Русский Русский

Архив

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ (статья ретрагирована 28.10.2021 г.)

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-5-35-44
 35-44 стр.
Аннотация
Основной целью настоящей статьи является получение сварных неразъёмных соединений современных термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов, выполненных лазерной сваркой, имеющих механические характеристики (временное сопротивление на растяжение, предел текучести, относительное удлинение при разрыве) и структурно-фазовый состав, близкие к основному сплаву или равные. Впервые показано, что, управляя параметрами термической обработки образцов со сварным соединением всех исследуемых алюминиево-литиевых сплавов, возможно целенаправленно влиять на формирование заданных механических свойств сварного шва за счет изменения структурно-фазового состава сварного шва. Исследована эволюция структурно-фазового состава сварных соединений термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов с помощью современных независимых методов диагностики: впервые использование дифрактометрии синхротронного излучения в сочетании с высокоразрешающей просвечивающей, сканирующей электронной и оптической микроскопией. Установлены зависимости приращения деформации при циклическом нагружении с амплитудами, превышающими предел упругости, от температуры. Для необработанных сварных соединений установлено, что при +85 °С повышается неоднородность приращение деформации, а его скорость увеличивается в 8 раз для сплава 1461, в 5 раз – для сплава 1420 и в 1,5 раза для сплава 1441. При температуре -60 °С у сплавов 1420 и 1461 появляются стадии упрочнения, в течение которых значение деформации при заданных граничных значениях напряжения уменьшается. При +20 °С происходит равномерное приращение деформации и увеличение амплитуды деформации при увеличении амплитуды напряжения. При +85 °С, амплитуда деформации не меняется с увеличением амплитуды напряжения, ее значение составляет 0,55-0,5 от амплитуды деформации при +20 °С. На основе результатов исследований разработаны технологические приемы, позволяющие получать при лазерной сварке авиационных термически упрочняемых алюминиевых и алюминиево-литиевых сплавов системы Al-Mg-Cu. Al-Mg-Li, Al-Cu-Mg-Li, Al-Cu-Li механические характеристики и структурно-фазовые составы сварных соединений, близкие к основному сплаву.
PDF

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ МЕТОДОВ ВВЕДЕНИЯ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОЙ ДОБАВКИ В СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ НА МЕЛКИХ ПЕСКАХ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-4-32-40
, , ,
 32-40 стр.
Аннотация
Применение техногенного сырья в производстве строительных композитов является актуальным направлением в технологии производства строительных материалов в виду его экономической эф-фективности, экологического эффекта и широких возможностей их применения. В последнее время на первый план выходят вопросы экологической безопасности в производстве строительных материалов, возможности их переработки и утилизации. Все это диктуется необходимостью энерго- ресурсосбережения, массовым истощением природных запасов и прогрессирующим загрязнением окружающей среды вследствие антропогенной деятельности. Строительные композиты предоставляют широкие возможности для утилизации вторичного сырья, так как их структура позволяет использовать их не только как заполнитель, но и в отдельных случаях, как добавки для регулирования тех или иных свойств. Более изученными и широко применяемыми являются золошлаковые смеси на основе которых разрабатываются различные органоминеральные добавки. Так, на территории Чеченской Республики имеются отвалы золошлаковых смесей, которые по химическому и минералогическому составу пригодны для проектирования органоминеральных добавок и наполнителей в строительных бетонах и растворах. Строительные растворы широко применяются для внутренних и наружных отделочных работ при возведении строительных объектов в Чеченской республике, которая характеризуется высокой влажностью воздуха в зимнее время, что провоцирует деформации штукатурного слоя на фасадах. В данной статье, рассматривается разработка органоминеральной добавки на основе золошлаковой смеси для повышения качества растворных смесей, устойчивых к подобным условиям.
PDF

