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: 677
Статья научная
В процессе выполнения проектов возникает необходимость работы с моделями малых архитектурных форм. В соответствии с требованиями времени их геометрия с каждым годом становится всё сложнее. Многие малые архитектурные формы содержат повторяющиеся элементы, меняющиеся по сложному закону и расположенные по криволинейным траекториям. С подобными объектами непросто работать даже опытным проектировщикам. При этом требуется изменение параметров этих объектов в процессе их встраивания в архитектурную среду. Также требуется, чтобы вносимые изменения в интерактивном режиме сразу же отображались в модели. При моделировании и корректировке параметров объектов необходимо удовлетворить требованиям, предъявляемым к моделям,как в начале проектирования, так и на следующих стадиях проекта. Решению этих проблем и посвящена представленная статья. Решение показано на конкретных объектах архитектурной среды, требуемых для разработки проектов: «Навес и скамья»; «Скамья из полигональных элементов, расположенных по окружности»; «Летний павильон»; «Декоративная стена». Представлены полученные модели малых архитектурных форм и разработанные для них скрипты, выполненные в программах Grasshopper и Dynamo. Полученные модели успешно импортируются в графические программные комплексы, в том числе и в программы BIM (Archicad, Renga, Revit и другие).
Бесплатно
Статья научная
В статье освещается опыт расчётов плоских статически неопределимых ферм и ферменных конструкций при действии одиночных полусинусоидальных импульсных воздействий в процессе нелинейных колебаний, выполненных на кафедре строительной механики Южно-Уральского государственного университета. В описанных примерах рассматривается работа однопролётной мостовой фермы, двухпролётной подкрановой фермы, а также трехстержневой ферменной конструкции. Колебания конструкций связаны с физически и конструктивно нелинейным поведением отдельных несущих элементов. Показаны особенности поведения параметров динамической реакции ферм в процессе колебаний. В качестве метода расчёта используется аналитический подход - метод временного анализа, основанный на исследовании характеристического матричного квадратного уравнения.
Бесплатно
Моделирование нестационарных процессов в газопроводах
Статья научная
Рассматривается проблема моделирования переходных процессов в газопроводах, вызванных, в частности, резким закрытием регулирующего клапана. Методом Фурье найдены решения ряда задач. Приводятся результаты вычислений для конкретных эксплуатационных ситуаций.
Бесплатно
Моделирование пластинчатого теплообменника. Исследование эксплуатационных режимов
Статья научная
С помощью метода последовательных приближений разработана математическая модель пластинчатого теплообменника, позволяющая определять его основные характеристики. На основе модели разработана программа, позволяющая исследовать работу пластинчатого теплообменника. Построены графики различных эксплуатационных режимов. Исследовано влияние загрязнений на режим работы пластинчатого теплообменника.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена изучению опыта эксплуатации конструкций в виде гиперболоидов вращения (типа башня Шухова), выполненных из полимерных конструкций. Проведены лабораторные исследования по моделированию деформаций такого типа конструкций. Лабораторные исследования проведены с целью изучения физических нагрузок на полимерные элементы в зависимости от количества элементов сетчатой оболочки в диаметре яруса гиперболоида вращения, изучения деформации материала, изучения деформации соединений сетчатой оболочки. Данные лабораторного эксперимента дают представление о физических особенностях конструкций в виде гиперболоида вращения, представление о возможных изменениях нагрузок в данных типах конструкций, выполненных из полимерных материалов. Приведены оформленные результаты исследований по изменению нагрузок на узловые крепления в зависимости от количества формирующих ярус элементов, возникающих при этом деформаций в нижних, средних и верхних узловых соединениях элементов яруса. Данная статья имеет научную актуальность, дает представление об изменении нагрузки, деформации, сопротивлении элементов конструкции и иных процессах с целью изучения распределения нагрузок по узловому соединению гиперболоида вращения, совершенствования данных узловых соединений, изучению изменений нагрузок в соединениях в зависимости от количества элементов яруса и их положения, возможности замены металлических элементов на полимерные.
