К. А. Хавкин, Ю. И. Калюх
Теоретические и прикладные вопросы динамической паспортизации противооползневых сооружений в сейсмоопасных регионах Украины
Государственное предприятие «Научно-исследовательский институт строительных конструкций»
Аннотация. Паспортизация зданий и сооружений является первоочередным этапом работ по обеспечению необходимого и экономически целесообразного уровня сейсмостойкости строительных объектов в условиях морального и физического износа, уточнению сейсмической опасности и дальнейшего совершенствования действующих норм по проектированию и строительству в сейсмических районах Украины. Паспортизация зданий и сооружений (ЗС) преследуют две основные цели: сравнительная оценка фактической сейсмостойкости ЗС с уточнённой сейсмичностью территории (определение дефицита сейсмостойкости ЗС); выявление наиболее сейсмоопасных объектов, требующих первоочередного усиления или перепрофилирования. В статье рассмотрены теоретико-методологические и практические вопросы динамической паспортизации противооползневых сооружений. Существующие методики паспортизации условно можно разделить на три группы: методы экспертных оценок, расчетно-аналитические методы, методы технической диагностики. В силу описанных выше преимуществ и недостатков, присущих каждому из трех подходов, методические проблемы паспортизации можно свести к двум основным проблемам. Первая проблема — это корректное определение критерия при оценке сейсмостойкости обследуемых зданий или сооружений: экспертная оценка, отражающая степень соответствия объекта конструктивным требованиям ДБН; расчетно-аналитическая оценка сейсмостойкости, соответствующая условным сейсмическим нагрузкам по ДБН, результаты технической диагностики ЗС. Вторая проблема — это определение необходимого уровня воздействия, при котором исследуется динамическая структура сооружения: микродинамический уровень при упругой стадии работы конструкций или уровень нагрузки, соответствующий работе конструкций здания за пределом упругости. Показано, как с помощью сейсмометрического оборудования можно проводить анализ свободных колебаний малой амплитуды ЗС, получить их динамические характеристики: основные периоды и формы свободных колебаний, логарифмические декременты и т. д. Единой узаконенной на уровне ДБН или стандарта общепринятой методики динамической паспортизации на сегодняшний день в Украине не существует. В силу этого, совершенствование методов обследования ЗС для оценки их фактической сейсмостойкости, в т. ч. с учетом физического износа конструкций, является актуальной задачей. В результате анализа свободных колебаний ЗС можно получить следующие динамические характеристики: основные периоды и формы свободных колебаний зданий и сооружений, логарифмические декременты колебаний и т. д. В результате динамической паспортизации противооползневых сооружений и дренажной галереи в г. Черновцы получены необходимые динамические данные. По результатам динамической паспортизации и технического обследования подготовлены соответствующие рекомендации, которые уже учтены местными органами власти г. Черновцы при проведении восстановительных работ и реконструкции дренажной галереи.
Ключевые слова: свободные колебания, паспортизация, противооползневые сооружения.
Д. В. Остапенко
Теплообмен в конвективных трубках с турбулизатором
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Котлостроение — стратегическая отрасль. Ее развитие дает возможность государству самостоятельно решать вопрос экономного использования топлива во всех отраслях промышленности. Надежность и экономичность теплогенерирующего оборудования, его эксплуатация без вреда для окружающей среды являются основными показателями эффективного энергообеспечения страны. Основной тенденцией мирового прогресса в коммунальной теплоэнергетике является снижение расходов топлива при выработке теплоты за счет повышения коэффициента полезного действия (КПД) котло-агрегатов. Одним из способов повышения КПД является установка турбулизаторов в трубки конвективного пакета. Целью работы является определение влияния турбулизатора потока на интенсивность теплообмена в конвективной части жаротрубного котлоагрегата отечественного производства. В статье приводятся экспериментальные данные работы такого котлоагрегата, а также теоретические исследования по определению характеристик, влияющих на теплообмен, в зависимости от степени перекрытия сечения канала трубок турбулизатором в виде ломаной ленты.
Ключевые слова: теплообмен, конвективная трубка, турбулизатор, степень перекрытия, температура, турбулентная вязкость, коэффициент теплоотдачи.
