Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура @vestnik-susu-building
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура
Все статьи: 669
Интерактивное виртуальное прототипирование в архитектурном проектировании
Краткое сообщение
По результатам проведенных исследований раскрыты особенности использования систем интерактивного виртуального прототипирования в проектировании архитектурной среды. Выявлены наиболее развивающиеся направления компьютерного моделирования в архитектурном проектировании. Предложены основные типы современных систем виртуального прототипирования. Рассмотрен аспект интерактивности в архитектурном проектировании, презентации архитектурных разработок и применения систем дополненной реальности. Представлен пример физически корректного представления архитектурного проекта. Выявлены тенденции развития систем виртуальной реальности в проектировании архитектурной среды.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается проблематика компьютерного расчета строительных конструкций из композитных материалов, таких как сталежелезобетон и трубобетон. Подчеркивается сложность задачи, возникающая из-за необходимости учета совместной работы материалов с различными физико-химическими составами для назначения жесткостей элементов традиционных стержневых конечно-элементных моделей. В качестве основной цели статического расчета таких конструкций выделяется получение распределения напряжений в сечениях однородных элементов композитной конструкции.Предлагается методика расчета, следование которой позволяет минимизировать требования к производительности вычислительной техники, обеспечивая эффективное достижение поставленной цели. Это достигаетсяпосредством комбинирования стержневых конечно-элементных моделей и численных исследований отдельныхее элементов. Применение предложенного подхода демонстрируется на примере напряженно-деформированного состояния колонны высотного здания.Описанный подход позволяет упростить процесс проектирования и повысить его точность, предотвращая потенциальное истощение ресурсов вычислительной техники при работе с композитными конструкциями.
Бесплатно
Информационное моделирование на этапе планирования строительства
Статья научная
Здания и сооружения являются сложными техническими системами, описываемыми рядом критериев. Информационное моделирование позволяет совместить в себе качественную визуализацию процесса и зависимость расчетных данных по планированию строительства. Процесс выбора наиболее оптимального варианта объемно-планировочных, конструктивных и технологических решений при информационном моделировании значительно ускоряется. Модель позволяет осуществлять анализ пространственно-временных пересечений и регулировку зависящих от них факторов, которые дают возможность в реальном времени показать изменение всех показателей строительного производства на протяжении всего строительства объекта как в общем виде, аналогично используемым на данный момент календарно-сетевым планам, так и в частности, то есть с точки зрения того, как реализация конкретных технологических операций или их корректировки способны изменить рыночную стоимость и продолжительность строительства объекта в целом. В данной работе рассмотрены основные проблемы, возникающие при использовании существующих методов информационного моделирования, и выведены рекомендации, следование которым позволит принимать более успешные решения по вопросам оптимизации проектирования и строительства жилых зданий, а именно, визуальной наглядности, конструктивной надёжности и безопасности, минимизации возможных затрат и уменьшения срока строительства.
Бесплатно
Статья научная
Предложена простая и доступная в практическом применении методика конструирования изделий и деталей сложной геометрической формы с построением линий пересечения их поверхностей и последующим получением рабочих чертежей. Методика основана на использовании графического пакета AutoCAD с настройками в соответствии с ГОСТ ЕСКД, трехмерного моделирования и технологии «3D-модель - 2D-модель - 2D-чертеж».
Бесплатно
Использование медеплавильного шлака в производстве цементов общестроительного назначения
Статья научная
Представлены результаты исследований по использованию гранулированного шлака медеплавильного производства в качестве вспомогательного компонента минеральной добавки при помоле цементов общестроительного назначения. Изучены состав, свойства и размалываемость медеплавильного шлака, влияние его на продолжительность помола, гранулометрический состав и физико-механические свойства общестроительных цементов.
