Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура
Все статьи: 632
Компьютерно-графическая подготовка элитной группы студентов-строителей в ЮУрГУ
Статья научная
Приведено содержание компьютерно-графической подготовки студентов элитной группы строительной специальности ЮУрГУ. Рассмотрены курсы базовой подготовки и специальный курс. К базовым отнесены: курс «Теоретические основы 3D инженерной компьютерной графики», являющийся современной альтернативой традиционному курсу начертательной геометрии, курс инженерной графики и курс компьютерной графики. Специальный курс - «Компьютерное геометрическое моделирование в строительстве». По каждому курсу приведены цели и задачи, а также контрольно-графические задания с примерами студенческих работ. Все курсы ориентированы на 3D-моделирование в пакете AutoCAD. Подробно изложен специальный курс. Приведены темы лекций и содержание контрольно-графических заданий. Задания предусматривают построение оригинальных моделей архитектурных объектов. Имеется задание по визуализации поверхностей, заданных аналитическим выражением, с элементами программирования на языке AutoLisp. Одно из заданий предусматривает построение анимации средствами AutoCAD. Во всех заданиях - базовых и особенно в специальном курсе - построения выполняются фотореалистичными (свет, тени, материалы и перспектива). Сделаны выводы о положительном опыте преподавания рассмотренных курсов компьютерно-графических дисциплин в элитной группе, о развитии творческих способностей студентов, об активизации современных 3D-методов в строительном проектировании в результате практической деятельности выпускников, прошедших элитную подготовку. Элитная подготовка отражает актуальное направление совершенствования компьютерно-графической подготовки инженерных специальностей широкого профиля, соответствует тенденциям «цифровизации» образовательного процесса.
Бесплатно
Компьютерное моделирование аэрационного режима жилой застройки с целью проветривания и ветрозащиты
Статья научная
Создание благоприятных условий для проживания населения в жилой застройке является одной из важнейших целей градостроительства и напрямую зависит от аэрационного режима территории застройки. В статье представлено описание методики выполнения численного моделирования ветрового воздействия на модель жилой застройки с целью ветрозащиты территории, её проветривания и создания условий комфортности и безопасности проживания населения, согласно аналогичному полунатурному эксперименту. Решение задачи обтекания воздушным потоком жилой застройки получено с использованием конечно-элементного анализа в пакете ANSYS CFX. Результаты сравнены с данными, полученными в аэродинамической трубе при проведении эксперимента с аналогичной моделью застройки. Исследованные закономерности обтекания ветровым потоком группы зданий могут быть полезны для оценки комфортности пешеходных зон при разработке архитектурно-планировочных решений городских кварталов, а также при планировании возведения зданий внутри существующих кварталов.
Бесплатно
Компьютерное моделирование в изучении геометро-графических дисциплин
Статья научная
Подготовка инженерных кадров заключается в освоении всех необходимых компетенций, позволяющих на высоком профессиональном уровне решать современные инженерные задачи. Геометро-графические дисциплины - это фундамент качественно подготовленного специалиста. Изучение начертательной геометрии, инженерной и компьютерной графики необходимо в контексте современных цифровых технологий. Поэтому наряду с классическими инструментами (линейка, карандаш, циркуль) необходимо осваивать и систему автоматизации проектирования, которая позволяет увеличивать возможности по проектированию, расчету и моделированию объектов различной сложности. Целью работы является разработка новой методики выполнения расчетно-графической работы (РГР) в учебном курсе «Инженерная и компьютерная графика», которая позволяет перейти от плоского представления исходной и проектной поверхности к наглядному виду с целью анализа и определения путей оптимизации. Применение полученной методики позволит повысить эффективность подготовки инженерно-строительных кадров.
