Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура
Все статьи: 612
Назначение требуемой прочности бетона в зимнее время
Статья научная
В статье рассмотрен вопрос назначения требуемой прочности монолитных конструкций в зимнее время, при которой допускается их распалубка и замораживание. Показано отсутствие в существующих нормативных документах четких требований к оценке требуемой прочности. Выполнено сравнение критической и распалубочной прочностей бетона, оценено влияние сроков производства работ на выбор требуемой прочности, показана необходимость учета влияния перепада температуры между поверхностью бетона и наружным воздухом при назначении распалубочной прочности бетона. Приведены данные расчетов, свидетельствующие об экономической нецелесообразности высоких значений требуемой прочности бетона и демонстрирующие экспоненциальный рост затрат времени на термообработку. В приведенном примере увеличение требуемой прочности бетона на 15 % (с 80 до 95 % от проектной) приводит к увеличению затрат времени на прогрев бетона в 2 раза, а при ее увеличении на 20 % (с 80 до 100 % от проектной) - затраты времени увеличиваются в 3 раза. Сделаны выводы о необходимости проектным организациям в разделе «Проект организации строительства» указывать конкретные значения требуемой прочности бетонов для разных конструкций, учитывая при этом и экономическую целесообразность.
Бесплатно
Статья научная
В связи с тем, что керамический кирпич остается основным видом стеновых изделий в ряде регионов, в т. ч. в Сибири, остро встает вопрос о качестве глинистого сырья. Низкое качество глинистых пород предопределяет необходимость перехода на выпуск изделий полусухого прессования в сочетании с использованием добавок направленного действия и активации сырья. Новым направлением, позволяющим повысить прочность керамического черепка, является наномодифицирование сырья. Приведен анализ использования нанотехнологий в производстве изделий стеновой керамики. Экспериментально установлено, что добавка в шихту 0,005 мас. % нанокремнезема при оптимальных давлении прессования и температуре обжига позволяет повысить прочность керамического черепка на 32,8 % без изменения средней плотности и водопоглощения.
Бесплатно
Статья научная
Цель исследования - адаптировать метод предельного равновесия для расчета железобетонной облегченной конструкции монолитного перекрытия с использованием сборных блоков из легкого бетона. Численное исследование основано на применении моделей плиты перекрытия комбинированной конструкции и определенных теорий деформирования материалов. Результатом численного исследования является получение данных об особенностях напряженно-деформированного состояния конструкции и их сравнение при использовании различных теорий и моделей. Установлено, что расчетная схема комбинированной конструкции перекрытия, разработанная на основе применения метода конечных элементов (МКЭ), позволяет учесть нелинейные свойства бетона и железобетона, а также влияет на распределение изгибающих моментов и распорных усилий между перекрестными балками. На основе метода предельного равновесия разработаны рекомендации по определению распределения изгибающих моментов вдоль линейных пластических шарниров. Практическое значение исследования состоит в выявлении особенностей напряженно-деформированного состояния и установлении соответствия результатов расчетов экспериментальным данным.
Бесплатно
Напрягающие цементно-зольные бетоны
Статья научная
Представлены составы напрягающих бетонов с расширяющейся добавкой в виде высококальциевой золы и строительного гипса, приведены модели зависимости величин самонапряжения бетона в зависимости от свойств и количества добавок. Рассмотрено влияние величины самонапряжения на прочность спирально армированных образцов.
Бесплатно
Напряженно-деформированное состояние крановых рельсов при контакте колес мостового крана
Статья научная
Крановые рельсы являются единственным конструктивным регулятором напряженно-деформированного состояния верхней, наиболее нагруженной зоны стенки сварных подкрановых балок. При перемещении колес мостовых кранов головка и боковые грани рельса подвергаются механическому и усталостному изнашиванию. В статье на примере рельса КР рассматриваются вопросы контактной прочности отечественных рельсов и рельсов по стандарту Германии. Также рассмотрены разработанные крановые рельсы нового сортамента для тяжелых условий эксплуатации. Моделирование НДС рельсов выполнено с использованием ПК «Autodesk Inventor». Показано, что рельсы типа КР не соответствуют современным условиям эксплуатации и требуют изменения геометрических параметров.
