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: 660
Статья научная
В статье кратко изложены основные результаты развития и применения метода ин-интерполяции по коэффициенту формы к решению задач технической теории пластинок, связанных с параллелограммной областью. Показано, что, используя известные решения для параллелограммных пластинок (включая прямомольные и ромбические) с однородными граничными условиями, приводимые в научной и справочной литературе, можно найти значения интегральных характеристик для любой параллелограммной пластинки.
Бесплатно
Статья научная
В теоретических исследованиях по проектированию автомобильных дорог ось дороги принимается в качестве базового элемента, определяющего пространственные формы других элементов дороги: проезжей части, обочины, откосов. Исходя из этого принципа формообразования элементов дороги, в настоящей работе предложены математические модели формообразования, основанные на циклографическом методе моделирования пространства и его объектов. Формообразование поверхностных форм элементов дороги на её переходном (отгонном) участке и на вираже существенно отличается от формообразования на прямолинейном участке рядом специфических особенностей, затрудняющих и усложняющих процесс теоретического и практического формообразования. В работе показана возможность построения математических моделей формообразования для отгонного участка на основе циклографического отображения оси дороги. Приведён пример, в котором выполнен подробный разбор с визуализацией каждого этапа формообразования. Результаты работы могут быть использованы для разработки современных специализированных САПР автомобильных дорог.
Бесплатно
Геометрическое построение оптимальной конструкции стального спирального каната
Статья научная
Представлено теоретическое обоснование геометрического построения оптимальной конструкции стального спирального каната с линейным касанием проволок. Рассмотрена корреляция стальных спиральных канатов и составных винтовых пружин по принципу оптимального конструирования. Сформулирован канонический закон геометрического построения поперечного сечения стального спирального каната.
Бесплатно
Статья научная
Приведены результаты натурного полевого эксперимента исследования несущей способности и осадочной деформации зернистых грунтов основания набивной сваи в грунтовытесненной пробитой скважине. Разработана методология расчетного исследования с показом теории и методов расчетного определения напряжений пяти зон состояний предельных равновесий грунтов в основании по боковой поверхности кругового конуса и ствола рассматриваемой сваи. Дано обоснование выбора зон состояний предельных равновесий грунта, задействованных экспериментально набивной сваей в основании. Представлен расчет предельной несущей способности грунтов основания и осадки набивной сваи в пробитой скважине с построением расчетного графика зависимости осадки сваи от нагрузки. Результаты исследований обобщены в выводах.
Бесплатно
Геотехника устройства висячей буронабивной трубчато-заполненной сваи-опоры глубокого заложения
Статья научная
Представлены результаты комплексного экспериментально-расчетного и теоретического исследования геотехники проектирования и строительства одиночных висячих буронабивных трубчато-заполненных свай-опор глубокого заложения. Разработка связана с проблемой глубинного освоения подземного пространства и отсутствием достоверных методов расчета несущей способности и деформируемости оснований таких опор. Исследование проводится новыми методами аналитической нелинейной механики грунтов. Результатом разработки является достижение высокой достоверности расчета, сопоставимой с экспериментальной действительностью.
Бесплатно
Статья научная
Представлены данные натурного эксперимента полевого испытания зернистых грунтов основания взрывофугасной сваи в грунтовытесненной скважине на несущую способность и осадочную деформацию. Создана методология расчетного исследования с представлением теорий, методик и методов расчетного получения значений напряжений пяти зон состояний предельных равновесий грунтов зернистых сред оснований по боковым поверхностям кругового конуса и ствола изучаемой сваи. Сделано обоснование выбора зон состояний предельных равновесий грунтов зернистых сред, задействованных экспериментально взрывофугасной сваей в основании. Осуществлен расчет предельной несущей способности грунтов основания и осадки взрывофугасной сваи. Разработана методика теоретического построения расчетного графика зависимости осадки сваи от нагрузки. Показаны основные выводы представляемой научной работы.
Бесплатно
Статья научная
На основе глиноземистого цемента, шлака алюминотермической выплавки ферротитана и добавок суперпластификаторов на основе эфиров поликарбоксилатов (РСЕ) разработано модифицированное глиноземистое вяжущее. Изучены методами физико-химического анализа особенности гидратации вяжущего в присутствии данных добавок. Показано, что в начальные сроки твердения (3-7 сут) скорость гидратации алюминатов кальция в различной степени снижается под действием суперпластификаторов на основе РСЕ. Выявлены добавки, в наименьшей степени замедляющие твердение, установлены их оптимальные дозировки. Исследовано влияние данных добавок на свойства вяжущего. Получено модифицированное вяжущее с повышенной огнеупорностью (1520-1550 °С). Показано, что применение суперпластификаторов на основе РСЕ обеспечивает вяжущему, содержащему шлак алюминотермической выплавки ферротитана, высокие прочностные показатели. На основе разработанного вяжущего, шамотного и огнеупорного заполнителя получены жаростойкие ячеистые бетоны с температурой применения до 1300 °С.