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛИТ НА ПРОДАВЛИВАНИЕ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ НАГРУЖЕНИИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-4-41-48
, , , ,
 41-48 стр.
Аннотация
Вопросы прочности и деформативности железобетонных перекрытий при продавливании остаются в настоящее время недостаточно изученными, несмотря на имеющиеся публикации в технической литературе. В данной статье представлены результаты проведения экспериментальных исследований на продавливание фрагментов сопряжения плоских железобетонных монолитных плит с колонной при динамическом нагружении. Целью настоящих исследований было получение экспериментальных данных о напряженно-деформированном состоянии фрагмента монолитного перекрытия при динамическом продавливании при варьировании толщины и класса бетона, выявление схем разрушения экспериментальных образцов, получение новые опытных данных. Описана установка для проведения динамических испытаний. Представлено сравнение разрушающей нагрузки для образцов, испытанных при динамическом нагружении с разрушающей нагрузкой для образцов, испытанных на статическую нагрузку. Указаны углы наклона пирамиды продавливания при статическом и динамическом нагружении.
PDF

ПОЛУЧЕНИЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО СЛОЯ ИЗ МОНОЛИТНОГО НЕАВТОКЛАВНОГО КОНСТРУКЦИОННО-ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ФИБРОПЕНОБЕТОНА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-3-5-22
,
 5-22 стр.
Аннотация
Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность получения конструкционно-теплоизоляционного пенобетона неавтоклавного твердения с улучшенными строительно-техническими характеристиками для устройства теплоизоляционного слоя в конструкции дорожной одежды за счет трехмерного дисперсного армирования полипропиленовой фиброй. На основе результатов исследований влияния технологических факторов на свойства пенобетона установлено оптимальное содержание (до 0,25% от массы цемента) и длину (12 мм) армирующих полипропиленовых волокон, что позволяет получить высокие показатели прочности дисперсно-армированного цементного камня на изгиб (увеличение на 12-20%) и на сжатие (увеличение на 6-12%) по сравнению с неармированным цементным камнем пенобетона неавтоклавного твердения. Проведен анализ процесса структурообразования дисперсноармированного пенобетона с позиций системного подхода на основе многофакторных полиномиальных моделей влияния соотношения наполнителя и вяжущего, а также количества дисперсных армирующих волокон, который определяется оптимальными условиями распределения твердой и газовой фаз, а также армирования смежных межпоровых перегородок пенобетона, связывая их в один асоциат, что обеспечивает совместную работу материала при разного рода внешних воздействиях. Разработан метод повышения долговечности дорожной одежды и устранения влияния эффекта морозного пучения на качество дорожного покрытия за счет введения в конструкцию дорожной одежды необходимой величины эффективного теплоизоляционного слоя. Проведен анализ закономерности процесса теплопередачи в массиве грунта земляного полотна и многослойной дорожной одежде. На основе проведенного анализа установлены величины необходимого сопротивления теплопередаче дорожной одежды для природно-климатических районов страны и предложена методика расчета величины теплоизоляционного (морозозащитного) слоя дорожной одежды. Разработана методика расчета величины теплоизоляционного слоя с использованием монолитного фибропенобетона и номограммы для определения необходимой величины теплоизоляционного слоя из монолитного неавтоклавного конструкционно-теплоизоляционного фибропенобетона классов D600-D1000.
PDF

ЭКСЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ЗДАНИЯ КАК КЛЮЧЕВОГО ЭЛЕМЕНТА СИСТЕМЫ ТЕПЛООБЕСПЕЧЕНИЯ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-3-23-40
 23-40 стр.
Аннотация
В работе выполнено исследование комплексного влияния погодно-климатических факторов и их изменчивости на нужды энергии и эксергии при создании теплового комфорта в доме с различными инженерно-архитектурными характеристиками. Подтверждено, что даже для домов с относительно низкими теплотехническими характеристиками, построенными в соответствии с нормативными документами, роль солнечной радиации в формировании теплового баланса, особенно в начале и в конце отопительного сезона, является важной. Исследования показали, что вследствие совместного влияния внешних метеорологических факторов, при улучшении теплотехнических характеристик домов, корреляция между потребностью энергии для создания благоприятного микроклимата и температурой наружного воздуха существенно ухудшается. Определено, что при этом значение достоверности аппроксимации снижается от 1 (при линейной зависимости) к 0,55 и ниже (при максимально возможных на сегодняшний день улучшенных теплотехнических характеристиках дома). Такое положение существенно корректирует режимы работы и характеристики СТ. В частности это обуславливает необходимость усовершенствования системы автоматического регулирования СТ. А это, в свою очередь увеличивает инвестиционную составляющую системы. Разработан метод расчета потребностей эксергии для создания теплового комфорта внутри дома путем учета с помощью теории вероятностей влияния случайного характера метеорологических факторов в пределах отопительного периода, на основе которого в условиях региона показано и расчетным путем подтверждено, что при определении сезонных потребностей эксергии на теплообеспечение дома использование стационарного подхода приводит к занижению результатов на 12...28% по сравнению с динамическим подходом.
PDF

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ РАСЧЁТА ГИБКИХ ТРУБОБЕТОННЫХ КОЛОНН С УЧЁТОМ ОБЖАТИЯ В ПЛОСКОСТЯХ СЕЧЕНИЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-3-41-53
, , ,
 41-53 стр.
Аннотация
Статья посвящена новому разработанному составному конечному элементу, позволяющему моделировать работу трубобетонных колонн с учётом обжатия бетонного ядра со стороны стальной обоймы, а также геометрической нелинейности. В основу вывода разрешающих уравнений, а также выражений для элементов матрицы жёсткости заложена гипотеза плоских сечений. Проведено комплексное тестирование конечного элемента с использованием написанного авторами программного кода на языке MATLAB и ПК ANSYS, а также анализ эффективности нового КЭ в сопоставлении с классическими способами моделирования трубобетонных колонн в современных программных комплексах. Продемонстрировано значительное снижение порядка системы уравнений МКЭ по сравнению с моделированием трубобетонных конструкций в объёмной постановке в существующих расчётных комплексах с применением SOLID-элементов для бетонного ядра, имеющих 3 степени свободы в каждом из узлов, и SHELL-элементов для стальной обоймы, имеющих 6 степеней свободы в каждом из узлов, при сопоставимой точности определения НДС. Поведение стали и бетона в представленной работе принимается линейно-упругим, однако изложенная методика расчёта может быть обобщена на случай применения моделей нелинейного деформирования мате-риалов.
PDF

МОДИФИЦИРОВАННЫЕ МОДЕЛИ КЭМ-КЛЕЙ ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ГРАНУЛИРОВАННЫХ МЕТАМАТЕРИАЛОВ В ИНЖЕНЕРНОЙ СЕЙСМОЛОГИИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-3-54-60
,
 54-60 стр.
Аннотация
Проблема защиты зданий и сооружений от вибраций естественной и искусственной природы является важной для современного строительства. Один из таких современных методов защиты – сей-смические подушки. Целью данной работы было изучение влияния добавления слоя гранулированного метаматериала под плитным фундаментом на колебания здания при воздействии сейсмических поперечных волн (S-волн). Для достижения этой цели был использован метод конечных элементов (МКЭ) в сочетании с моделями Кэм-Клей. Модель КЭ состоит из десятиэтажной верхней части сооружения, опирающейся на плитный фундамент, под которым находится слой гранулированных метаматериалов. 16 моделей были созданы с учетом изменения значений этих параметров (Толщина подушки; плотность; когезия; параметр прочности критического состояния (M); модуль Юнга -–коэффициент Пуассона). Динамический анализ, проведенный с использованием программного комплекса Abaqus/CAE, показал эффективность гранулированных метаматериалов в их способности рассеивать сейсмическую энергию и значительно снижать уровень колебаний, передаваемых от грунта к зданию.
PDF