Бесплатно
Нарушение законодательства при сохранении архитектурного наследия Санкт-Петербурга
Статья научная
Авторы данной статьи - коренные жители Санкт-Петербурга, для которых город - это не просто набор видов «от дома до работы», а живой организм, который можно и нужно охранять. История противостояния Петербурга, чья уникальность не в последнюю очередь обеспечивается за счёт ровного рельефа и небесной линии, открывающейся изнутри города, а не извне, и зданий, стремящихся вверх, а не вширь, имеет более чем двухсотлетнюю историю, когда Николай I ввел первый в истории России высотный регламент. Отчасти это решение оказалось прологом к будущей драме, разыграющейся к середине ХХ века. Город поделился на условные «центр» и «периферию», причём последняя будет использоваться всё больше как ругательство. Её архитектурный облик никого не волновал - впрочем, как и сегодня. Здесь-то и кроется корень проблемы - высотные здания страшны не сами по себе, и вовсе не вертикальные доминанты губят город; его губит окружение из разлапистых, бездумных и бездушных жилых комплексов. Недавно Михаил Борисович Пиотровский ввёл в обиход выражение «провинциализация Петербурга» - правда, в контексте не касающихся темы этой работы исторических реалий. Но это, пожалуй, наиболее ёмкое описание и текущей градостроительной политики в том числе. Абсолютное большинство застройщиков не может или не хочет понимать, что методы, работающие в Москве, Екатеринбурге, Омске или Томске, совершенно инородны на невских землях. В результате налицо конфликт интересов - заказчик хочет «быстрее, выше, сильнее» и с минимальным сроком окупаемости, а целые ансамбли исторических зданий в центре города пустуют и разрушаются ввиду невозможности выполнения ими вышеобозначенных целей. Возникает резонный вопрос - а зачем тогда они? Статья призвана найти ответы на вечные вопросы урбанистики - где проходит грань между сохранением и «омузеиванием», как приспособить (почти) средневековый город к современной жизни, не потеряв его лица, и как государство, одной рукой составляя охранные нормы, другой рукой поощряет девелоперов, их нарушающих.
Бесплатно
Настройка импульсных погодных регуляторов отопления зданий
Статья научная
Рассматривается задача настройки импульсных погодных регуляторов, рекомендуемых для исключения «перетопов» зданий при избыточной мощности систем отопления как при «плохом» температурном графике, так и в период его «срезки», а также и при некачественной настройке нерегулируемых узлов смешения. Показано, как в этом случае следует вычислять скважность и период следования управляющих импульсов. Скважность управляющих импульсов определяется по результатам измерения либо температуры сетевой воды и ее расхода, либо температуры теплоносителя на входе системы отопления и его расхода в ней. Период следования управляющих импульсов выбирается, исходя из требуемого качества регулирования в установившемся режиме. При этом учитываются как теплозащитные свойства отапливаемых зданий, так и характеристики их систем отопления. Проведен качественный анализ зависимостей скважности и периода следования управляющих импульсов от влияющих факторов. Приведено сравнение полученных результатов с ранее известными в литературе данными, показана близость их конечных результатов. Отмечено, что использованный в работе подход к решению задачи, в отличие от ранее применяемых, является более «прозрачным» и простым. Рассмотрены схемы двух вариантов технической реализации импульсной системы управления. Результаты работы могут быть использованы при автоматизации систем отопления с нерегулируемыми узлами смешения, в частности, для систем отопления с элеваторным присоединением.
