ, который позволил установить, что обработка наполнителя в аппарате вихревого слоя вызывает увеличение его дисперсности до 6 мкм. Для наполненных лакокрасочных покрытий определены изменения смываемости, водо/влаговпитываемости, адгезионной прочности, стойкости к агрессивным средам, в том числе модельным, имитирующим процесс биологической коррозии. Изменения в результате воздействия жидких сред проводились путем контроля цветовых характеристик покрытий и состояния их поверхности - микроскопии. В результате установлено, что наполнение активированным каолином обеспечивает повышение уровня эксплуатационных характеристик покрытий - моющейся способности в 3,5 раза, водопоглощения в 2,5 раза и адгезионной прочности в 1,5 раза, а также стойкости к агрессивным средам.
Бесплатно
Элементы железобетонные, усиленные методом анкеровки
Статья научная
Объектом исследования являются сталежелезобетонные элементы, в которых различные способы анкеровки обеспечивают совместную работу бетона и стали.
Бесплатно
