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: 704
Челябинская агломерация в системе расселения страны и региона
Краткое сообщение
Показано, что устойчивое развитие Челябинской агломерации будет зависеть в том числе и от занимаемой позиции, значимости и самоидентификации района в системе расселения страны и региона. Указана необходимость выработки комплексной стратегии развития агломерации.
Бесплатно
Численное исследование многопустотных панелей перекрытия различных длин
Статья научная
Известно, что многопустотные панели для упрощения при расчетах представляют в форме двутавровых (тавровых) балок и считают по балочной теории. Однако такое представление тем не менее может искажать результаты расчетов. Цель данной работы - изучить, как форма поперечного сечения многопустотных панелей для образцов различной длины влияет на несущую и деформативную способность, а также на нагрузку начала трещинообразования. Рассматривались образцы панелей различных длин, свободно опертых и работающих на изгиб, с поперечным сечением в естественной форме, в сопоставлении с образцами аналогичных длин в двутавровой форме. На образцы последовательно прикладывалась нагрузка с шагом 1 кН до достижения предела текучести арматурой в растянутой зоне. Выполнено численное исследование многопустотных панелей в нелинейной постановке с образованием пластического шарнира в середине пролета. Получены графики нагрузка -прогиб при моделировании соответствующих длин образцов с естественной и двутавровой формой сечения. Получены и сопоставлены результаты для нагрузки появления трещин, прогибов в середине пролета при разрушающей нагрузке. Выяснено, что длина панели оказывает влияние на результаты расчетов рассматриваемых форм, и чем длина меньше, тем более ярко выражено отклонение в графиках нагрузка - прогиб. С увеличением длины образцов коэффициент корреляции растет и стремится к единице, что говорит об увеличении связи между графиками нагрузка - прогиб. Предложены поправочные коэффициенты для уточнения расчетов плит по образованию трещин, деформациям и разрушающим нагрузкам.
Бесплатно
Статья научная
Расчетная схема крупнопанельного здания включает в себя элементы перекрытий, стеновых панелей и стыков между ними. Для корректного моделирования необходимо знать характеристики жесткости и прочности стыков на растяжение, сжатие и сдвиг. В виду отсутствия в нормативной и справочной литературе универсальных формул для определения прочности и жесткости стыков различных типов, необходимо производить дополнительные исследования. В 2014 году был разработан новый тип вертикального монолитного стыка крупнопанельных зданий - замковое соединение стеновых панелей, который обладает значительной прочностью и жесткостью. Замок состоит из П-образной скобы, соединяющей петлевые выпуски на торцах панелей, и стальной пластины, соединяющей концы скобы. Для полноценного применения стыка необходимо правильно оценивать его прочность и жесткость. Экспериментальные исследования работы стыка на растяжение показали двухлинейный характер его работы (с повышенной жесткостью до образования трещин и с пониженной после). Для расчета крупнопанельных зданий при основных сочетаниях эксплуатационных нагрузок достаточно моделирования работы стыка в пределах первого участка. Целью данного исследования является изучение работы замкового соединения на растяжение до образования трещин. В работе проводится сопоставление результатов численного моделирования с результатами испытания натурных образцов и определяются значения жесткости и момента образования трещин для стыков сдругими значениями прочности бетона омоноличивания и диаметрах петлевых выпусков. Исследование выполнялось с использованием плоской конечно-элементной модели в ПК Лира-САПР. Результаты расчета модели стыка в целом согласуются с результатами испытаний натурных образцов, были определены жесткость и нагрузка трещинообразования для стыков с различными параметрами прочности бетона и диаметра петлевого выпуска. Результаты исследования могут быть использованы при проектировании крупнопанельных зданий с данным типом стыка.
Бесплатно
Численное моделирование переходных процессов в газопроводах
Статья научная
Разработана численная модель течения газа с дозвуковой скоростью по трубопроводам. Создан программный комплекс, позволяющий исследовать переходные процессы в газопроводах, обусловленные различными эксплуатационными ситуациями в системах газоснабжения, в частности, явление газодинамичекого удара.