Бесплатно
Статья научная
Наиболее ответственными элементами крупнопанельных зданий являются вертикальные межпанельные стыки, которые обеспечивают совместную работу конструкций здания. Межпанельные стыки должны обладать необходимой прочностью и жесткостью, чтобы воспринимать сдвигающие и растягивающие усилия, передаваемые на них примыкающими стеновыми панелями. Помимо сварных связей в настоящее время также используются монолитные петлевые стыки, в том числе с использованием гибких тросовых петель. Особую роль в работе таких стыков на сдвиг играет бетонная смесь, которая используется для омоноличивания стыка. В данной работе представлено экспериментальное исследование работы на сдвиг вертикальных межпанельных шпоночных стыков с тросовыми петлями, омоноличенных мелкозернистым бетоном специального состава, разработанного ООО «БЕТОТЕК». Исследование проводилось с использованием натурных образцов стыков двух типов: линейного - сопряжения двух наружных панелей, расположенных в одной плоскости, и Т-образного - сопряжения двух наружных панелей, расположенных в одной плоскости, с примыкающей в перпендикулярном направлении внутренней панелью. В ходе испытаний фиксировались взаимные перемещения элементов панелей и трещины в монолитном шве. Образцы нагружали статической нагрузкой ступенями вплоть до разрушения. В результате испытаний была выявлена двухэтапная работа стыка (до возникновения трещин в монолитном шве и после), были определены необходимые при расчете и проектировании зданий характеристики стыка: усилие образования трещин, несущая способность стыка, параметры жесткости стыка. Было выявлено существенное занижение значений усилия образования трещин и жесткости стыка до образования трещин, определяемых по формулам действующих нормативных документов, по сравнению со значениями, полученными в результате испытаний.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты ретроспективных исследований физической сущности угла внутреннего трения грунта. Определена триединая сущность угла внутреннего трения грунта: физическая, механическая и математическая. Анализом исходных данных нормативных прочностных характеристик различных видов грунтов и их теоретическим исследованием выявлены факторы, представляющие физическую сущность угла внутреннего трения грунта φ; открыты новые разновидности классификации пылевато-глинистых грунтов: суглинопесь и супылепесь; впервые обнаружены значения показателей степени функции тангенса угла внутреннего трения грунта, определяющих значения сил сопротивления зацепляемости при сдвиге суглинопесей, супесей, супылепесей и песков. С использованием моделей наклонно-плоскостных механизмов определены факторы механической сущности угла внутреннего трения грунта. Математическая сущность угла внутреннего трения грунта представляется тем, что он определяется обратной степенной функцией тангенса с аргументом отношения предельного касательного напряжения сдвига грунта к постоянному нормальному напряжению его сжатия при сдвиге. Сделаны выводы по содержанию результатов исследования.
Бесплатно
Начальные деформации болтовых соединений металлоконструкций
Статья научная
Рассматривается соответствие общепринятых расчетных схем болтовых соединений металлоконструкций их теоретической работе с учетом допусков на изготовление. Допуски принимаются по действующей нормативной документации на изготовление и монтаж. Найдены условия, при которых наиболее вероятно расчетные схемы не отражают реальной работы конструкций. Дополнительно рассмотрено влияние технологии монтажа на несущую способность временных соединений на сдвиг по поверхностям трения и на смятие болтов, а также соединений на стадии эксплуатации. Сделаны выводы о необходимости учета начальных деформаций болтовых соединений при расчете металлоконструкций со стыками на болтах без контролируемого натяжения, а также учета снижения несущей способности соединений на болтах с контролируемым натяжением при сравнении вариантов технологии монтажа.
Бесплатно
Неизвестные особенности взаимного пересечения тетраэдра и квадрики (теорема Шаля)
Статья научная
Рассмотрены геометрические особенности линии взаимного пересечения поверхностей второго порядка и тетраэдра, являющиеся содержанием исторической теоремы М. Шаля. Разработаны и приведены 3D-модели, наглядно иллюстрирующие различные варианты теоремы. Приведена методика построения 3D-моделей, позволяющая применять их в учебном курсе теоретических основ геометрического моделирования. Приведено доказательство теоремы для одного из вариантов теоремы. Для основных вариантов теоремы получено подтверждение ее выводов. Для одного из вариантов получены выводы, отличающиеся от выводов Шаля. Сделан общий вывод о необходимости разработки универсального доказательства теоремы. Работа выполнена компьютерным 3D-моделированием в пакете AutoCAD с применением программирования на AutoLisp, а также в пакете SolidWorks.
Бесплатно
Статья научная
В процессе решения задачи повышения эффективности автоматизации управления системой отопления разработана и оптимизирована адаптивная модель для краткосрочного локального прогнозирования температуры наружного воздуха. При работе данной модели и длительном прогнозировании высок риск возникновения и накопления ошибки. Для минимизации данных рисков разработан дополнительный адаптационный механизм с помощью нейросети, построенной по схеме персептрона Розенблата. В качестве способа обучения использован алгоритм обратного распространения ошибки как наилучший метод для постоянного улучшения и обучаемости сети с течением времени. На основании построенной модели проведены численные эксперименты по прогнозированию температуры в течение года. Проведен анализ и сравнение результатов, определено влияние различных характеристик нейросети на качество получаемого прогноза.
Бесплатно
Статья научная
Обобщены результаты последних инновационных достижений в области свайного фундаментостроения. Обоснована актуальность комплексного решения научно-технической проблемы разработки геотехники проектирования рациональных конструкций взрывофугасных одиночных свай-фундаментов. Поставлена цель и сформулированы задачи научного исследования. Основное содержание расчетно-теоретических исследований представлено полным показом полученных научных результатов. Геотехника базируется на методологиях, включающих положения теории геомеханики и методы познания расчетно-теоретического исследования. Предложенная геотехника проектирования рациональных конструкций взрывофугасных одиночных свай-фундаментов позволяет определять их проектные размеры по значениям несущей способности оснований равным величине критической нагрузки на сваю.