А. В. Кондрыкинская
Выбор путей экономии топлива и улучшение экологических показателей в системах теплоснабжения
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. В статье обосновано повышение КПД генерации тепловой энергии за счет использования водогрейных котлов с прямым контактом продуктов сгорания топлива с циркуляционной водой на массо- и теплообменной насадке. Уменьшение времени пребывания продуктов горения топлива в зоне высоких температур до 0,3 секунды и захолаживание продуктов сгорания за счет их орошения водой после насадки обеспечивает снижение генерации оксидов азота и улучшает условия отбора тепла от продуктов сгорания топлива. Конденсация паров воды на теплообменной насадке исследуемого конденсационного котла увеличивает коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания топлива более чем в 15 раз. Определены аналитические зависимости степени снижения генерации NOx от времени нахождения продуктов горения в зоне высоких температур и избытка воздуха. Выбросы NOx и окиси углерода при работе исследуемых котлов меньше по сравнению с международными нормами.
Ключевые слова: конденсационный котел, насадка, камера сгорания, эмиссия загрязнений, окись углерода, окислы азота.
А. Ф. Осипов
Исследование и параметризация условий производства работ при реконструкции зданий и сооружений
Киевский национальный университет строительства и архитектуры
Аннотация. В статье изложены основы параметризации условий производства работ при реконструкции зданий и сооружений, в качестве которых понимаются совокупность влияющих факторов, определяющих пространственно-временные параметры и ограничения фронта работ, и принятые в качестве параметров-признаков, та либо иная комбинация которых определяет ту либо иную интегральную характеристику фронта работ — категорию пространственно-временной стесненности и категорию уровня ограничений по условиям и требованиям среды. Категории задаются соответствующими признаками (параметрами) с координатами (величиной параметра). Совместная комбинация формализованных признаков, категорий пространственно-временной стесненности и категорий уровня ограничений по условиям и требованиям среды, описывает (формализует) системное свойство — уровень сложности условий производства работ. Выделяются три категории сложности условий производства работ: умеренной сложности (I категория); сложные (II категория); очень сложные (III категория).
Ключевые слова: параметризация, условия производства работ, классификации, реконструкция.
В. В. Щерба, А. А. Шишкин, А. А. Шишкина
Мелкозернистый бетон на модифицированном гипсоцементном вяжущем
Криворожский национальный университет
Аннотация. Приведены результаты исследований мелкозернистого бетона на модифицированном гипсоцементном вяжущем и заполнителе непрерывного гранулометрического состава. Доказано, что введение в состав гипсоцементного вяжущего стеклобоя и солей непредельных жирных кислот либо многоатомного спирта приводит к модификации его структуры, что проявляется в изменении структуры и минералогического состава камня вяжущего. Как модификация гипсоцементного вяжущего, так и использование заполнителя непрерывного гранулометрического состава при получении мелкозернистых бетонов на модифицированном гипсоцементном вяжущем приводит к повышению прочности и водостойкости данного бетона. Заполнитель непрерывного гранулометрического состава получен смешиванием кварцевого песка с отходами обогащения железных руд. Суммарный эффект от модификации гипсоцементного вяжущего солями непредельных жирных кислот или многоатомным спиртом и использования заполнителя непрерывного гранулометрического состава превышает эффект от каждого фактора, примененного самостоятельно.
Ключевые слова: мелкозернистый бетон, прочность, заполнитель, соль, спирт.
А. А. Шкурупий, П. Б. Митрофанов
Определение несущей способности железобетонных колонн на основе различных деформационных методик
Полтавский национальный технический университет имени Юрия Кондратюка
Аннотация. Статья посвящена анализу методик расчета несущей способности железобетонных колонн, работающих на центровое и внецентренное сжатие, на основе методик (деформационных моделей) Eurocode 2, ДБН В.2.6-98:2009 и деформационной модели (ДМ) на основе экстремального критерия прочности (ЭКП). В зависимости от характера принятого критерия прочности нормального сечения ДМ различают на ДМ с эмпирическим критерием прочности и ДМ с экстремальным (оптимизационным) критерием прочности. Наиболее распространенными являются ДМ с эмпирическим критерием прочности, которые также существенно различаются между собой, например ДМ, принятые в нормах Eurocode 2, ДБН В.2.6-98:2009 и СП 63.1330.2012 (актуализированная редакция СНиП 52-01-2003). ДМ позволяет точнее определять границу переармирования, прочность или несущую способность и параметры НДС железобетонных конструкций (ЖБК) и их элементов (ЖБЭ), а также учитывать характер полных диаграмм работы бетона и арматуры. Существующие ДМ, кроме ДМ с ЭКП, нуждаются в экспериментальном определении предельной деформации сжатого бетона для вычисления параметров НДС в предельной стадии. Приведены сравнительные расчеты несущей способности железобетонных колонн, вычисленных по методикам указанных выше норм, а также результаты определения их НДС в предельной стадии по методике на основе ЭКП. Доказано, что результаты расчетов несущей способности сжатых железобетонных колонн на основе ДМ с ЭКП более точно совпадают с экспериментальными данными в сравнении с ДМ указанных выше норм.
