Архив

ПРОЯВЛЕНИЕ ФРАКТАЛЬНОСТИ В АРХИТЕКТУРЕ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-4-89-95
Аннотация
В статье показано наличие пропорционального соответствия частей и целого с использованием принципов фрактальной геометрии при формировании понятия красоты природных объектов и явлений. Исследованы объекты искусственной среды на предмет формирования образов на примере математических моделей обсчёта природных объектов, которые обладают свойствами фрактала. В статье представлены виды фракталов. Приведены примеры фрактала в физике, биологии, химии. Фрактальная геометрия может и должна использоваться при моделировании структуры искусственной среды, которую создаёт человечество посредством архитектуры. Сам процесс проектирования как отдельно взятого здания, так и интегрирование его в городскую среду, которая в процессе формирования так же представляется достаточно хаотичной, подпадает под принципы фрактальной геометрии.  Моделирование этих процессов при помощи принципов фрактальной геометрии позволяет не только создать максимально комфортную искусственную городскую среду, но вести мониторинг протекания всех процессов внутри неё.
PDF

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ РЕАКЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ АЛЮМОСИЛИКАТОВ КИСЛОГО СОСТАВА С НАНОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРОЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-5-11
Аннотация
Проблемы получения высококачественных строительных композитов являются весьма актуальными и, как правило, уходят своими корнями в типоморфные особенности (геологические или техно-логические условия образования) используемых сырьевых материалов. В этой связи, в условиях широкого внедрения того или иного материала, первостепенной задачей, ориентированной на оптимизацию процесса его получения и дальнейшую эффективность его использования, является разработка и применение методов оценки качества исходного сырья. Данный подход в производстве строительных материалов позволяет экономить время и сырьевые ресурсы при определении или прогнозировании конечных эксплуатационных характеристик проектируемого материала. При этом, наиболее остро этот вопрос стоит для новых и малоизученных строительных материалов. Это связано с тем, что отсутствие возможности прогнозирования характеристик конечных композитов на стадии подготовки и оценки сырья значительно ограничивает области их практического применения.
Среди таких малоизученных систем могут быть выделены бесцементные щелочеалюмосиликатные системы – геополимеры. В качестве сырьевых материалов для синтеза геополимерных материалов потенциально может применяться широкий спектр алюмосиликатов различного происхождения, которые существенно различаются в характеристиках. В связи с этим, методы оценки качества алюмосиликатного сырья для геополимеров не являются универсальными.
В рамках данного исследования предложена методика оценки реакционной активности в условиях высокощелочного воздействия, ориентированная на алюмосиликаты кислого состава, характеризующаяся преимущественно нанокристаллической (скрытокристаллической) структурой.
В качестве индикаторов реакционной активности использованы: степень растворимости в высокощелочной среде и предел прочности при сжатии. Установлено, что предел прочности при сжатии обратно пропорциональна степени кристалличности структуры алюмосиликата.
PDF

ПРИМЕНЕНИЕ ШАГОВО-ИТЕРАЦИОННОГО МЕТОДА ПРИ РАСЧЕТЕ ИЗГИБАЕМЫХ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАПРЯЖЕННЫХ СБОРНО-МОНОЛИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С УЧЕТОМ ФИЗИЧЕСКОЙ НЕЛИНЕЙНОСТИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-12-27
Аннотация
Сборно-монолитные железобетонные конструкции с и без предварительного напряжения арматуры используются как вновь проектируемые самостоятельные, так и являются результатом проведения работ по усилению существующих конструкций наращиванием сечения. В обоих случаях поперечное сечение таких элементов рассматривается как двухслойное, а получающийся составной элемент работает под нагрузкой в условиях, распределенных между слоями внутренних усилий, механизм и фактическая величина распределения которых зависит от физико-механических характеристик, расчетной схемы и параметров контактного взаимодействия слоев. При расчете и конструировании предварительно напряженных железобетонных сборно-монолитных элементов податливость шва сдвига обычно не учитывается, что осложняет анализ действительного напряженно-деформированного состояния конструкции и содержит определенный нераскрытый потенциал ее рационального проектирования. Одним из возможных направлений в решении задачи, учитывающей сдвиг контактного шва, является использование вариационных принципов строительной механики при расчете таких конструкций, как стержней составного сечения. В рамках данной работы рассматриваются вопросы практической применимости при структурном анализе составного железобетонного сборно-монолитного стержня вариационных принципов строительной механики на основе метода В.З. Власова – И.Е. Милейковского в форме перемещений в сочетании с шагово-итерационным методом расчета. Приведены результаты численных расчетов по предложенной методике, что позволяет учитывать специфику работы связей сдвига сборного и монолитного слоя, осуществлять практический учет податливости шва, а также учитывать физическую нелинейность характеристик материалов, что позволяет осуществлять рациональное проектирование сборно-монолитных конструкций.
PDF