Бесплатно
Несущая способность фрикционного стыка пояса стропильной фермы с дефектами монтажа
Статья научная
Монтажные стыки конструкций с использованием высокопрочных болтов широко используются в практике строительства. В статье на примере реального строительного объекта анализируется несущая способность фрикционного монтажного соединения при разных толщинах соединяемых элементов. Приводятся результаты математического моделирования изгиба соединительных накладок, экспериментальные исследования образцов фрикционных соединений и испытания на ударную вязкость накладок, имеющих различную величину остаточной пластической деформации. Показано, что при закрытии зазора в 1,0 мм в зоне перегиба напряжения в накладке превышают предел текучести стали. При закрытии допускаемого нормами зазора в 3,0 мм в зоне перегиба накладки возникает условный шарнир пластичности.
Бесплатно
Низкообжиговое магнезиальное вяжущее из бруситовых пород
Статья научная
Рассмотрены способы активизации процессов обжига бруситовых пород введением добавок-минерализаторов. Установлено, что введение в бруситовую породу хлоридов натрия и магния способствует снижению температуры обжига на 200...300°С, что позволит уменьшить энергозатраты на обжиг, решить экологические проблемы и повысить качество условий труда. Выявлено, что более активной добавкой является MgCl26H2O.
Бесплатно
Новая технология переработки кислых золошлаковых отходов ТЭЦ в силикатный кирпич
Статья научная
Предложена новая технология переработки кислых золошлаковых отходов ТЭЦ с высоким содержанием ококсованного угля в качественное минеральное сырье. Технологическая схема включает дожигание предварительно гранулированных отходов в котлах кипящего слоя с получением дополнительного тепла, качественного минерального сырья и силикатного кирпича на его основе.
Бесплатно
Статья научная
Представлены недостатки существующих и защищенные патентами России новые конструкции валков многовалковых центрифуг для получения минеральной ваты с эффективными системами их охлаждения.
Бесплатно
Новые способы производства многослойных минераловатных изделий
Статья научная
В статье дано описание запатентованных новых способов производства многослойных минераловатных изделий, в том числе с комбинированной структурой.
Бесплатно
Статья научная
Представлены новые способы усиления железобетонных колонн обоймами с использованием обмазки из жидкого стекла, повышающих несущую способность сжатых элементов при увеличении эксплуатационных нагрузок и появлении дефектов локального характера. Существующие способы усиления железобетонных колонн обоймами несовершенны в силу их дороговизны и трудоемкости в устройстве, исходя из этого проблема усиления колонн остается весьма актуальной. Проанализированы существующие способы усиления железобетонных колонн с применением современных материалов, выявлены их недостатки, проведены литературный и патентно-информационный поиск. Исходя из выявленных недостатков, авторами были разработаны новые конструктивные решения усиления железобетонных колонн обоймами с использованием адгезионной обмазки из жидкого стекла. Жидкое стекло имеет ряд преимуществ по сравнению с известными материалами, а именно дешевизна и высокие адгезионные свойства. Новизна разработанных конструктивных решений подтверждается получением патентов и положительных решений на выдачу патента. Практическая и теоретическая значимость заключается в возможности применения разработанных конструктивных решений при усилении железобетонных колонн обоймами реконструируемых зданий и сооружений.
Бесплатно
Новый композиционный деревянный брус для малоэтажного строительства
Статья научная
В статье рассмотрены основные аспекты деревянного малоэтажного домостроения - экологический, экономический и эстетический. Экология - деревянный дом является экологически чистым и безопасным для здоровья жильём. Экономика - деревянные дома обычно стоят меньше, чем каменные или кирпичные, и требуют меньше энергии для обогрева. Эстетика - деревянный дом может иметь уникальный и привлекательный внешний вид благодаря различным способам отделки и декоративного украшения. В связи с новыми современными требованиями по теплотехнике ограждающих конструкций и в результате проведенного анализа был разработан новый композиционный строительный материал «Композиционный деревянный брус» для малоэтажного домостроения. Произведены теоретические расчеты и сравнение сопротивления теплопередаче для клееного профилированного бруса и композиционного деревянного бруса, а также на сопротивление паропроницанию нового строительного материала.
Бесплатно
