Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Строительство и архитектура
Все статьи: 632
Разработка учебных курсов по методике инноваций для магистерской программы по гранту В. Потанина
Статья научная
В статье дается краткая аннотация проекта по гранту В. Потанина - разработка магистерских программ по направлению «Строительство». Актуальность новых магистерских курсов обусловлена переходом мировой экономики к новому технологическому укладу. Новые учебные модули формируют у обучаемых инновационное мышление, профессиональные и социальные компетенции, навыки самоорганизации в творческой работе. Кратко описывается содержание единого цикла новых учебных курсов по методам инноваций в строительстве: «Функционально-стоимостной анализ», «Теория решения изобретательских задач», «Планирование эксперимента» и «Патентоведение», внедряемых в рамках действующей магистерской программы. Курсы связаны в единый цикл сквозной логикой НИР магистра и учебными заданиями. Дается аннотация выпущенных учебных пособий для магистрантов инновационных программ обучения. Описаны формы демонстрации результатов проекта в вузе и сторонних организациях. Приведены результаты выполнения образовательного проекта: количество учебных пособий, заявок на изобретения, статей, количество поступивших в аспирантуру. Отмечены трудности в реализации проекта.
Бесплатно
Раннее нагружение бетона в условиях различной влажности
Статья научная
Описаны экспериментальные данные по исследованию характера изменения прочности бетона в различных влажностных режимах выдерживания в сочетании с приложенной к нему внешней нагрузкой на ранних этапах набора прочности бетоном.
Бесплатно
Расчет аэрационного режима нарушенных территорий
Статья научная
Представлено описание методики расчета аэрационного режима нарушенных территорий, имеющих различные формы техногенного рельефа. Методика основана на результатах экспериментальных исследований методом физического моделирования в аэродинамической трубе. Полученные закономерности обтекания воздушным потоком техногенных форм рельефа были использованы для разработки табличных аналогов, которые являются основой для составления карт аэрационного режима, используемых в градостроительном проектировании на восстанавливаемых нарушенных территориях. Актуальность исследования аэрационного режима обусловлена необходимостью формирования благоприятного микроклимата, в частности, в парках и зонах отдыха, размещаемых на нарушенных территориях. Цель составления такой карты состоит в определении местоположения зон пониженных скоростей (зона комфорта) и повышенных скоростей (зона дискомфорта), например, в прибрежных частях парка, зонах отдыха на воде, а также для выбора градостроительных мероприятий для ветрозащиты или интенсификации проветривания территорий.
Бесплатно
Расчет безопасного ресурса зданий и сооружений
Статья научная
Изложен логико-вероятностный подход к оценке технического состояния зданий и сооружений, основанный на взаимосвязи информационной энтропии несущего каркаса объекта и его риска аварии. Приведена математическая модель расчета физического износа здания. Показана зависимость безопасного ресурса объекта от величины риска аварии на момент окончания строительства
Бесплатно
Расчет ветровых нагрузок с учетом локальных изменений скорости ветра в застройке
Статья научная
Объектом исследования является ветровой режим городской застройки как фактор, который необходимо учитывать при расчетах ветровой нагрузки. В процессе исследования проводились эксперименты численного моделирования процесса обтекания воздушным потоком зданий в программном комплексе AnsysFluent. Для получения достоверных сведений о количественной и качественной картинах распределения воздушного потока в застройке исследование проводилось в два этапа. Были получены данные о значениях скоростей и характере распределения воздушного потока в застройке, разработана общая методика учета локальных увеличений скорости ветра при расчетах ветровой нагрузки на здание. Выведена расчетная формула для определения ветровых нагрузок от трансформированного воздушного потока. В рамках разработанной методики исследования определен важнейший параметр учета локальных изменений скорости - эффективная ширина потока, позволяющий учитывать геометрические параметры застройки. Полученные результаты свидетельствуют о высоком уровне влияния трансформированного воздушного потока на здание.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается экологическая эффективность производства магнезиальных вяжущих на основе отходов горнодобывающих производств по технологии интенсифицированного обжига. Обоснована важность перехода к технологиям со сниженными выбросами углекислого газа в атмосферу. Описаны основные разрушительные последствия, вызванные избытком углекислого газа с глобальной и локальной точки зрения. Приведен расчет выбросов углекислого газа вследствие термического разложения карбонатных минералов шихты. Приведен расчет выбросов углекислого газа, являющегося продуктом сгорания топлива для обжиговой установки. Исследован процесс выделения газов из шихты в процессе термической обработки доломитизированных горных пород, установлено отсутствие выделения газов, содержащих хлор, из добавок-интенсификаторов. Произведено сравнение углеродного следа технологии магнезиальных вяжущих с технологией производства портландцемента. Сделан вывод об актуальности частичной замены портландцемента на альтернативное экологически эффективное магнезиальное вяжущее при производстве строительных материалов.