Бесплатно
Горелые породы как активная минеральная добавка в бетон
Статья научная
Представлены результаты исследования возможности применения горелых пород шахтных терриконов в качестве активной минеральной добавки в бетон. Показано, что применение горелых пород целесообразно для получения вибропрессованных мелкозернистых бетонов.
Бесплатно
Градостроительная стратегия развития и условия безопасности приграничных территорий
Статья научная
В работе анализируются возможности градостроительных программ развития приграничных территорий. В качестве основы таких программ предложена градостроительная стратегия планировочной организации трансграничных территорий
Бесплатно
Статья научная
В данной работе устанавливается зависимость между видами функционального использования территории водосбора и качеством воды в водных объектах с целью управления качеством воды на этапе территориального планирования.
Бесплатно
Гранулированная горячая асфальтобетонная смесь для ремонта дорожных покрытий
Статья научная
Приведён способ получения гранулированных асфальтобетонных смесей путём их охлаждения непрерывным рыхлением. Рассмотрен процесс стеклования вязкого битума в определенных температурных интервалах. Исследовано влияние различных температур воздуха на процесс разжижения битума.
Бесплатно
Графическое моделирование ограждающих строительных конструкций на основе BIM-технологий
Статья научная
В современном строительстве ограждающих конструкций зданий и сооружений перспективным направлением является применение пустотелых бетонных камней. Они обладают заметными преимуществами по весу, расходу строительных материалов, модульности структуры, быстрого возведения при сохранении прочности и несущей способности. Однако, в отличие от зарубежных аналогов, российские строительные нормы и правила СП 333.1325800.2020 предъявляют дополнительные требования к ограждающим конструкциям по морозостойкости, водонепроницаемости, особому физико-химическому составу бетонной смеси с различными добавками и др. Это ведет к удорожанию проектов и продлению сроков строительства. В данной работе рассмотрены пути повышения эффективности графического моделирования и автоматизированного проектирования ограждающих строительных конструкций из пустотелых бетонных камней. Для этого использованы современные технологии моделирования в строительстве Building Information Modeling (BIM) и широко известные программные системы, такие как AutoDesk Revit и AutoCAD. Процесс графического моделирования построен по модульному принципу, что позволяет повысить уровень автоматизации в масштабе предприятия, ускорить создание новых строительных проектов, улучшить их качество, а также помимо геометрической составляющей определить эффективный состав бетонной смеси и других материалов в каждом конкретном случае практической реализации. При этом большое значение имеет проверочный расчет принятых решений в автоматизированной системе. В данной работе приведен пример графической 3D-модели наружной стены и расчетного проектирования в автоматизированных системах Revit и AutoCAD. Результаты исследования полезны для дальнейшего развития BIM-методов и их практического применения в различных строительных организациях.
Бесплатно
Графо-геометрические дисциплины в подготовке BIM-специалистов строительной отрасли
Статья научная
В статье проанализированы особенности графо-геометрической подготовки технических специалистов строительной отрасли. Отдельно уделено внимание изучению методов подготовки BIM-специалистов. Кратко представлены результаты проведённого исследования. Изучены подходы, используемые разными высшими техническими учреждениями РФ. Выявлены, проанализированы и кратко описаны подходы отдельных вузов, рассматривающих графо-геометрическую подготовку BIM-специалистов как отдельное направление. Также показаны подходы других вызов, отдельно не выделяющих графо-геометрическую подготовку BIM-специалистов, а включающих их в состав групп других направлений подготовки по соответствующему профилю. Разобраны некоторые примеры учебных программ, разработанных и применяемых в разных технических учебных заведениях РФ. Проанализированы внутридисциплинарные и междисциплинарные связи графо-геометрических дисциплин. Приведено описание традиционного, современного подходов, а также перспектив развития этой подготовки, содержащей графо-геометрические дисциплины. Выявлено наличие крайней необходимости включения в состав курса обучения созданию 3D-моделей и работе с ними в разных программных комплексах. Проанализированы особенности формирования компетенций, в том числе и «цифровых», в процессе изучения графо-геометрических дисциплин. Показана необходимость наличия полноценной графо-геометрической подготовки всех специалистов всех направлений, в том числе и BIM-специалистов, для изучения дисциплин на старших курсах и практической деятельности по специальности.
Бесплатно
Графоаналитический алгоритм проектирования переходных участков транспортных магистралей
Статья научная
К переходным участкам транспортных магистралей предъявляется требование плавного изменения кривизны по всей длине участка. Современные методы проектирования предполагают использование как традиционных переходных кривых, так и алгебраических сплайнов высокого порядка гладкости. При этом формируется переходный участок, состоящий из нескольких разных кривых. В статье предлагается метод конструирования переходных кривых, основанный на особых свойствах квадратичных бирациональных преобразований плоскости с совпадающими фундаментальными точками. В отличие от известных методов, применение метода квадратичных бирациональных преобразований позволяет получать переходную кривую в виде одной алгебраической кривой четвертого порядка, а не в виде составной кривой, состоящей из участков различных кривых линий. Для определения коэффициентов уравнения переходной кривой применен способ графического дифференцирования неявно заданной функции двух переменных. Показано, что при использовании средств современной компьютерной графики погрешность графического определения радиуса кривизны искомой кривой не превышает 0,6 %. Разработанный графоаналитический алгоритм может применяться при проектировании переходных участков скоростных магистралей и спортивных трасс.