Бесплатно
Шаг нагревательных проводов при электропрогреве бетона
Статья научная
В статье проведен анализ имеющейся в нормативной, технической и научной литературе формулы для определения шага нагревательных проводов. Показано, что данная формула ведет свое начало от формулы для расчета шага нагревателей в термоактивных опалубках. Сделан вывод об ошибочности исследуемой формулы и предложена иная формула, математически строго обоснованная. На основе метода Е.В. Шубина рассчитаны и построены графики распределения температур в бетоне между нагревательными проводами с учетом их взаимного влияния при различном шаге проводов и тепловой мощности. Предложен метод определения размеров приэлектродной зоны у нагревательных проводов, определены ее размеры в зависимости от шага проводов. Рассчитаны градиенты температур в бетоне, а значения сопоставлены с предельно допустимыми. В результате получено, что диапазон шага нагревательных проводов, рекомендуемый действующей нормативной и технической документацией, приводит к значительным температурным напряжениям. Даны рекомендации по назначению шага нагревательных проводов и тепловой мощности от них в зависимости от степени армирования железобетонных конструкций. Такой шаг проводов обеспечивает защиту конструкций от недопустимых температурных деформаций.
Бесплатно
Статья научная
Разработан жаростойкий ячеистый фосфатный бетон на шамотном заполнителе с использованием дисперсных алюмосиликатных отходов (отходы шамотного производства) с температурой применения 1500 °С и средней плотностью 600-800 кг/м3. В процессе разработки предметом исследования являлось влияние данных отходов на материальные затраты в производстве фосфатного ячеистого бетона. Дисперсные отходы были применены и как компонент для получения связующего, и как частичная замена мелких фракций шамотного заполнителя. Целью работы являлось уточнение жаростойких свойств ячеистого бетона при использовании дисперсных алюмосиликатных отходов и определение уровня удешевления разработанного материала относительно ближайших аналогов (ячеистого бетона на алюмофосфатном связующем и шамотном заполнителе). В работе были использованы стандартные методики для исследования жаростойкого бетона по ГОСТ 20910, оценка экономической эффективности проводилась по среднему уровню цен на использованные сырьевые компоненты в Челябинской области во II квартале 2025 г. Исследованы основные свойства разработанного бетона, показано, что он не уступает бетону на традиционном сырье. Проведена предварительная оценка экономической эффективности разработанного ячеистого бетона. Установлено, что даже частичная замена используемых компонентов на отходы шамотного производства обеспечивает снижение себестоимости в части затрат на используемые материалы на 19 %.
Бесплатно
Экспериментально-теоретическое исследование несущей способности основания буровых свай
Статья научная
Представлены результаты комплексного экспериментально-теоретического исследования несущей способности основания по боковой поверхности ствола опытной буровой сваи, а также такой же сваи с грунтоуплотненным тангенсоидом вращения; рассмотрены особенности взаимодействия бетонной смеси в процессе укладки и твердения ее в скважине, а также бетонного ствола сваи под нагрузкой с окружающим сваю грунтом естественного состояния; показаны методологии определения несущей способности боковой поверхности ствола буровой сваи и расчета несущей способности сваи с грунтоуплотненным тангенсоидом вращения.
Бесплатно
Экспериментальное исследование замоноличенных узлов панельной системы
Статья научная
Увеличение этажности панельных зданий невозможно без отступления от типовых проектов, в которых конструкции узлов не предназначены для зданий более 12 этажей. Следовательно, необходимо повышать прочность стыков. Для этой цели проводились испытания узлов панельной системы, не имеющих аналогов в современных пособиях по проектированию. В статье приведены результаты проведенных испытаний на заводе «ЖБИ-Восток» г. Челябинска, оценены прочностные и деформационные характеристики наружного горизонтального узла в двух различных исполнениях (с опиранием плиты перекрытия на стеновую панель и без опирания).Также, в результате обработки экспериментальных данных, было установлено влияние эксцентриситета силы на напряжённое состояние стыка, которое необходимо учитывать при ручном расчете стыка. Определены продольные и угловые деформации перед разрушением образцов стыков, а также запас прочности исследуемых конструкций.