Бесплатно
Статья научная
В статье описывается возможность повышения качества работы специалистов государственного строительного надзора при применении методики оценки и прогнозирования риска аварии возводимых зданий и сооружений на примере выполненных на кафедре «Строительство» научно-исследовательских работ. Показана статистика аварий за период с 2010-2015 гг., описаны проблемы, с которыми сталкиваются сотрудники госстройнадзора при проведении проверок. Приведены примеры регулирования уровня конструкционной безопасности зданий кирпичного 10-этажного жилого дома и 4-этажного здания торгового центра с металлическим каркасом. Предложена методика, дающая возможность классификации зданий по риску аварии, степени долговечности и безопасности. Такая классификация может быть использована в целях сертификации и страхования зданий и сооружений.
Бесплатно
Статья научная
Локальные напряжения в стенке балок возникают при действии подвижных нагрузок от опорных кранов. Уровень этих напряжений определяет усталостную прочность и долговечность конструкции. Для балок, эксплуатируемых в тяжелых условиях режима работы кранов (7К, 8К), требуется в соответствии с требованиями норм проектирования дополнительная проверка верхней зоны стенки сварных балок на выносливость.
Бесплатно
Статья научная
Представленное в статье исследование посвящено получению материала на основе золошлаковых отходов, который мог бы выполнить функцию теплоизолятора при строительстве автомобильных дорог в регионах, имеющих сложные инженерно-геологические условия и географически расположенных в районах распространения вечной мерзлоты, в том числе островной. Целью работы является создание материала, имеющего теплоизоляционные свойства на основе золошлаковых отходов теплоэнергетических станций. Исследование носит экспериментальный характер, основано на стендовом моделировании процесса тепловой передачи энергии через плоскую стенку. В ходе выполнения исследования получена смесь на основе золошлаковых отходов одной из тепловых электростанций юга Забайкальского края, которая позиционируется как оптимальный состав для создания материала, обладающего крайне низкой теплопроводностью, что, несомненно, будет иметь положительный эффект при практической реализации в качестве структурного элемента автомобильной дороги. Полученные в ходе исследования результаты могут быть использованы при реализации распоряжения Правительства РФ от 28 августа 2024 г. № 2330-р, которое вступает в силу с 1 января 2025 г.
Бесплатно
Использование суперэллипсов в компьютерном моделировании строительных и машиностроительных объектов
Статья научная
В данной обзорной статье собраны основные сведения по существующим методикам формирования внешних обводов надводных судов, подводных аппаратов и предлагаются новые формы строительных оболочек в виде поверхностей с главным каркасом их трех суперэллипсов. Наличие девяти произвольных констант в обобщенных параметрических уравнениях предлагаемых поверхностей дает возможность, имея один комплект уравнений, рассматривать десятки изучаемых поверхностей с помощью компьютерного моделирования. Даны результаты геометрических исследований и показаны возможности использования расчетной компьютерной программы СКАД в определении напряженно-деформированного состояния строительных оболочек со ссылкой на использованные источники, что может дать толчок дальнейшим исследованиям без повторения уже выполненных другими исследователями. Некоторые разработки проиллюстрированы рисунками, что облегчает понимание материала.
Бесплатно
Статья научная
В статье приводятся результаты выполненного эксперимента по экстрагированию веществ из сырья растительного происхождения и изменению свойств строительного гипса, коррозионностойкого строительного вяжущего вещества после добавления в его состав полученных экстрактов. Для получения экстрактов использовались водные, щелочные и кислотные растворы. Цель исследования заключалась в доказательстве положительного эффекта применения веществ, экстрагированных из сырья растительного происхождения, как модификаторов коррозионностойких строительных вяжущих веществ. Задачами исследования были: оценка основных показателей экстракции веществ для производства модификаторов из сырья растительного происхождения с целью выявления наиболее эффективных; оценка свойств строительного гипса без и с полученными экстрактами. На основании экспериментально полученных результатов была доказана эффективность использования экстрактов в качестве модификаторов органического типа для улучшения свойств вяжущих веществ на примере строительного гипса. Практическое применение: рассмотренные в работе модификаторы имеют в перспективе широкую область применения и могут использоваться при производстве сухих смесей для строительства, так как обеспечивают ряд свойств, необходимых для соответствия требованиям определенных технологий, в зависимости от количественного содержания.
