ivdon3@bk.ru
В данном исследовании будет изучено историческое становление архитектуры мест заключения. Автор уделяет место объемно-планировочной трансформации тюрем, рассматривает историю их появления поэтапно и выявляет связь этих изменений с изменениями в государстве и обществе в целом. Исследование касается вопросов ограничения свободы изнутри и снаружи пенитенциарных учреждений, частично затрагивает связь фортификационных и пенитенциарных учреждений в смысле преемственности используемых градостроительных, архитектурных и ландшафтно-планировочных приемов защиты. Также в исследовании представлены примеры современных планировок; в качестве материала для анализа в сводной таблице даны типы планировочных решений и используемые в них архитектурные средства и приемы создания безопасной и комфортной среды. Кроме того, в качестве результатов исследования указаны основные вопросы и направления дальнейшего развития архитектуры пенитенциарных учреждений, также автором предлагаются модели оптимальной архитектурно-планировочной организации с точки зрения обеспечения безопасности, наблюдения и контроля доступа.
Ключевые слова: безопасность, тюрьмы, пенитенциарная архитектура, архитектура, следственные изоляторы, проектирование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.11 - Теория и история архитектуры, реставрация и реконструкция историко-архитектурного наследия (архитектура)
В строительной сфере реформирование проектно-изыскательских работ позволяет взглянуть по-новому на состояние по проведению инженерно-геологических исследований. Применение программных комплексов предоставляет возможность автоматизации данного процесса при строительстве, реконструкции зданий и сооружений во избежание образования оползневых процессов и снижении техногенных рисков. Для определения устойчивости склона или грунтового сооружения используют методы предельного равновесия. Поэтому в статье целью исследования являлось проведение инженерно-геологических изыскания с применением различных методов и последующим расчетом устойчивости оползневых склонов. Методом оптимизации для расчетных склонов были выбраны поверхности скольжения с наименьшими коэффициентами запаса устойчивости.
Ключевые слова: интегрирование, реформирование, метод, сооружение, грунт, оползневый склон, техногенный риск, изыскания, автоматизация
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Обсуждается применение углепластиковых композитных материалов для усиления образцов, выполненных из отрезков труб, при растяжении под действием внутреннего давления. Описаны экспериментальные исследования стальных труб под действием внутреннего давления как без усиления, так и различным количеством слоев усиления углеродной лентой. Основной интерес представляет совместная работа стенки трубы и элементов внешнего армирования. Отмечено значительное влияние внешнего армирования на жесткость и деформативность образцов.
Ключевые слова: высокопрочное волокно, углеволокно, углеродная лента, адгезионный слой, труба, система внешнего армирования, полимерные композитные материалы, прочность при растяжении
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Косвенное армирование позволяет существенно повысить прочностные и деформационные характеристики бетона. Для сжатой зоны железобетонных балок одним из наиболее эффективных вариантов косвенного армирования является установка поперечных сварных сеток. При этом действующие нормативные документы до сих пор имеют ряд пробелов в методике расчета таких конструкций. В статье приведены экспериментальные данные и результаты расчета для трех серий железобетонных балок с косвенным армированием сжатой зоны. На основании результатов расчета показаны недостатки нормативной методики при выполнении расчетов в рамках теории предельных состояний и назначении расчетных значений прочности бетона с косвенным армированием. Сделаны выводы о необходимой последовательности вычисления расчетных прочностных и деформационных характеристик бетона с косвенным армированием.
Ключевые слова: косвенное армирование, балка, сварные сетки, объемное напряженное состояние, нелинейная деформационная модель, диаграмма состояния
Для разработки методики оценки прочности кольцевых фланцев проведены исследования несущей способности монтажных соединений электросварных труб разного диаметра. В расчетах использовался компонентный метод конечных элементов (КМКЭ), реализованный в программном комплексе IDEAStatiCa Connection. Для верификации полученных результатов были выполнены численные эксперименты в программном комплексе ANSYS. Анализ результатов показал, что границы применимости КМКЭ при расчетах таких узлов следует ограничить отношением диаметров к толщине стенок труб D1/t1 до 40. Для практического применения предложены формулы проверки прочности кольцевых фланцев, учитывающие ослабление пластин отверстиями под болты.
