Статьи журнала - Строительство уникальных зданий и сооружений
Все статьи: 720
Деревянно-каркасное здание гостиницы: противопожарные завесы и расчет эвакуации
Статья научная
Объект исследования – здание гостиницы с деревянными панельными конструкциями. Целью работы является исследование зависимости динамики пожарной опасности от проекта пятиэтажной гостиницы с деревянной конструкцией. Метод. Программный комплекс «Сигма ПБ» использовался для создания компьютерной модели здания и моделирования (распространение пожара и эвакуация). Сформулированы случаи (сценарии), смоделированы распространение факторов пожарной опасности и эвакуация в условиях пожара. Полученные результаты. Показано существенное влияние конструкции помещения и времени начала эвакуации на условия эвакуации. Основную опасность для людей представляет дым, образующийся при сжигании горючих материалов (мебели, приборов, одежды) в здании при эвакуации. Материал деревянных конструкций здания на этом этапе не представляет опасности для людей, здание не теряет прочности, а пути эвакуации не претерпевают геометрических изменений в период эвакуации. Рассмотрен неблагоприятный сценарий несоблюдения условий беспрепятственной и своевременной эвакуации из-за задымления. Для ограничения распространения опасных факторов пожара было смоделировано использование противопожарной завесы. Было доказано, что класс огнестойкости EI 15 достаточен для обеспечения безопасной эвакуации.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье рассказывается об использовании программы SCAD в учебном процессе в Инженерно-строительном институте Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
Бесплатно
Дефекты защитно-декоративной кирпичной облицовки фасадов каркасных зданий
Статья научная
Использование слоистых стен при возведении каркасных зданий обусловлено необходимостью повышения энергоэффективности ограждающих конструкций. При этом дефекты на существующих объектах являются, по большей части, следствием недостаточного опыта проектирования и строительства подобных объектов. Целью данной статьи является описание причин возникновения наиболее часто встречающихся дефектов облицовочного слоя стен. Отдельно отмечена рациональность использования кирпича с высокой степенью пустотности. В работе приведены результаты проведенного эксперимента и выводы авторов по теме статьи.
Бесплатно
Деформации плоской многопролетной арочной фермы: аналитические решения
Статья научная
Объект исследования. Предложена схема статически определимой неопределенной фермы с арочными пролетами. Верхний пояс сооружения прямолинейный. Боковые опоры фермы - неподвижные на шарнирах, промежуточные - подвижные. На ферму действует вертикальная нагрузка, равномерно распределенная по всем узлам верхнего пояса фермы или сосредоточенная в середине среднего пролета. Приведен вывод формул для расчета зависимости прогиба среднего пролета от нагрузки, габаритов и числа пролетов. Получены аналитические выражения для сил в ответственных элементах для произвольного числа пролетов конструкции. Метод. Расчет усилий в элементах и реакции опор внешне статически неопределимой конструкции проводят путем вырезания всех узлов из решения совместной системы уравнений равновесия узлов. Выражение для отклонения находится в символической форме по формуле Максвелла - Мора. Обобщение ряда решений на произвольное число пролетов осуществляется по индукции. Полученные результаты. Найденные зависимости для сил в стержнях и прогибов имеют компактный вид и позволяют давать простые оценки решений. Отмечено, что усилия во всех стержнях верхнего пояса, кроме боковых, при равномерной нагрузке равны нулю при произвольных размерах фермы и числе пролетов. Зависимость прогиба от числа пролетов имеет скачкообразный характер. Все необходимые преобразования и анализ решений выполняются в системе символьной математики Maple. Получены линейные асимптотики решений для прогиба.
Бесплатно
Диагностические матрицы при оценке состояний железобетонных балок
Статья научная
В данной статье рассмотрены вопросы устойчивости и информативности диагностических матриц, которые используются при определении технического состояния строительных конструкций на основе математического аппарата технической диагностики. Используется один из наиболее распространенных методов технической диагностики - статистический метод Байеса. Метод Байеса предусматривает сбор статистической информации по результатам обследования прошлых лет. Эти результаты в вероятностном виде и составляют содержание диагностических матриц. Одной из важнейших задач является оценка устойчивости этих матриц, в смысле влияния изменения статистической информации на результат расчета по формуле Байеса. В данной статье исследование устойчивости и информативности диагностической матрицы осуществляется на основе многовариантного численного эксперимента.