Бесплатно
Статья научная
В современной индустриальной и градостроительной практике существует огромный класс конструкций, контроль геометрических размеров которых очень важен и в то же время чрезвычайно сложен по ряду обстоятельств: труднодоступность, опасность нахождения рядом с конструкцией во время ее работы и пр. Такими конструкциями являются, например, детали корпуса судна, антенны радиолокационных радаров, высотные здания, башни, дымовые трубы, градирни и многие другие. Традиционно контроль геометрии объектов, в том числе и упомянутых, осуществлялся измерением рулеткой и сравнением замеров с размерами на чертежах. В условиях современного производства такой способ обладает рядом существенных недостатков, таких как низкая точность, большая длительность выполнения замеров, непосредственный контакт с объектом и др., хотя и применяется часто по причине того, что является самым дешевым. Однако в подавляющем большинстве случаев контакт с подобными конструкциями либо затруднен, либо невозможен. В статье описан метод обработки фотоизображений с целью определения геометрических параметров крупногабаритных и труднодоступных объектов. Рассмотрены возможные способы формирования референтных линий на фотоизображениях. Описана технология определения крена высотных сооружений типа дымовых труб на основе их фотоизображений. Приведены результаты экспериментального исследования влияния расположения референтной линии относительно оси дымовой трубы на точность определения ее крена с помощью фотографического метода.
Бесплатно
Использование цифровых моделей рельефа при расчете зон затопления
Статья научная
В статье представлен комплексный подход к использованию компьютерной обработки материалов дистанционного зондирования земли для количественной оценки территорий, подвергающихся наводнениям. Приведѐн практический опыт использования предложенного алгоритма с применением ГИС для возможности получения данных о границах территорий на примере древесно-кустарниковой растительности, необходимых для учета при расчете возможных зон затопления на базе 3D-моделей рельефа при необходимой адаптации входной информации. При расчетах вегетационного индекса использовались возможности открытых программных продуктов и общедоступных материалов дистанционного зондирования с применением метода NDVI. Применение этапного подхода к определению зон затопления с применением единых исходных данных дистанционного зондирования позволило исключить ряд ошибок, связанных с особенностями получения производных элементов ДЗЗ, таких как трансформирование, привязка, коррекция и пр. Расчѐт границ зон затопления выполнен путем определения линии пересечения поверхности рельефа с поверхностью, имитирующей уровень воды. Численно установлена зависимость качества определения границ зон затопления от уровня лесистости территории. Косвенно подтверждено наличие в открытых цифровых моделях рельефа остаточных артефактов, представляющих собой растительный покров.
Бесплатно
Использование электросталеплавильного шлака в производстве бесклинкерного вяжущего
Статья научная
Предложено экологически безопасное бесклинкерное вяжущее с использованием шлака электросталеплавильного производства, выпускаемого и накопившегося на металлургических предприятиях Кузбасса. Для повышения его активности использовалась механохимическая активация, в результате которой сырьевой материал приобрел структурную нестабильность и активность. Уникальность этого метода в том, что изменяя режим и среду механоактивации, можно, объяснить механизм и закономерности структурно-реологических превращений твердеющей системы, что представляет научную и практическую значимость, и позволяет прогнозировать свойства получаемого продукта. Создание в регионе местной промышленной сырьевой базы для строительной индустрии - определенный вклад в развитие строительного материаловедения и решение важных народно-хозяйственных задач в области ресурсо- и энергосбережения, а также улучшения экологической обстановки.
Бесплатно
Испытание натурного фрагмента сборно-монолитного каркаса системы АРКОС с плоскими перекрытиями
Статья научная
В статье представлены результаты испытания фрагмента сборно-монолитного каркаса системы АРКОС.
Бесплатно
Статья научная
Проблема увеличения несущей способности железобетонных колонн при реконструкции зданий и сооружений различного назначения по-прежнему стоит достаточно остро. В условиях появления инновационных материалов в строительстве возникает необходимость в разработке новых конструктивных решений усиления несущих конструкций. В статье представлены результаты экспериментальных исследований по изучению влияния на прочность и деформативность сжатых усиленных элементов вида бетона в обойме и эксцентриситета приложения нагрузки.