Бесплатно
Расчет остаточного ресурса строительных конструкций зданий и сооружений
Статья научная
В статье предлагается метод отслеживания технического состояния конструкции за время ее эксплуатации и последующая экстраполяция полученных параметров до достижения конструкцией предельных значений
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается один из простых и эффективных способов термообработки бетона стен и перекрытий, возводимых в тоннельной опалубке, - метод конвективного прогрева. Актуальность данного вопроса обусловлена потребностью в качественной термообработке бетона тонкостенных конструкций при нормируемом времени выдерживания и сокращении энергетических затрат за счет повышения эффективности использования тепловой энергии. Классифицируются разновидности метода конвективного прогрева по принципу подведения теплового потока к прогреваемой конструкции: традиционный камерный прогрев, камерный прогрев с воздуховодами, конвективный прогрев с приопалубочными шторами. Приведена методика расчета параметров выдерживания бетона тонкостенных монолитных конструкций в зимних условиях с использованием конвективного прогрева и основные принципы выбора генераторов тепла.
Бесплатно
Расчет прочности элемента железобетонной балки
Статья научная
Построен алгоритм и ЭВМ-программа расчёта плоских элементов железобетонных балок по нелинейной деформационной модели (НДМ). Предложен алгоритм автоматизированного подбора арматуры. Сделано сопоставление с результатами, полученными по формулам СНиП.
Бесплатно
Расчет сваи на действие вертикальной и горизонтальной сил
Статья научная
Дано решение о продольно-поперечном изгибе стержня, который защемлен верхним и нижним концами и нижней своей частью погружен в песчаную подсыпку. Работа выполнена в связи с проектированием свайных фундаментов для объектов, возводимых в условиях вечной мерзлоты.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются различные виды обжигового оборудования, применяемого в производстве строительных материалов и изделий, приводятся достоинства и недостатки рассматриваемых конструкций. Предложено использование сверхкоротких (до 20 м) вращающихся печей для опытно-промышленных технологических линий по производству мелкодисперсных порошков (вяжущих строительного назначения) с максимальной температурой обжига не более 800 °С. На примере процесса термической обработки модифицированной карбонатной шихты произведен расчет теплового баланса, подтверждающий возможность использования данного типа оборудования для получения малых промышленных партий материала (не более 2 т/ч) с целью апробации инновационных технологий без повышенных капиталозатрат на установку дорогостоящего полноразмерного обжигового оборудования вращающегося типа.
Бесплатно
Расчёт железобетонных дымовых труб на основе диаграмм деформирования бетона и арматуры
Статья научная
Описан способ расчёта стволов железобетонных дымовых труб с использованием диаграмм деформирования бетона и арматуры. Расчётная схема принимается в виде защемлённого в основании консольного стержня. Изгибающие моменты определяются из расчёта по деформированной схеме (геометрическая нелинейность) с учётом нелинейности деформирования бетона и арматуры (физическая нелинейность). Постановка задачи, принятые физические зависимости полностью соответствуют требованиям действующих норм проектирования, что даёт принципиальную возможность для внедрения разработанного способа расчёта и компьютерной программы в проектную практику. Приведены примеры расчётов в сравнении с существующей ныне методикой расчёта дымовых труб, которые выявили значительные погрешности существующей методики и показали перспективность применения предлагаемого способа расчёта.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе приводятся результаты исследований устойчивости двухслойных уступов откосов грунтовых выемок при упругопластическом распределении напряжений. Задача об определении устойчивости двухслойного уступа весьма полезна в практической инженерной деятельности. В частности, возможны ситуации, когда на поверхность откоса был насыпан грунт, который в течение длительного времени слежался, поскольку находится на откосе уже длительное время. Точность решения задачи об устойчивости уступов откоса ввиду невозможности абсолютно точно определить физико-механические характеристики грунтов, слагающих откос, представляется весьма относительной. С другой стороны, точные решения этой задачи в упруго-пластической постановке весьма трудоёмки с точки зрения применения математического аппарата. Поэтому авторы сочли необходимым выполнить сравнение результатов упругого и упругопластического решений задачи об устойчивости уступов откосов. С этой целью были определены численные значения напряжений в различных точках выбранной расчётной модели при помощи метода конечных элементов, а также на основе использования методов теории функций комплексного переменного. В результате расчётами установлено, что даже при наличии в грунтовом массиве двухслойного уступа откоса пластических областей коэффициент устойчивости, определённый при решении упругой и упругопластической задач, практически одинаков.
Бесплатно
Статья научная
Предлагается эффективное решение проблемы закрепления подпорной стенки подземного трехуровневого паркинга путём дополнительного устройства в верхней части буроинъекционных анкерных свай. Приведен анализ результатов статических испытаний буроинъекционных анкерных свай с построением графиков зависимости осадки свай от нагрузки. Выполнены расчеты по определению основных параметров анкерных свай по результатам численного моделирования: длина, шаг и несущая способность. Для численного моделирования совместной работы подпорной стенки и буроинъекционных анкерных свай допустимо использовать программный комплекс Plaxis 2D. Результаты аналитических решений, приводимых в статье, позволяют с точностью до 22 % определить перемещение буроинъекционной анкерной сваи от действующей выдергивающей нагрузки в сравнении с контрольными полевыми статическими испытаниями в глинистых грунтах.