Бесплатно
Моделирование термического режима вертикальных ограждающих конструкций зданий
Статья научная
В энергетическом аудите термического режима конструктивной оболочки зданий решающую роль играет исследование температурных изменений на поверхности и внутри конструкции. Результаты исследования показали, что применяемый современный программный комплекс позволяет с достаточно высокой точностью моделировать поведение ограждающих конструкций при изменении климатических параметров окружающей среды. В работе рассмотрены вопросы влияния изменений наружной температуры воздуха от +10 °С до -50 °С на неоднородные уязвимые части зданий. С помощью моделирования изменений температур в разных точках на поверхности ограждения снаружи, на поверхности внутри и в толще вертикальных и горизонтальных конструкций была установлена математическая зависимость между температурой наружного воздуха и температурой поверхности ограждения в уязвимых частях (опирание балконной плиты, опирание плиты перекрытия, в углах оконного проема). Установлено, что при снижении наружной температуры до -50 °С значения температур на поверхности ограждающей конструкции и внутри изменяются по линейным математическим зависимостям с высоким коэффициентом детерминации. При положительных температурах наружного воздуха изменение температур вертикальной ограждающей конструкции с оконным проемом происходит по степенной зависимости. Для горизонтальных ограждающих элементов зависимость изменения температуры представляется возможным обобщить y = kx + b . Результаты исследования предопределяют предпосылки для разработки ряда конструктивных решений уязвимых частей зданий, направленные на повышение теплозащитных качеств ограждающих конструкций.
Бесплатно
Модель автоматизированного распределения защитников в задаче группового преследования
Статья научная
В настоящей статье рассматривается компьютерная модель квазидискретной игры группового преследования, в которой присутствуют преследователи, цели и защитники. В модели статьи задачей преследователей является достижение статических целей. Достижение одной цели возможно несколькими преследователями в разное время. Задачей защитников является поражение преследователей. Выигрышем для преследователей можно считать достижение хотя бы одним из преследователей своей цели. Выигрышем для защитников можно считать поражение всех целей. Для защитников количество преследователей не является определенным. В модели статьи формируется единая среда обнаружения преследователей. Преследователь считается обнаруженным, если входит в данную область. Назначение обнаруженному преследователю защитника цели производится по нескольким оптимизационным критериям. Защитник может назначаться из предполагаемого времени достижения. В одной из реализаций модели это минимальное время из выборки для данного защитника. Как вариант фактора оптимизации защитник для преследователя может выбираться по минимальному расстоянию до него. В статье также рассматриваются варианты локализаций защитников в одной точке.
Бесплатно
Модифицированный метод оценки устойчивости ландшафтных комплексов
Статья научная
Разработан модифицированный метод оценки устойчивости ландшафтных комплексов, учитывающий степень взаимодействия этого комплекса с окружающей средой. Соотнесены критерии устойчивости с численными характеристиками качественной оценки степени соответствия свойств комплекса и характеристик природной среды. Получение исходной информации предлагается производить посредством статистического способа экспертных оценок с обоснованием этого выбора для данного типа задач. Последующая статистическая обработка полученных исходных данных о свойствах ландшафтного комплекса позволяет получить количественную характеристику степени устойчивости комплекса. Предлагаемый метод, учитывающий степень встроенности ландшафтного комплекса в естественную среду, значительно повышает точность оценки устойчивости, что позволяет уменьшить число ошибок при его строительстве и эксплуатации, а также повысить точность прогнозирования жизненных периодов ландшафтных комплексов. Основные положения метода могут быть использованы при построении факторной модели ландшафтного комплекса.
Бесплатно
Модульный подход к выбору гидроизоляционного решения подземной части здания
Статья научная
Стабильная и длительная эксплуатация заглубленных фундаментов, тоннелей и подземных сооружений требует максимальной защиты от воздействия грунтовых вод. Современные методы гидроизоляции довольно эффективны для защиты подземного пространства от затопления и разрушения бетонных конструкции. Однако 95 % вновь возводимых объектов имеют проблемы, связанные с нарушением работы гидроизоляции. Разработка и внедрение новых технологий устройства гидроизоляции, цифрового мониторинга и систем раннего предупреждения о нарушениях целостности систем гидроизоляции является актуальной задачей строительной и производственной деятельности, требует развития и совершенствования соответствующих методов исследований. Целью исследований данной статьи является разработка методики выбора рационального варианта гидроизоляции подземной части здания. Основным результатом исследования является разработка алгоритма определения рационального и оптимального варианта гидроизоляции подземной части здания на основе модульного подхода, позволяющего обосновать и выбрать наилучшую технологию устройства или ремонта гидроизоляции подземной части эксплуатируемых зданий с учетом различных условий на стадии проектирования. Разработанная методика включает в себя три модуля системы выбора проектного решения: определение экономического эффекта при сравнении затрат на строительство системы изоляции и последующий ремонт; классификация геологических условий площадки застройки и учет условий эксплуатации; определение сроков монтажа и сроков ремонта при последующей эксплуатации здания. Предложенную методику можно рассматривать как концепцию развития подходов к оценочным показателям качества, а именно в дополнении инструментария рациональных параметров подбора будущей проектируемой системы устройства и ремонта.