Бесплатно
Графоаналитический способ построения коробовой линии кривых второго порядка
Статья научная
Изложен способ построения гладких криволинейных образующих, составленных из участков кривых второго порядка, позволяющий не только начертить образующую, но и получить ее алгебраическое уравнение. Для автоматизированной реализации предложенного способа разработано программное средство построения кривой второго порядка, проходящей через данные точки и касающейся данных прямых.
Бесплатно
Грузовые потоки в городе в свете экстраполяционного анализа
Статья научная
Перспективные показатели грузовых потоков позволяют выявить конфликты взаимодействия потока с планировкой города. В статье определена эффективность метода в полноте оценки сложившихся и перспективных тенденций развития грузовых транспортных потоков в планировании городских территорий. Установлен характер существующего распределения грузовых потоков в городе, а также их перспективные тенденции развития по интенсивности и грузоподъемности. Результаты прогнозирования грузопотоков города, как недостающее звено, завершат общепринятый метод расчета суммарного транспортного потока в планировке города, который будет удовлетворять всем требованиям современного генплана города. Результаты исследований позволят: обосновать классификацию улично-дорожной сети, определить габариты проезжих частей и полос движения, подобрать соответствующие характеристики дорожного полотна, присвоить наиболее благоприятный режим движения улицам и дорогам города и т.д.
Бесплатно
Групповое преследование на плоскости с моделированием области обнаружения
Статья научная
В данной статье производится описание модели преследования методом погони группой объектов. Все объекты, участвующие в модели преследования, движутся с постоянной по модулю скоростью. Преследующий объект движется по определенной траектории и выпускает через заданные промежутки времени объекты, задача которых - настигнуть цель методом погони. Одиночной цели, в свою очередь, поставлена задача настигнуть преследователя методом параллельного сближения. Для каждого преследующего объекта сформирована область обнаружения. Область обнаружения образуется двумя лучами. Вектор скорости объекта является биссектрисой угла, образованного такими лучами. Если цель попадает в область обнаружения, то объект начинает преследование методом погони. Если цель выходит из области обнаружения, то объект совершает равномерное и прямолинейное движение. Задача - реализовать динамическую модель множественного группового преследования, где каждый объект имеет свои задачи, свои стратегии. Модель разработана с использованием систем компьютерной математики. По результатам исследований были созданы анимированные изображения. Методы наведения на цель, такие как метод погони, метод параллельного сближения и метод пропорционального сближения, являются широко применяемыми в военном деле. Но они в большинстве своем требуют внешнего управления, такого как указания цели лазерным лучом или спутникового наведения на цель. Описание методов наведения на цель в автономном режиме в открытых источниках информации отсутствует. Результаты исследований могут быть востребованы при проектировании беспилотных летательных аппаратов с элементами автономного управления и искусственного интеллекта.
Бесплатно
Давление фибробетонных смесей на вертикальные опалубочные системы
Статья научная
Приведены методики исследования давления и реологических параметров сталефибробетонных смесей. Предложена математическая зависимость, позволяющая определить горизонтальное давление бетонных и фибробетонных смесей на вертикальную опалубку.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты сравнительного исследования дальнейшего развития особо охраняемой природной территории (ООПТ) «Столбы» Красноярского края, проводимого в рамках магистерских диссертаций «Развитие особо охраняемой природной территории „Столбы“ как заповедника» и «Развитие особо охраняемой природной территории „Столбы“ как национального парка». На примере ООПТ «Столбы» рассматривается целесообразность смены статуса «заповедник» на «национальный парк», а также последствия этого изменения как для самой природоохранной территории, так и для социально-экономического развития региона в целом. На основе изученных вопросов правового регулирования особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации, архитектурно-планировочной структуры, разрешенных и осуществляемых видов деятельности на территории ООПТ«Столбы», а также с учетом ряда стратегических документов Российской Федерации в отношении особо охраняемых природных территорий, туризма, социально-экономического развития Красноярского края, предложена концепция дальнейшего развития ООТП «Столбы».
Бесплатно
Статья научная
Определяется роль архитектурно-световой среды в создании комфортной среды обитания человека. Выявляются проблемы трансформация связей между функциями освещения современного мегаполиса, усиливающиеся взаимопроникновения и зависимости, проявляющиеся противоречия функционального обеспечения. Даётся обзор особенностей формирования городского освещения в эпоху «информационного общества». Рассматриваются процессы создания новых связей между психофизиологическим комфортом, безопасностью и образно-эстетической составляющей среды. На конкретном примере показывается двойственность светоцветовой организации элементов и систем современного городского дизайна с позиций безопасности и комфортности архитектурно-световой среды, с учетом образно-художественного контекста. Обосновывается необходимость разработки ключей преемственности.
Бесплатно