Бесплатно
Диагонально-сетчатые несущие конструкции в высотных зданиях
Статья научная
В статье рассматривается применение диагонально- сетчатой несущей конструкции на примере высотного здания.Высотные здания представляют собой уникальные сооружения, имеющие высоту свыше 100 метров и представляющие собой сложные объекты строительства.Одним из самых опасных факторов, влияющих на высотные здания, является ветер, способный нарушить целостность ограждающих конструкций и привести к невозможности эксплуатировать здание. Помимо ветровой нагрузки, при проектировании высотных зданий необходимо учитывать сейсмостойкость сооружения и давление, которое оно оказывает на грунт. Как и любое уникальное сооружение, высотное здание является очень дорогостоящим объектом строительства, включающим в себя помимо проектных и строительных работ также и научные изыскания, поэтому при проектировании подобного рода сооружений всегда стараются снижать стоимость его строительства путем применения передовых строительных технологий. К одной из передовых и набирающих популярность строительных технологий относятся диагонально-сетчатые несущие конструкции - «Diagrid».
Бесплатно
Дисперсный метод промывки системы отопления
Статья научная
Традиционные способы очистки систем теплоснабжения обладают рядом недостатков, в связи с этим возникает необходимость разработки и внедрения новых способов очистки. В статье рассматривается инновационный способ промывки систем отопления, разработанный компанией «Савант Рисерч энд Девелопмент». Основа технологии - механохимическое разрушение отложений, эффект Ребиндера. Суть метода заключается в том, что реагент «Савант Хитамид» не вступает в химическую реакцию с отложениями, а проникает в их структуру, ослабляет механические связи между молекулами и разрыхляет их. Основу реагента составляют две кислоты - соляная и лимонная. Уникальный реагент и технология запатентованы компанией «Савант Рисерч энд Девелопмент». Инновационный метод снижает время проведения работ, увеличивает эффективность промывки, дезинфицирует систему, создает защитную гидрофобную пленку, не разрушает систему и экологически безопасен.
Бесплатно
Долговечность оцинкованных стальных конструкций в жилых зданиях
Статья научная
В статье представлено краткое изложение отчета по результатам испытаний, проводившихся в течение 10 лет Научно-исследовательским центром Национальной Ассоциации Жилищно-строительных фирм (NAHB) и профинансированных Международной цинковой ассоциацией (IZA).Был проведен ряд испытаний стальных конструкций на коррозийную стойкость в жилых домахМайми, Леонардтауна, Лонг-Бич Айленда и Гамильтона.Установлено, что срок службы стальных образцов с покрытием из цинка и цинковых сплавов, исследованных в этом проекте, превышает срок службы современных зданий.
Бесплатно
Древесный (арболитовый) бетон для несущих пролетных строений
Статья научная
Объект исследования – арболитбетон для несущих пролетных строений. Целью данной работы является анализ эмпирических структурных, механических и деформационных свойств конструктивных образцов из арболита и армированных балок в сравнении с результатами расчета расчетной модели. Метод. В исследовании использовались экспериментальные и вычислительные методы. По стандартным методикам были проверены следующие необходимые параметры для модели расчета эксплуатационной нагрузки: прочность на сжатие и растяжение, модуль упругости при сжатии и растяжении (МОЭ) арболита плотностью D600-D1300, класса В1,5-В5. Испытанием на четырехточечный изгиб проверялись следующие существенные в расчете механические и деформационные свойства арболитовых модельных балок: напряжение арматуры, изгибающий момент балки и прогиб под действием изгибающей нагрузки. Полученные результаты. Экспериментальные данные продемонстрировали изменение растягивающих напряжений в арматуре балок при изгибающей нагрузке в зависимости от МЭ арболита. Определена модель этой зависимости. Применение данной модели обеспечило высокую точность расчета изгибающего момента арболитовых балок.