ОЦЕНКА СЕЙСМИЧНОСТИ СИЛ ИНЕРЦИИ ПО ФАКТИЧЕСКИМ ПОВРЕЖДЕНИЯМ МОСТОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-28-33
Аннотация
Постоянная угроза землетрясений в сейсмических опасных районах, вызывает необходимость исследования вопросов сейсмостойкости сооружений и разработки методов их проектирования с учетом сейсмического фактора. Значительную долю в общем объеме инженерных сооружений постоянных и строящихся на каналах, и на автодорогах занимают искусственные сооружения, типа акведуков, малых и средних мостов (путепроводов). В связи с этим, обеспечение сейсмостойкости указанных сооружений представляет практический интерес. Здания и сооружения, расположенные в сейсмических районах испытывают в процессе землетрясений воздействие факторов, вызывающих возникновение сейсмических усилий и изменение условий работы конструкций. В статье  представлены результаты сопоставления расчетов при динамической теории (по методу спектральных кривых)  и статической по определению коэффициента сейсмичности с фактическими данными о повреждениях сооружений при сильных землетрясениях.  Предложена формула расчета коэффициента сейсмичности.
PDF

АКТУАЛЬНОСТЬ СОЗДАНИЯ ИСКУСТВЕННЫХ ДЫХАТЕЛЬНЫХ АТМОСФЕР В УСЛОВИЯХ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-34-40
Аннотация
В настоящее время остро встала проблема качества воздуха в крупных городах с большим количеством автомобилей и промышленных предприятий. Нормативные документы на основе которых проектируют системы вентиляции регламентирует очистку наружного воздуха от пыли. Очистка от газообразных загрязнений, а так же от взвешенных аэрозолей данные документы не регламентируют. По результатам исследования качества воздуха в Москве за последние несколько лет зарегистрировано повышенное содержание загрязняющих веществ, таких как NO, СО, СО2, SO2. Вблизи оживленных магистралей в «часы пик» автомобили локально «выжигают» кислород воздуха, а выделяемые продукты горения ещё больше снижают удельную концентрацию кислорода в воздухе. Так же, большое количество загрязняющих веществ поступает от промышленных и сельскохозяйственных предприятий. Применение в системах вентиляции дополнительных фильтров очистки, таких как фотокаталитический фильтр, адсорбционный фильтр способно снизить концентрации газообразных загрязнений до приемлемого минимума, но проблему пониженного содержания кислорода они не решат. Вдыхание воздуха с превышением ПДК в течении длительного времени может привести к необратимым последствиям для здоровья. В связи с этим, становится актуальной задача создания искусственных дыхательных атмосфер. Наибольшую актуальность качество воздуха и достаточное содержание кислорода имеет для детских учреждений, а так же специальных служб, работа которых связана с повышенной концентрацией внимания. Проблема загрязнения воздуха аэрозолями и мелкодисперсной пылью стала особо актуальной в связи со значительным увеличением заболеваний дыхательного тракта и различными аллергиями.
PDF

К ВОПРОСУ ИЗУЧЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ ВЯЖУЩИХ ДЛЯ НЕАВТОКЛАВНЫХ ГАЗОБЕТОНОВ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-41-47
Аннотация
Основу современного рынка ячеистых бетонов составляет газосиликат автоклавного твердения. В тоже время неавтоклавный газобетон является во многом более технологичным материалом, допускающим варьирование своих свойств в широких пределах, имеющим потенциально более широкую область применения, менее затратным при организации производства, что имеет большое значение для малого и среднего бизнеса. Основной проблемой неавтоклавного газобетона является более высокая стоимость сырья по сравнению с газосиликатом, и на 20…30% более низкие прочностные показатели. Предлагаемым решением этой проблемы является разработка специальных композиционных вяжущих с ограниченным содержанием клинкерной части и минеральными добавками различных генетических типов, учитывающих особенности протекания двухэтапного структурообразования материала – газовой поризации и формирования микроструктуры камня. В статье рассмотрены некоторые аспекты взаимодействия в системе «минеральная добавка – гипс – побочные продукты реакции газовыделения» с точки зрения влияния на вязкость вспучивающейся массы и прочность камня в различные сроки твердения. Даны рекомендации по предпочтительным составам композиционных вяжущих и дозировкам гипса в формовочной смеси при получении материала со средней плотностью в диапазоне 500…700 кг/м3.
PDF