МОДЕЛИ ДРУКЕРА-ПРАГЕРА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ГРАНУЛИРОВАННЫХ МЕТАМАТЕРИАЛОВ В ИНЖЕНЕРНОЙ СЕЙСМОЛОГИИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-2-5-11
 5-11 стр.
Аннотация
На сегодняшний день проблема разработки методов защиты зданий и сооружений от вибраций, передаваемых им от грунта под действием сейсмических воздействий, является чрезвычайно акту-альной. Один из таких современных методов – сейсмические подушки. Цель данной работы заключалась в изучении эффективности добавления подушки из гранулированных метаматериалов под фундамент здания для уменьшения влияния сейсмических поперечных волн. Метод конечных элементов (КЭ) в сочетании с моделями Друкера-Прагера был использован для исследования диссипации волновой энергии. Модель КЭ состоит из десятиэтажной верхней части сооружения, опирающейся на плитный фундамент, под которым находится слой гранулированных метаматериалов. Проанализированы значения пяти переменных, влияющих на механические свойства этих метаматериалов (плотность – когезия – угол внутреннего трения – модуль Юнга – коэффициент Пуассона) для двух разных толщин подушки. Динамический анализ, проведенный с использованием программного комплекса Abaqus/CAE, показал эффективность гранулированных метаматериалов в их способности значительно снижать величины ускорений, скоростей и перемещений в исследуемом сооружении. Проведенный анализ также показал, что среди исследуемых переменных когезия является параметром, наиболее сильно влияющим на эффективность метаматериалов в их способности рассеивать энергию сейсмических волн, в то время как для других параметров существенного влияния не наблюдалось.
PDF

ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БЕТОННОГО ЛОМА 3D-ПЕЧАТИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-2-12-18
,
 12-18 стр.
Аннотация
В статье предложен рациональный способ переработки бетонного лома 3D-печати с использованием виброоборудования, что позволяет получать многокомпонентный строительный материал при минимальном потреблении электроэнергии. В качестве критерия степени измельчения бетонного лома предложено использовать удельную поверхность тонкодисперсной части бетонного лома, которая должна соответствовать 400-500 м2/кг. Показана возможность повторного использования полученного продукта вместо традиционного мелкого заполнителя из кварцевого песка. Выявлено, что бетонный лом без добавления портландцемента твердеет, достигая к 28 сут до 48% прочности при сжатии контрольных образцов. При добавлении в продукт переработки бетонного лома 10% вяжущего ЦЕМ I 42, 5 Н прочность при сжатии мелкозернистого бетона повысилась на 106,6%, а 20% портландцемента – на 112,2%, по сравнению с прочностью контрольных образцов аналогичного состава на традиционном кварцевом песке через 28 сут твердения. Отмечено, что в первую очередь это обусловлено слабой контактной зоной кварцевого песка и цементной матрицы бетона. Применение продукта переработки бетонного лома позволяет получать строительные композиты на его основе при полном исключении природного сырья.
PDF

МИРОВОЙ ОПЫТ СТРОИТЕЛЬСТВА ГРАВИТАЦИОННЫХ ПЛОТИН ИЗ ОСОБО ТОЩЕЙ БЕТОННОЙ СМЕСИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2021-4-2-19-28
,
 19-28 стр.
Аннотация
В статье рассмотрены основные аспекты строительства плотин симметричного профиля из материала «твёрдая насыпь» или другие названия («тощий» бетон, сцементированная «песчано-гравийная смесь» CSG). Рассматриваются конструкции типовых профилей плотин уже осуществлённых проектов, и приводятся сведения, касающиеся характеристик и методов производства данного материала. Рассмотрены основные свойства этого материала и принцип его получения. Проанализированы работы в этой области инженеров из России, Японии, Ирана, Кореи, Китая, и Турции. Эти конструкции плотин характеризуются высокой надёжностью и экономичностью, но и, главное, намного большей технологичностью или высокой скоростью строительства, мало зависящей от местных природных факторов, чем традиционные плотины из укатанного бетона.
PDF