Бесплатно
Зависимость несущей способности сваи от форм поперечного сечения
Статья научная
В статье опубликовано исследование влияния формы поперечного сечения на величину несущей способности сваи. Особое внимание уделено забивным сваям, ввиду их массового применения в строительстве. Для исследования взяты пять форм поперечного сечения: круглое, квадратное, крестообразное, тавровое, двутавровое. В качестве грунта рассматривается мелкозернистый песчаный грунт. Произведен расчет несущей способности свай с данными формами поперечного сечения. В результате исследования, выяснилось, что больший вклад в несущую способность сваи вносит составляющая, зависящая от наружного периметра поперечного сечения сваи.
Бесплатно
Зависимость частоты собственных колебаний консольной фермы от количества панелей
Статья научная
Объект исследования. Объектом исследования является пространственно-консольная статически определимая ферма, состоящая из трех плоских ферм с поперечной решетчатой системой, соединенных по длинным сторонам. Опоры стропильной конструкции, представленные реечным, сферическим и цилиндрическим соединением, являются жесткими. Стержни предполагаются упругими. Петли, соединяющие стержни, идеальны. В аналитическом виде находится зависимость первой собственной частоты колебаний фермы от количества панелей, размеров, веса, конструкции и свойств материала. Метод. Жесткость ферменной конструкции с массами, сосредоточенными в узлах, рассчитывается по формуле Максвелла-Мора. С помощью метода Данкерли, дающего нижнюю оценку собственной частоты, решается задача получения аналитической зависимости наименьшей частоты колебаний консольной фермы от ряда параметров. Общие члены последовательности коэффициентов определяются путем решения линейных однородных рекуррентных уравнений. Для расчета усилий в стержнях и анализа полученных результатов использовался индукционный метод. Все преобразования, решения систем уравнений равновесия узлов производятся с использованием системы символьной математики Maple. Полученные результаты. Анализ полученных результатов и их сравнение показывает высокую точность формулы, полученной по методу Дункерли, который дает более низкую оценку собственной частоты. Получена аналитическая зависимость точности нижней оценки частоты собственных колебаний консольной фермы от количества панелей.
Бесплатно
Загрязнение питьевой воды как следствие отсутствия контроля над полигонами для захоронения отходов
Статья научная
В статье рассмотрена мировая проблема загрязнения питьевых вод, возникшая вследствие неконтролируемого загрязнения и увеличения полигонов для захоронения отходов. Популяция мирового населения возрастает и появляется все больше отходов, которые необходимо утилизировать. Многие полигоны для захоронения отходов не оснащены должным образом с инженерной точки зрения, не учитывается степень загрязнения грунтовых вод. А загрязненные воды пагубно влияют на здоровье человека. Результатом исследования стало представление трех подходов по предотвращению грунтовых загрязнений и поддержанию дальнейшего направления устойчивого развития.
Бесплатно
Защита жителей домов от влияния радона при эксплуатации здания
Краткое сообщение
Статья посвящена радионуклидам (таким, как радон). В статье рассматриваются причины возникновения радионуклидов и их главные источники. Известно, что основными источниками радионуклидов являются природные (70-80%), но без техногенных факторов радионуклиды не были бы столь опасны, поэтому рассматриваются причины повышения концентрации радионуклидов в окружающей среде, способы их проникновения в здания и сооружения, и выявляются наиболее опасные. Также рассматривается влияние строительных материалов на концентрацию радионуклидов, и выбор наиболее безвредных. На основе всего вышеперечисленного предлагаются защитные меры, которые должны уменьшить концентрацию радионуклидов в помещениях, причем различные меры должны приниматься и на стадии строительства и на стадии эксплуатации.