Бесплатно
Контроль параметров бетона, выдерживаемого в зимних условиях
Статья научная
Приведена оценка существующих нормативных требований к бетону монолитных конструкций, выдерживаемых в зимних условиях. Рассмотрены такие важные параметры, как прочность бетона, скорость его остывания, разность температур наружного воздуха и бетона при распалубке, перепад температуры по сечению бетона. Проведен критический анализ нормируемых значений прочности бетона и даны обоснованные рекомендации по их корректировке. Указаны теоретически обоснованные замечания по действующим в настоящее время способам контроля прочности бетона. Предложено решение по контролю за обеспечением благоприятного термонапряженного состояния бетона в конструкции.
Бесплатно
Контроль риска аварии зданий и сооружений как способ обеспечения конструкционной безопасности
Статья научная
Изложенный в статье подход к решению проблемы строительной безопасности базируется на процедуре независимого контроля риска аварии зданий и сооружений в процессе их создания и эксплуатации.
Бесплатно
Контуры топологического градостроительства
Статья научная
Сегодня существуют две онтологические картины мира - предметоцентризм и топоцентризм. Первая картина мира связана с антропоцентризмом, мировоззренческой установкой, декларирующей, что человек - центр мироздания. Вторая - с экоцентризмом, требующая учета потребностей человека в контексте потребностей природы на основе объединения в единую систему косной и живой природы. Пандемия, климатический, экономический, ресурсный и военные кризисы требуют перехода к новой постдарвиновской теории эволюции. Поэтому топоцентризм в будущем станет ведущей научной картиной мира. Для предметоцентризма характерно то, что объектом исследования являются атрибутивные характеристики (свойства) отдельных предметов, а для топоцентризма - геометрические свойства пространства и целого. Топологический подход к размещению населения и хозяйства диктует рассмотрение их единого пространственно-временного континиуума, исходя из свойств природной среды, в которую они помещены. На историческом опыте показано, что возможна разработка базисных принципов топологического градостроительства
Бесплатно
Концепция устойчивого развития малых исторических городов
Статья научная
Малые города принадлежат к проблемным городским поселениям России. В отличие от городов большей величины с разнообразной экономикой, развитой инфраструктурой, финансовыми и информационными потоками малые поселения не вписались в рыночные отношения и оказались в значительной мере невостребованными в условиях современной экономики. Малые исторические города России прошли достаточно долгий путь онтогенеза и содержат в себе значительный пласт культурного наследия разных эпох, включённый в современную жизнь жителей. Для приближения условий жизни и труда жителей небольших исторических поселений к современным прогрессирующим городам необходимо применять новые принципы развития и управления. В современном мировом сознании вопросы, связанные с различными аспектами устойчивого развития городов, рассматриваются как ключевые для развития современной России. В их числе очерчиваются проблемы небольших городов, которые приобрели известную остроту и с решением которых связаны задачи социального и экономического развития РФ. В данной статье исследователь делает попытку обогатить те характеристики, которые решаются при комплексном подходе изучения малых исторических городов, предлагая к рассмотрению укрупненную модель устойчивого развития малого исторического поселения. Исследователь предполагает основной постулат устойчивого развития города - соблюдение баланса интересов между экономическими, социальными, архитектурно-градостроительными, экологическими факторами развития, на основе которых разрабатывается стратегия развития применительно к каждому конкретному историческому поселению в зависимости от его функционального значения.
Бесплатно
Статья научная
Установлено, что введение 70 % диабаза обеспечивает повышение водостойкости магнезиального вяжущего вещества. Использование такого вяжущего позволяет получать костролитовые строительные материалы с повышенной водостойкостью и низкой теплопроводностью.