Бесплатно
Статья научная
Город Челябинск расположен на маловодной территории Урала, поэтому крайне остро стоит вопрос о рациональном использовании водных ресурсов градообразующих промышленных предприятий, одним из которых является один из самых крупнейших трубопрокатных заводов России - Челябинский трубопрокатный завод. В данной статье были рассмотрены действующие на предприятии методы очистки и использования кислых и промышленно-ливневых сточных вод, которые в настоящее время технически и морально устарели. Они не соответствуют действующей тенденции по охране окружающей среды и комплексного использования водных ресурсов. На предприятии уже проходит запуск очистных сооружений кислого стока, которые позволят возвращать в оборот нейтрализованные и очищенные стоки обратно в оборотные циклы предприятия. Перевод предприятия на замкнутый оборотный цикл поможет снизить количество воды, забираемой из реки Миасс на технологические нужды предприятия. Одним из источников воды на производственные и технологические нужды являются поверхностные сточные воды, которые на данный момент сбрасываются в озеро Шелюгино. В связи с этим был проведен отбор проб и лабораторные анализы, по полученным результатам которых даны рекомендации по реконструкции и модернизации существующих очистных сооружений поверхностного стока.
Бесплатно
Регулирование морозостойкости бетона на шлакопортландцементах
Статья научная
Рассматриваются вопросы оптимизации содержания шлака в шлакопортландцементе и способы регулирования морозостойкости пропаренного бетона, применяемого для сборных железобетонных изделий.
Бесплатно
Регулирование уровня конструкционной безопасности зданий и сооружений на стадии проекта
Статья научная
Изложена технология регулирования уровня конструкционной безопасности здания (сооружения) на стадии проекта, которая включает в себя экспертизу проекта, оценку надежности услуг предполагаемых участников строительства и прогноз риска аварии строительного объекта до его физической реализации.
Бесплатно
Режим энергосбережения для автономных систем теплоснабжения
Статья научная
Настоящая статья посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям теплофизических свойств объектов для определения требуемой мощности источника тепла, а также разработке алгоритма энергосберегающего управления автономной системой теплоснабжения. Описаны основные достоинства разработанной установки, которая позволяет без использования различного климатического оборудования, устанавливаемого вне отапливаемого объекта, определять оптимальное время включения системы теплоснабжения на разогрев к нужному моменту времени по коэффициенту активной работы, а в случае отсутствия коэффициента активной работы системы теплоснабжения - определять оптимальное время включения системы теплоснабжения на разогрев по времени изменения температуры внутри объекта.
Бесплатно
Статья научная
Представлены результаты статических испытаний фрагмента ленточного фундамента, усиленного при помощи буроинъекционной сваи, которая имеет на своем нижнем конце уширенную пяту. Статические испытания были проведены летом 2020 г. на экспериментальной площадке в городе Тюмени. Буроинъекционная свая с уширенной пятой представляет собой трубу-инъектор, которая имеет на нижнем конце мембрану-стакан. Инъекция раствора в резиновую мембрану-стакан осуществлялась при помощи конструкции гидравлического пакера. После набора прочности раствора на нижнем конце трубы-инъектора образуется уширенная пята требуемого объема. Для оценки полученных результатов также были проведены испытания на статическую нагрузку фрагмента ленточного фундамента без усиления при помощи буроинъекционной сваи с уширенной пятой и отдельно расположенной буроинъекционной сваи с уширенной пятой. По данным, полученным при испытаниях на статическую вдавливающую нагрузку, были построены графики зависимости: осадки фрагмента ленточного фундамента без усиления и с усилением при помощи сваи с уширенной пятой от давления под его подошвой и осадки буроинъекционной сваи с уширенной пятой от статической вдавливающей нагрузки. В результате было установлено, что применение в качестве усиления фрагмента ленточного фундамента буроинъекционной сваи с уширенной пятой позволило увеличить предельно допустимое давление под подошвой фрагмента ленточного фундамента на грунт в среднем на 25 % и снизить осадку фрагмента ленточного фундамента в среднем на 43 %.
Бесплатно
Статья научная
Новейшие технологии затронули все аспекты человеческой деятельности, а также современное строительство. Если раньше строительство велось с большими экономическими и трудовыми затратами, то сейчас в современном строительстве эти затраты во много раз сократились. Одной из новейших технологий в современном строительстве является облегченное монолитное перекрытие, которое значительно уменьшает расход материалов. Поэтому данная статья посвящена исследованию облегченных монолитных плит перекрытий и покрытий со стальным и комбинированным армированием при действии равномерно распределенной нагрузки. Всего исследовалось три серии образцов. Первый образец для сравнения с другими образцами армирован полностью стальной арматурой различного диаметра. Для второго и третьего образца использована стеклопластиковая арматура. Получены результаты исследования облегченных монолитных плит, армированных металлической и стеклопластиковой арматурой. Получены экспериментальные зависимости изменения прогиба, относительного удлинения и укорочения в пролетных сечениях, момент появления, ширина раскрытия трещин облегченной плиты от приложенной нагрузки на этапах нагружения. Приводятся напряжения в пролетном участке растянутой зоны плиты и напряжения в сжатой поверхности плиты при разрушении конструкции.
Бесплатно