ЧИСЛЕННЫЙ РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ ГРУНТОВОЙ ПЛОТИНЫ ПРИ ОСНОВНЫХ НАГРУЗКАХ С УЧЕТОМ НЕОДНОРОДНОГО ОСНОВАНИЯ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-48-57
Аннотация
Проектирование, строительство и эксплуатация грунтовых гидротехнических сооружений, расположенных в сейсмических регионах требует постоянного усовершенствования расчетных методов расчета на различного рода нагрузок, как статических, так и динамических. На основе разработанной методики и комплекса прикладных программ произведен расчет грунтовой плотины (Туполангской ГЭС) на основные нагрузки (силы гравитации, гидростатика) с учетом конструктивных особенностей и реальных физико-механических характеристик грунта как самого сооружения так и его грунтового основания при высоте 165 м. Задача решена в плоской упругой постановке численным методом конечных элементов. Результатом расчета явились изолинии равных перемещений (горизонтальных и вертикальных), напряжений (нормальных, касательных, главных) по области занимаемой сооружением и его неоднородным основанием. Сделан ряд физических выводов относительно строительства ответственных сооружений на неоднородном грунтовом основании.
PDF

ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ ПОЛОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-58-64
Аннотация
В статье рассматривается актуальность применения композитных материалов при реконструкции подвергающихся большим нагрузкам бетонных и железобетонных полов промышленных зданий. Отмечается, что на современном этапе развития строительной индустрии особое внимание уделяют применению сталефибробетона, так как данный материал позволяет с минимальными материальными и трудовыми затратами провести работы по реконструкции промышленных полов. Новизной данного исследования является применение в качестве адгезива между существующим полом, который подлежит восстановлению и упрочнению, и вновь уложенным сталефибробетонным слоем полимер-битумного композитного материала с добавлением в состав цемента и графитового порошка, ранее полученного авторами экспериментальным путем. Указанный материал с обеспечением необходимой толщины является также конструктивной прослойкой для выравнивания поверхности нижнего слоя, уменьшения трения под подошвой верхнего сталефибробетонного слоя и существующего пола. В работе приводится технология производства работ при реконструкции. Состав сталефибробетонного слоя принят на основе исследований других авторов. Несмотря на то, что экспериментами доказаны монолитность и прочность реконструкции пола по разработанной технологии, в статье отмечается, что окончательные характеристики предлагаемой конструкции пола и технологии могут быть выявлены только при эксплуатации, что может стать основой дальнейших исследований по оптимизации толщины слоев предлагаемых к применению композитных материалов. Для оценки экономической эффективности применения указанных композитных материалов при реконструкции бетонных полов в ходе эксперимента выявлены некоторые показатели по трудовым и материальным затратам.
PDF

НАПРАВЛЕННОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ СВОЙСТВ АСФАЛЬТОБЕТОНОВ НАНОУГЛЕРОДНЫМИ ОБЪЕКТАМИ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-65-71
Аннотация
Направленное регулирование свойств асфальтобетона – важное условие получения долговечного материала, минимизирующее эксплуатационные издержки в процессе службы дорожного покрытия. Одним из таких перспективных направлений является модифицирование строительных композиций первичными углеродными наноразмерными объектами. В работе рассмотрен способ модифицирования минерального порошка из доломита углеродными нанотрубками, и приведены результаты испытаний асфальтобетона на его основе. Показано, что при использовании наномодифицированного дисперсного доломита в технологии приготовления асфальтобетонной смеси на поверхности зерен минерального материала образуется прочный, устойчивый к высоким температурам слой из структурированного битума. Увеличение динамической вязкости битума и комплексного модуля сдвига под воздействием УНТ способствует изменению предела текучести асфальтобетона выше уровня максимальных касательных напряжений, что приводит к незначительному накоплению остаточных пластических деформаций в плите, выполненной из такого материала, при исследовании колеестойкости. Таким образом, модифицирование битумов и асфальтобетонов наноразмерными добавками, может являться эффективным инструментом в борьбе с пластическими деформациями такими как сдвиги, наплывы и колееобразование в жарких климатических условиях, например, в условиях Иордании.
PDF

КОНЦЕНТРАЦИЯ ТЕМПЕРАТУРНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛАХ И КОНСТРУКЦИЯХ ПРИ ЛОКАЛЬНОМ НАГРЕВЕ

https://doi.org/10.34031/2618-7183-2019-2-3-72-77
Аннотация
Значительные по величине термические напряжения, возникающие в тонкостенных нагруженных растягивающими напряжениями металлических материалах и конструкциях, могут привести либо к их полному разрушению, либо к появлению в них зон нарушения сплошности. Анализируются уравнения для расчета температурных напряжений в плоских тонкостенных конструкциях при их локализованном тепловом нагреве, вызванном воздействием концентрированных потоков энергии. В качестве примера рассмотрена тонкостенная растянутая пластина, подвергающаяся сильному локальному нагреву в круговом пятне. Разработанная модель учитывает изменение упругих характеристик при сильном локальном нагреве и изменение толщины материала в пятне нагрева. В качестве примера приведена эпюра распределения тангенциальных напряжений для растянутой пластины в области кругового пятна нагрева. Таким образом, результаты исследования показывают, что происходит разрыв и концентрация напряжений по контуру пятна нагрева со стороны холодной зоны.
PDF