Бесплатно
Модульный подход к оценке качества проектных организаций
Статья научная
Предложен метод модульного подхода, позволяющий анализировать уровень качества проектной организации путем группирования ключевых показателей во взаимосвязанные блоки, отражающие схему производственного процесса проектирования, и формировать рейтинговый показатель для использования в надзорных процедурах и рыночных отношениях. Актуальность подтверждается значительным ростом количества некачественной проектной документации, аварий и убытков в результате ее недостоверности. Определены показатели качества, произведено выделение основных модулей для оценки. Разработаны типовые блок-схемы и листы контроля качества.
Бесплатно
Моногорода Челябинской области: актуальные проблемы, потенциал и перспективы развития
Краткое сообщение
Рассмотрено современное состояние монопрофильных городов Челябинской области и характер их проблем, особенности экономико-географического положения и природно-ресурсный, научно-производственный и территориальный потенциал. Предложены предполагаемые пути будущего развития.
Бесплатно
Морозостойкость пропаренного бетона на шлакопортландцементах
Статья научная
Скорость разрушения бетона при циклическом замораживании связана со структурой гидратных фаз цементного камня. На примере пропаренного бетона на шлакопортландцементах показана способность такого бетона релаксировать возникающие напряжения, что обеспечивается стабильностью гелеобразных фаз и способствует повышению морозостойкости бетона.
Бесплатно
Морозостойкость тяжелых бетонов на цементе фирмы «Лафарж»
Статья научная
Представлены результаты экспериментальных исследований морозостойкости тяжелых бетонов с добавками микрокремнезема и суперпластификатора С-3. Показано, что направленное модифицирование гидратных фаз цементного камня позволяет повысить сопротивляемость бетона попеременному замораживанию и оттаиванию.
Бесплатно
На кафедре строительной механики определилась моя дальнейшая жизнь
Статья научная
Автор рассказывает о своей работе на кафедре строительной механики и о том, как сложилась его творческая и производственная жизнь.
Бесплатно
Надежность монтажа панельных зданий по параметрам качества продукции
Статья научная
Предложена методика оценки надежности монтажа панельных зданий по параметрам качества продукции, основанная на вероятностном критерии отказа платформенных стыков опирания сборных элементов и показателе их несущей способности. Приведены результаты производственной апробации методики.
Бесплатно
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 П-образных кронштейнов навесных фасадных систем
Статья научная
В настоящей статье представлены результаты экспериментальных исследований натурных образцов П-образных кронштейнов, производимых ООО «ИНСИ стальные конструкции» для навесных вентилируемых фасадов. Актуальность исследования обусловлена необходимостью обеспечения надежности и безопасности фасадных систем, подверженных воздействию ветровых нагрузок. Целью работы являлось определение фактической несущей способности и деформативных характеристик П-образных кронштейнов различных типоразмеров, подвергаемых воздействию статических и горизонтальных ветровых нагрузок. Для достижения поставленной цели использовалась методика экспериментальных испытаний натурных образцов с последую-щим анализом полученных данных. Экспериментальные исследования были дополнены конечно-элементным анализом (МКЭ) тех же кронштейнов в программном комплексе ANSYS. Проводился анализ как прочностных, так и деформационных характеристик. В ходе эксперимента было испытано 20 образцов двух типоразмеров кронштейнов с различными вариантами сечений. Сопоставление результатов МКЭ и натурных экспериментов позволило определить максимальную допустимую нагрузку для каждого типа кронштейна, а также подтвердить достоверность моделирования. Полученные результаты имеют практическую значимость для проектирования надежных и безопасных навесных фасадных систем.
Бесплатно