Бесплатно
Испытания крепежных элементов подвесных потолочных систем
Статья научная
Объект исследования - узлы крепления подвесных потолочных систем. Целью исследования являлось испытание на прочность нетиповых решений крепления подвесных потолков. Актуальность подтверждается большим количеством аварий в виде обрушения подвесных потолков в зданиях различного назначения. Изучены и испытаны нетиповые крепления для создания каркаса подвесного потолка. За типовые крепления приняты технические решения по альбомам КНАУФ. Определены фактические прочностные характеристики примененных изделий для крепежа. Проведено их сравнение с официальными данными производителей. Оценены разрушающие нагрузки и условия применения нетиповых способов крепления подвесных потолков, возможность или невозможность их безопасной эксплуатации. Оценены затраты на устройство потолков с нетиповыми креплениями. Разработаны рекомендации по устранению дефектов креплений и применению нетиповых креплений подвесных потолков.
Бесплатно
Испытания платформенных стыков несущих конструкций крупнопанельного жилого дома
Статья научная
Приведены данные о результатах испытаний двух серий платформенных стыков наружных и внутренних стен для 14-этажного крупнопанельного жилого дома. Цель испытаний - определение разрушающей нагрузки. Конструкции моделировались бетонными элементами реальной толщины, длиной 300 и шириной 400 мм. Жесткость узлов обеспечивалась специальными металлическими связями. Прочность бетона и раствора определялась комплексным методом: испытаниями образцов и неразрушающими испытаниями. Минимальная разрушающая нагрузка для стыка наружных стен составила 64 тс. Запас по прочности с учетом коэффициента безопасности равен 1,33. Минимальная разрушающая нагрузка для стыка внутренних стен составила 103 тс. Запас по прочности равен 1,17. При испытании трех изделий в каждой серии минимальная разрушающая нагрузка составила не менее 90 % контрольной, определенной с учетом коэффициента безопасности - 1,6.
Бесплатно
Исследование ветрового режима нарушенных территорий
Статья научная
Проведено исследование ветрового режима нарушенных территорий, имеющих сложный техногенный рельеф, т. е. отвалы и карьерные выемки.
Бесплатно
Исследование ветрового режима существующей жилой застройки в условиях жаркого климата
Статья научная
Статья посвящена исследованию проблем микроклимата плотной жилой застройки в условиях жаркого климата, а также обеспечению ветрового комфорта людей. Рассматривается аэрация комплекса, застроенного жилыми и общественными зданиями разной этажности. Применяется метод численного моделирования в программном комплексе ANSYS Discovery Live. Проводится анализ комфортности ветрового режима на территории жилого комплекса с выделением аэрационных зон по скорости ветра, даются рекомендации по уменьшению застойных зон. Рассматривается аэрация жилого комплекса, улучшенного установкой ветровых экранов. Полученные результаты и выявленные закономерности помогут лучше оценивать архитектурно-планировочные решения жилой застройки, в том числе внутри существующих микрорайонов, с точки зрения комфортности пребывания людей на этих территориях.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется процесс изменения объемных деформаций магнезиального вяжущего при твердении в зависимости от его состава и структурных особенностей, которые обусловлены параметрами обжига исходного сырья. Исследование проводили с целью выявления возможности расширения сырьевой базы для производства магнезиальных вяжущих и строительных материалов за счет использования отходов горно-обогатительных комбинатов. Исследованию, включающему анализ минералогического и фазового составов с помощью рентгенофазового и дериватографического анализа, подвергались магнезиальные вяжущие вещества, полученные на основе магнезита со значительным содержанием загрязняющих примесей из отвалов горнодобывающего комбината. Обжиг исходных горных пород проводили при различных температурных режимах с целью получения вяжущих различной активности. Установлено типичное содержание гидратных фаз в затвердевшем магнезиальном камне, полученном на вяжущих разной степени активности. Выявлены особенности возникновения объемных деформаций в магнезиальном камне в зависимости от его фазового состава. Описано влияние кристаллов повышенной и пониженной активности, а также кристаллов оксида кальция на равномерность изменения объема и целостность магнезиального камня.
Бесплатно