Ключевые слова: бетон, арматура, прочность, несущая способность, железобетонная колонна, предельная деформация, деформационная модель, экстремальный критерий, нормальное сечение.
В. А. Егорченков а, Е. В. Конопацкий а, И. В. Кощавка b
Неравномерное распределение точек сканирования при расчетах естественного освещения светопроемов различной конфигурации
a Донбасская национальная академия строительства и архитектуры,
b Донецкий национальный университет экономики и торговли им. Михаила Туган Барановского
Аннотация. В работе, на основе математического аппарата точечного исчисления Балюбы-Найдыша (БН-исчисление), представлен способ сканирования светопроёмов различной конфигурации, позволяющий управлять плотностью неравномерного распределения точек сканирования в двух направлениях по площади входных отверстий светопроемов в соответствии с необходимыми условиями численного эксперимента. В данной работе получены необходимые точечные уравнения для четырехугольного и параболического окна, предложен вычислительный алгоритм для определения точек сканирования оконных проемов различной конфигурации в обоих направлениях, представлена графическая реализация предложенного в работе вычислительного алгоритма в среде Mathcad. С помощью полученной аналитической модели сканирования можно оптимизировать потребление вычислительных ресурсов ПЭВМ и уменьшить время расчета параметров поля. Предлагаемый способ является универсальным, поскольку он может быть использован для формирования точечного множества не только световых, но и ветровых, тепловых, радиационных, химических и любых других потоков.
Ключевые слова: световой поток, БН-исчисление, симплекс, точки сканирования, параболический и четырехугольный светопроем, точечное уравнение.
В. И. Корсун, А. В. Недорезов, С. Ю. Макаренко
Сопоставительный анализ критериев прочности для бетонов
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
Аннотация. Представлены результаты сопоставления расчетных величин прочности бетонов при неодноосных напряженных состояниях по наиболее разработанным критериям. Приведено описание определяющих соотношений критериев прочности Г. А. Гениева, Г. А. Гениева – Н. М. Аликовой, Е. С. Лейтеса, А. В. Яшина, С. Ф. Клованича – Д. И. Безушко и K. J. Willam – E. P. Warnke. Выполнена оценка соответствия расчетных величин прочности опытным в условиях одно-, двух- и трехосных напряженных состояний. Определены критерии прочности, описывающие наиболее близко опытные данные в характерных областях напряженного состояния. Установлено, что наиболее разработанными являются условия прочности С. Ф. Клованича – Д. И. Безушко и K. J. Willam – E. P. Warnke. Критерии Е. С. Лейтеса и А. В. Яшина с достаточной точностью описывают опытные данные в условиях плоского напряженного состояния. Условия прочности Г. А. Гениева и Г. А. Гениева – Н. М. Аликовой требуют осторожного применения с учетом их отклонений от опытных данных в отдельных областях объемного напряженного состояния. Определены программы нагружений в процессе экспериментальных исследований прочности бетона с целью более точного выявления форм функций девиаторных кривых.
Ключевые слова: бетон, объемное напряженное состояние, прочность, предельная поверхность, критерии прочности, меридиональная и девиаторная кривые.
М. В. Гоголь
Расчет и проектирование рациональных комбинированных металлических конструкций
Национальный университет «Львовская политехника»
Аннотация. В статье рассмотрены вопросы расчетного обоснования выбора рациональных геометрических параметров комбинированных металлических конструкций и анализ результатов выполненных исследований. Применение таких конструкций открывает широкие возможности для создания покрытий, отличающихся легкостью, высокими технико-экономическими показателями, архитектурной выразительностью. Использование расчетного метода регулирования НДС в комбинированных металлических конструкциях обеспечивает равенство напряжений в расчетных поперечных сечениях балки жесткости. Показано, что рациональность комбинированной конструкции в целом зависит как от жесткости промежуточных опор поддерживающей системы, так и от топологии. Доказано, что маса неразрезной балки жесткости на промежуточных упругих опорах, по сравнению с балкой на двух опорах пролетом до 60 м, интенсивно уменьшается при наличии не более трех опор. Определены рациональные углы наклона подкосов, тяжей и вант комбинированных конструкций по отношению к их массе в диапазоне 30–60°. Результаты исследований внедрены в практику строительства, в результате чего был получен экономический эффект 6 118 тыс. грн.
Ключевые слова: рациональные комбинированные конструкции, равнонапряженность, промежуточные опоры, регулирование, рациональные углы.