Бесплатно
Экспериментальное исследование модели покрытия ледового дворца в г. Челябинске
Статья научная
В статье приведены методика и результаты экспериментального исследования модели, изготовленной в масштабе 1:10 реальной конструкции покрытия ледового дворца.
Бесплатно
Экспериментальное исследование стыка панельной системы
Статья научная
Исследовались прочность и деформативность замоноличенного горизонтального стыка, в котором применялись многопустотные плиты перекрытий, опирание которых возникало после армирования и замоноличивания. Приводятся данные, указывающие на необходимость учета эксцентриситета при расчете прочности стыка и его податливости.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты экспериментальных исследований шпоночных соединений стеновых панелей с петлевыми гибкими связями.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты экспериментальных исследований бетона, нагружаемого до образования нисходящего участка на диаграмме «напряжение - деформация», разгрузки с нисходящего участка и последующего повторного нагружения. Испытания проводились на специальном устройстве, имитирующем один раз статически неопределимую конструктивную систему. Установлены факторы, влияющие на формирование диаграмм разгрузки и повторного нагружения. А также приведены эмпирические зависимости, с использованием которых можно вести расчеты конструктивных систем, когда наблюдаются зоны разгрузки. Такие случаи встречаются при немногократных повторных нагружениях систем и в случаях возникновения локальных повреждений, возникающих по различным причинам. Обосновывается необходимость таких исследований.
Бесплатно
Статья научная
Комбинированное армирование бетонных конструкций означает частичную замену стальной арматуры композитной. Такая замена осуществляется в стержневых и плитных изгибаемых конструкциях. Комбинированными называются конструкции, состоящие из различных материалов и различных технологических операций, включая применение сборных и монолитных изделий, а также предварительное напряжение. Поскольку композитная арматура имеет ряд специфических особенностей, то возникает необходимость проведения экспериментальных и теоретических исследований. Данная статья посвящена результатам испытания изгибаемых в двух направлениях плит комбинированной конструкции на поперечную нагрузку. Конструкция плит состоит из легких блоков (арболит), монолитного тяжелого бетона и комбинированного армирования (металлическая и композитная арматура). Образуется система перекрёстных балок из тяжелого бетона, между которыми расположен легкий бетон. Это снимает собственный вес (массу) конструкции, что дает повышение экономической эффективности. Семь образцов облегченных плит прямоугольного сечения размером 2260 × 1660 × 100 мм были изготовлены для достижения поставленных задач. Облегченные плиты изготовлены с двойным армированием. В результате экспериментальных исследований установлены характер разрушения облегченных плит перекрытий и покрытий с комбинированным армированием, деформации удлинения и укорочения в сечениях пролета при нагружении, ширина раскрытия трещин и характер образования трещин.
Бесплатно
Эксплуатационные свойства крановых рельсов
Статья научная
В статье приведены результаты исследований механических свойств стали специальных крановых рельсов, выпускаемых по ГОСТ 4121, и дана статистическая оценка их качества. Используемая для изготовления рельсов сталь не отвечает современным требованиям по прочности и износоустойчивости. Это является одной из причин низкой долговечности крановых рельсов в цехах с интенсивной работой мостовых кранов. Приведены результаты исследования рельсов из легированной стали
Бесплатно
Экстремальные природно-климатические условия как фактор формирования архитектурной среды
Статья научная
В статье рассматриваются факторы, влияющие на принципы проектирования в сложных и экстремальных природно-климатических условиях, изучается исторический опыт освоения регионов с экстремальным климатом, выявляются современные принципы проектирования и строительства на таких территориях. Исследуются технологии повышения комфортности и безопасности среды, энергоэффективности зданий, экологичности проектных решений. Приводятся современные примеры зданий, построенных с учетом эффективной организации среды в экстремальных природных условиях. Анализируются их объемно-планировочные и конструктивные решения. В заключении делаются выводы об особенностях формирования архитектурной среды в сложных и экстремальных природно-климатических условиях, являющихся фактором развития технологий, поиска интересных композиционных решений, способствующих психологической разгрузке и самосовершенствованию современного человека.