Бесплатно
Статья научная
Требования потребителей к условиям жилья с каждым годом возрастают, из-за чего возникает потребность в обеспечении хорошей звукоизоляции помещений. В настоящее время данную проблему решают применением виброшумоизоляционных материалов в составе многослойных напольных покрытий, которые снижают уровень ударного шума и обеспечивают необходимый акустический комфорт зданий современного города. В статье представлены результаты лабораторных исследований по определению динамических характеристик вспененного пенопропилена Пенотерм PenoProf НПП ЛЭ толщиной 10, 6 и 5 мм компании «Пенотерм-Урал». На основе данных, полученных опытным путем, были вычислены индексы улучшения уровня ударного шума. По итогам испытаний было выявлено, что физико-механические характеристики у образца толщиной 10 мм лучше, чем у образцов толщиной 5 и 6 мм. Также был проведен сравнительный анализ полученного путём расчета индекса улучшения уровня ударного шума с показателями звукоизолирующих материалов других фирм и обнаружено, что показатели различных материалов находятся примерно в одном диапазоне, но в разной степени изменяются со временем.
Бесплатно
Зимнее бетонирование плит перекрытий
Статья научная
Работа посвящена анализу современных методов и технологий бетонирования монолитных конструкций в зимних условиях и исследованию процесса набора прочности бетона на примере плиты перекрытия. Ввиду климатических условий на территории России проблема создания оптимальных температурных условий для набора прочности бетона в зимний период строительства особенно актуальна. В статье рассматриваются нестационарные температурные поля в блоке бетонирования при различных температурах окружающего воздуха, толщинах слоя теплоизоляции на верхней поверхности блока и режимах электрообогрева на нижней поверхности в зимний период. Авторами установлено, что при невыполнении специальных технологических мероприятий по регулированию температуры бетонного массива невозможно обеспечить режим выдерживания уложенной в конструкцию бетонной смеси, позволяющий ей набрать критическую прочность. При этом моделирование набора прочности бетона в программе позволяет получить наиболее полную картину температурных полей, производить быстрый подбор оптимальных параметров бетонирования.
Бесплатно
Идентификация повреждений методом подвижного фрактала при автоматизированном мониторинге
Статья научная
Автоматизированная система мониторинга технического состояния здания или сооружения предназначена для выдачи актуальной информацией о степени износа строительных конструкций, а также о появлении в них дефектов. Распознавание дефектов достигается обработкой многосенсорной матричной информации на выходе системы мониторинга, состоящей из большого числа датчиков, непрерывно измеряющих параметры сооружения: углы наклонов, ускорения, деформации несущих конструкций. В статье предложен метод распознавания дефектов, основанный на анализе периодически поступающих в компьютер данных, представленных в матричном виде. Каждая строка матрицы представляет из себя последовательность величин, считываемых с каждого датчика. Количество строк равно числу опрашиваемых датчиков. Для обработки этих данных из большой прямоугольной матрицы выделяют квадратную матрицу, из которой в процессе обработки выделяют ее характеристики: главные значения, главные вектора, коэффициенты корреляции и пр. Движушаяся квадратная матрица названа нами движущимся фракталом. В процессе моделирования системы определяются зависимости параметров матрицы от дефектов в конструкции. Практическое применение предлагаемого метода проиллюстрировано на компьютерной модели реального высотного здания. Выполненные исследования показывают, что метод подвижного фрактала позволяет идентифицировать появление дефектов в несущих конструкциях.