Бесплатно
Кратковременные деформации бетона
Статья научная
Исследованы характер изменения и зависимость от различных технологических факторов мгновенных деформаций бетона, загруженного первый раз в раннем возрасте, и деформаций в момент его догружения после твердения под нагрузкой в течение некоторого времени.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе представлены результаты исследований по снижению пожарной опасности теплоизоляционных пенополистирольных материалов (ППС) путем нанесения огнезащитных покрытий двумя способами: поверхностным - образовывающим на поверхности объекта защитный слой, и объемным - пропитывающий состав проникает внутрь структуры материала. В качестве огнезащитных покрытий применялись водные композиции неорганических веществ, в качестве добавок к ним - негорючие вещества минерального происхождения. Для исследования применялись образцы, изготовленные из плит пенополистирола марок ППС-20 (по ГОСТ 15588-2014) или ПСБ-С-25-самозатухающий (по ГОСТ 15588-1986). Изучены особенности поведения материала, обработанного огнезащитными составами, при испытаниях на горючесть, воспламеняемость, дымообразование. Предложены критерии оценки эффективности применения огнезащитных покрытий для ППС.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена исследованию зависимости деформаций морозного пучения глинистых грунтов в приборе конструкции Южно-Уральского Государственного Университета, поведению промороженного грунта при компрессионных испытаниях.
Бесплатно
Лавинообразное разрушение конструктивных систем
Статья научная
Рассматривается проблема разрушения конструктивных систем при техногенных воздействиях. Приводится решение задачи определения размеров аварийной зоны, вызывающей лавинообразное разрушение систем.
Бесплатно
Ландшафтное проектирование в обучении архитектурному проектированию
Статья научная
Рассмотрено ландшафтное проектирование как важная архитектурная и градостроительная задача. Показана необходимость интеграции ландшафтного проектирования в курс архитектурного проектирования. Проведен системный анализ использования в практических работах и курсовых проектах наследия ландшафтного проектирования, ландшафтного дизайна с точки зрения композиционной организации пространства, зонирования, рационального функционального назначения, национальных особенностей, символики и эмоционального восприятия, как положительного, так и отрицательного, конструктивных особенностей и использования разнообразных материалов.
Бесплатно
Магнезиальное техногенное сырье в производстве строительных керамических материалов
Статья научная
Рассмотрены возможности использования в производстве керамики силикатов магния, попутных продуктов Халиловского горнообогатительного комбината. Установлено, что добавки в шихту магнийсодержащего техногенного сырья от 10 до 65 % позволяют в условиях низкотемпературного обжига получать качественный керамический черепок, пригодный для строительной керамики.
Бесплатно
Массовая оценка земли как экономическая основа управления городской недвижимостью
Статья научная
В данной работе рассмотрена массовая оценка земли как экономический инструмент управления городской недвижимости. Отмечены недостатки существующей методики расчета кадастровой стоимости земель поселений. В частности, доказано, что определение коэффициента земельной доли в зависимости от года застройки микрорайона не соответствует фактическому его значению. Показано использование массовой оценки для увеличения наполняемости бюджета города.
Бесплатно
Статья научная
Произведён выбор материалов, повышающих эффективность бетонов, предложен подход к оптимальному использованию гранулированного доменного шлака. В целях получения высокого экономического эффекта реализована оптимизация состава бетона с учётом динамики набора его прочности, для чего выведены упрощённые уравнения твердения бетона, являющиеся ядром разработанной математической модели. Контроль качества принятых материалов, испытания бетонных смесей на удобоукладываемость и образцов бетона на прочность проведены в соответствии с действующими стандартами России. Обработка полученных данных выполнена в программном обеспечении Microsoft Excel, а получение уравнений и графиков поверхностей откликов - в StatSoft STATISTICA. Проведён планированный эксперимент, в котором варьируемыми факторами приняты: расход цемента (от 280 до 440 кг на 1 м3 бетона) и содержание шлака в цементе (от 24 до 76 %). В каждой точке плана произведён экспериментальный подбор параметров состава бетона, получены уравнения и графики поверхностей откликов для этих параметров. Испытания образцов бетона на прочность при нормальных условиях твердения стремились выполнять на 3, 7 и 28-е сутки, а при твердении с тепловой обработкой (7 ч, 70 °C) - на 1, 7 и 28-е сутки. По средним значениям прочности в фактические сроки испытания для всех полученных составов определены уравнения твердения, из которых вычислена прочность ровно в 1-е и 28-е сутки для всех точек плана, а затем получены уравнения поверхностей отклика по прочности. Последние необходимы для вычисления прочности любого из плана состава бетона к заданному сроку по ранее выведенным упрощённым уравнениям твердения. Эти и другие полученные уравнения объединены в математическую модель, состоящую из блоков: вводных параметров, вычисления прочности, вычисления параметров состава бетона, расчёта расхода компонентов и оценки себестоимости. Представленная в статье математическая модель через разработанные виджеты в среде Excel позволяет быстро и достаточно точно решать задачу оптимизации - для выбранных условий твердения назначать состав бетона с минимальной себестоимостью и условием обеспечения требуемой прочности к заданному сроку.