Бесплатно
Энергетическая эффективность строительных процессов в условиях Ирака
Статья научная
В данной статье предложено резьбовое соединение сборных железобетонных колонн, которое может быть использовано для соединения элементов полносборных зданий и сооружений. Контактно-винтовое соединение сборного железобетона состоит из верхней и нижней колонн, обе имеют стальную внешнюю резьбу цилиндрической формы в концевой секции со стальными стержнями в верхней и нижней частях. Прочность соединения винтовой колонны определяется для обеспечения передачи осевых нагрузок и момента в соединениях, обеспечивая разрушение, вызванное срезанием и смятением резьбы, которые могут возникнуть между соединенными колоннами. Структурные характеристики соединенных колонн были определены в соответствии с требованиями стандартов. Посредством необходимых расчетов для винтового соединения колонн из сборного железобетона (сталежелезобетона, трубобетона) была подтверждена соответствующая жесткость и прочность. Разработанные новые соединения будут помогать в модульности конструкции зданий и ускорении процесса монтажа.
Бесплатно
Энергосберегающая система управления температурным режимом отапливаемых зданий
Статья научная
Предложен алгоритм компенсации основного возмущения для температурного режима зданий - температуры наружного воздуха. Разработана процедура настройки алгоритма на реальные теплотехнические характеристики зданий и их систем отопления. Показана эффективность применения этого алгоритма для целей энергосбережения. Разработана структурная схема адаптивной системы управления, реализующей указанный алгоритм и процедуру его настройки.
Бесплатно
Статья научная
Одним из наиболее вредных, с точки зрения производственных выбросов, является процесс нанесения покрытий методом гальванизации. Источником выделения вредных веществ является технологическое оборудование: установки, реакторы, гальванические ванны, погрузочные машины. Задача исследования заключается в разработке оперативных, эффективных и экономически выгодных решений для обеспечения требуемого микроклимата в рабочей зоне на производстве. Для оценки двух альтернативных проектных решений выполнен расчет капитальных и эксплуатационных затрат на реализацию проекта вентиляции гальванического цеха, первый вариант - с применением двухсторонних бортовых отсосов, второй - с применением бортовых отсосов со сдувом. Выполненная работа показывает, что одним из наиболее эффективных энергосберегающих решений при проектировании вентиляции гальванических производств является использование в конструкции гальванических ванн в качестве местной вытяжной вентиляции бортовых отсосов со сдувом вместо стандартных двухбортовых отсосов. За счет сокращения расходов удаляемого воздуха при реализации проекта вентиляции снижаются капитальные затраты на оборудование и материалы, а также эксплуатационные затраты на тепловую и электрическую энергию.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача оптимального управления тепловым режимом отапливаемых зданий. Получены необходимые условия оптимальности, сформулированные в форме принципа максимума. Проанализированы вычислительные аспекты и указан способ приближенной реализации оптимального управления. Проведен анализ экономии энергии при прерывистом отоплении для различных видов топлива.
Бесплатно
Этапы формирования дизайн-архитектурной школы на Южном Урале
Статья научная
В статье очерчены основные этапы развития дизайн-архитектурной школы на Южном Урале. Проблемы формирования региональной архитектурной и вслед за ней дизайн-архитектурной школы высвечиваются сквозь призму исторической ретроспекции, через осмысление ключевых страниц архитектуры прошлых эпох. В исторической перспективе архитектуры XX века и связанных с ней общественных институций автор определяет корреляционные процессы взаимодействия проектных организаций и творческих союзов с системой высшего архитектурного образования Южно-Уральского региона. Автор систематизирует архитектурную историю региона и определяет вектор ее дальнейшего изучения и обобщения.
Бесплатно