Бесплатно
Изгиб-кручение П-образных тонкостенных рам
Статья научная
Цель работы – апробация метода расчета, основанного на применении «коэффициента вращения» в матрице вращения конечных элементов с «седьмой» (деформационной) степенью свободы и используемого при проектировании тонкостенных стержневых систем. в рамках полупрозрачной теории В.И. Сливкер. для анализа напряженно-деформированного состояния легкосплавных стальных конструкций (ЛСТК). Объектом исследования являются тонкостенные плоские стержневые системы (рамы). Предметом исследования является напряженно-деформированное состояние тонкостенных плоских стержневых систем под действием поперечной изгибающей нагрузки с эксцентриситетом на примере П-образной рамы. Метод. Основным методом исследования в статье является метод конечных элементов. Программа ABAQUS используется для проектирования и расчета объемных конечно-элементных моделей различных соединений и конструкций из тонкостенных профилей. Полученные результаты. Предложенный метод корректен для участков пролетов, удаленных от двух стыков с конечной деформационной жесткостью. Ошибка напряжения для наиболее опасной точки наиболее опасного участка составила 4,3 %. Значения напряжений в опасном сечении, полученные предлагаемым способом, отличаются в большую сторону от «истинных» значений, что дает небольшой запас прочности. При удалении от опасного участка (в середине ригеля) в обе стороны на треть пролета погрешность постепенно снижается до 2,9 %; в зоне стыков ошибка составила 9,2 %, причем напряжения были ниже «истинных». Распределение бимомента вдоль оси колонны и его значения, рассчитанные обратным способом и на основе твердотельной конечно-элементной модели, также значительно ближе к «истинным», чем рассчитанные без учета «вращательного коэффициент".
Бесплатно
Изгибаемые элементы из высокопрочного бетона
Статья научная
Объектом исследования данной статьи являются железобетонные изгибаемые элементы (балки) с применением бетона повышенной прочности. В первой части работы было рассмотрено влияние повышения класса бетона на несущую способность балок в зависимости от коэффициента армирования. По результатам расчёта было установлено, что при одинаковых размерах поперечного сечения и одиночном армировании только растянутой зоны, наиболее целесообразным является использование высокопрочного бетона в балках с высоким значением коэффициента армирования. При низких процентах армирования прирост несущей способности с изменением класса бетона незначителен. Во второй части работы выполнен расчёт стоимости материалов 1 п.м. конструкции балок и очерчена область использования бетона повышенной прочности применительно к рассматриваемому случаю.
Бесплатно
Изменения режима максимального стока в Арктике
Статья научная
Для российской арктической территории ожидаемые изменения многолетней статистики максимального потока оцениваются на период 2010-39 гг. Получены результаты для климатических сценариев SRES: A2, SRES: A1B и SRES: B1 для четырех прогнозов из моделей глобальной тиражирования. Метод долгосрочной оценки многолетней статистики максимального потока основан на стохастической модели потока весеннего паводка с региональной адаптацией. Ожидается, что для большей части Арктики ожидается значительное изменение многолетнего максимального потока. Очерчены регионы с ожидаемыми значительными изменениями среднегодовых средних значений и коэффициентов вариации. В такой зоне рекомендуется корректировать значения максимального «верхнего хвоста» максимального разряда. Примеры максимальных сбросов 1% вероятности превышения показаны для двух водосборов.
Бесплатно
Изогеометрический метод расчета как альтернатива стандартному методу конечных элементов
Статья научная
В статье рассмотрена модификация метода конечных элементов, так называемый изо-геометрический метод, использующая в качестве базисных функций рациональные B-сплайны (NURBS). Новый подход должен предотвратить аппроксимацию геометрии рассчитываемого тела и обеспечить гладкость базисных функций на границе конечных элементов. В статье выполнен краткий обзор рациональных B-сплайнов, описаны их основные свойства, выполнен обзор существующих на сегодняшний день программных продуктов, в которых описанный метод реализован в той или иной степени. В тексте приведены примеры расчета простых твердых тел в программе FEAP (Finite Element Analysis Program) для сопоставления результатов, полученных стандартным и модифицированным методами. В изо-геометрическом методе расчета геометрия тела остается точной независимо от размера расчетной сетки, что повышает точность решения контактных задач и анализа композитных тел. Знакопостоянность рациональных B-сплайнов повышает качество получаемых полей искомых переменных. Геометрия для расчета может быть получена напрямую из графических редакторов CAD без изменения, что является необходимым шагом по направлению к внедрению технологий BIM в проектировании. Преимущества описанного метода делают его выгодной альтернативой при расчете тел с криволинейными очертаниями.
Бесплатно