Бесплатно
Статья научная
В работе на примере моделирования напряженно-деформированного состояния цилиндрических оболочек мембранных покрытий с подкрепляющим элементом рассмотрен подход к многомерной аппроксимации, прототипом которого послужил метод наименьших квадратов. Отличительной особенностью предложенного подхода является отсутствие необходимости составления и решения системы линейных алгебраических уравнений для определения полиномиальных коэффициентов аппроксимирующей функции. Вместо этого для минимизации суммы квадратичных отклонений между исходными данными и расчётными используются быстродействующие численные алгоритмы поиска экстремальных значений, реализованные в программном пакете MS Excel в виде функции «Поиск решения». В результате моделирования получаются уравнения, содержащие натуральные значения факторов. А в случае использования нелинейных координатных сеток или нормирования можно легко перейти к натуральным значениям факторов путём замены переменных. Из полученных результатов видно, что предложенный подход к аппроксимации многомерных экспериментальных данных является в достаточной степени гибким и эффективным инструментом, но вместе с тем обладает недостатками, присущими классическому методу наименьших квадратов в части возникновения незапланированных осцилляций между узловыми точками аппроксимации. Поэтому в работе приведен пример использования геометрической теории многомерной интерполяции для решения тех же задач моделирования, но с использованием геометрических интерполянтов. Как видно из результатов, в конкретном случае модели, полученные на основе геометрической теории многомерной интерполяции, наиболее точно отображают характер протекания процесса и потому являются более предпочтительными по отношению к моделям, полученным с помощью двумерной аппроксимации. Вместе с тем аппроксимационные модели получены в виде явных функций, а интерполяционные - в параметрическом виде.
Бесплатно
Материалы и технологические решения для реабилитационных сооружений
Статья научная
Представлены описание материалов и технологические решения для реабилитационных сооружений, обеспечивающих значимое улучшение качества воды в водных объектах и предотвращение переноса загрязнителей в Аргазинское водохранилище, являющееся источником питьевого водоснабжения города Челябинска. Описаны также очистные сооружения станции нейтрализации.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложен аналитический способ расчета теней зданий и сооружений с целью их использования при составлении планов жилой застройки. Способ основан на использовании полиномов, задающих зависимости координат узловых точек теней от двух углов, соответственно определяющих наклон солнечных лучей и поворот зданий относительно направления восток - запад. Дана графическая интерпретация указанных зависимостей. Полученные аналитические зависимости использованы для автоматизированного определения показателей инсоляции при различных положениях зданий и сооружений. Выполнена модификация алгоритма нахождения положения жилых зданий на основе использования обобщенных координат и синтеза малых движений, при котором удовлетворяются требования инсоляционного режима и минимизация занимаемой площади застройки. При этом способе на каждой итерации исследуется взаимное положение конвертов теней зданий и различных сооружений. В работе также представлены результаты расчетов синтеза перемещений зданий, имеющих различную высоту и различный очерк на горизонтальной плоскости проекции. При данном синтезе движений на каждом шаге расчетов уменьшается занимаемая площадь жилой застройки с выполнением требований инсоляции.
Бесплатно
Статья научная
Представлен метод неразрушающего контроля для структурного мониторинга состояния (СМС) механической системы (МС) в эксплуатационных режимах работы и определение повреждений с использованием Фурье- и вейвлет-анализа вибрационного сигнала.
Бесплатно