Ключевые слова: несущая способность, кольцевые фланцы, электросварные трубы, монтажные соединения, прочность, компонентный метод, численный эксперимент
В статье рассмотрены каркасно-тентовые конструкции покрытия шедового типа на прямоугольном плане, состоящие из ряда секторов, ограниченных опорными ребрами арочной формы. Секторы заполнены преднапряженной мягкой оболочкой. Выполнен статический анализ оболочки с учетом геометрической нелинейности, на действие снеговых и ветровых нагрузок, при вариации основных размеров оболочки и величины её предварительного напряжения. Количественная оценка деформаций оболочки осуществлена при помощи т.н. показателя деформативности, являющегося обратной величиной относительному прогибу. Предложена функциональная зависимость для аппроксимации показателя деформативности мягкой оболочки, которая может быть использована в инженерных расчетах на стадии разработки проектных решений тентовых конструкций. Коэффициенты функциональной зависимости найдены методом наименьших квадратов. Предложены рекомендации по назначению основных параметров тентовых конструкций шедового типа.
Ключевые слова: тентовая конструкция, конструкция покрытия, мягкая оболочка, шедовое покрытие, геометрические параметры, преднапряжение, деформативность, аппроксимация
В данной работе представлены методы и выводы, полученные в результате моделирования композитной стеновой панели с деревянным каркасом и заполнителем из полистиролбетона в программе Лира-САПР, применяемой в строительстве малоэтажных зданий для жилых и коммерческих целей. Выводы были сопоставлены с результатами испытаний панели в научно-исследовательской лаборатории Тихоокеанского государственного университета.
Ключевые слова: линейный расчет, панельное строительство, малоэтажное строительство, ЛИРА-САПР, моделирование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
Реализуемый в поддержку федеральной программы капремонта школ общественно-просветительский проект «Школа мечты» привлекает студентов архитектурных и дизайнерских школ регионов, что позволит им в процессе обучения параллельно получить прикладные компетенции. В ходе разработки дизайн-проекта выявлена необходимость проведения специалистами предварительного проектного анализа, так как одна из пяти школ не соответствовала нормам по своим объемно-планировочным параметрам. Предложено провести реконструкцию данного образовательного учреждения. Помещения столовой и актового зала переносятся в блок-пристройку.
Ключевые слова: дизайн-проект школы, капремонт школы, рекреация школы, общественно-просветительский проект «Школа мечты», реконструкция школы
Индентирование является универсальным и практичным методом получения характеристик материалов, особенно когда нельзя или трудно подвергнуть материал другим измерительным методам. При помощи установки ударного нагружения были получены экспериментальные данные о механических свойствах различных видов материалов. Для верификации результатов эксперимента использована математическая модель, основанная на методе конечных элементов. В статье рассматривается решение задачи классификации нейронной металлов, отличающихся механическими свойствами. В рамках работы создана искусственная нейронная сеть, позволяющая провести распределение материалов по выделенным группам. Определено, что значимым преимуществом использования нейронных сетей является способность обрабатывать экспериментальные данные и выявлять сложные нелинейные зависимости, что делает их востребованными в задачах, связанных с исследованием свойств материалов.
Ключевые слова: ударное индентирование, нейронная сеть, задача классификации, искусственный интеллект, динамическое индентирование, неразрушающий контроль.
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В статье впервые получены параметрические уравнения прямых коноидальных поверхностей с ортогональной системой координат с разными направляющими кривыми. Представлены параметрические уравнения для коноидов с направляющими кривыми синус, косинус и парабола. В системе MathCad наглядно выполнены построения прямых коноидов с выбранными направляющими кривыми с различными начальными геометрическими параметрами и представлены в статье для возможности расширения их использования в архитектурном проектировании, строительстве и других отраслях промышленности.
Ключевые слова: коноид, ортогональная система координат, синус, косинус, парабола, параметрическое уравнение, система MathCad
В статье рассматриваются конструктивные особенности деревянных зданий, построенных из деревянных перекрестно клееных панелей (ДПК). ДПК — новый материал, широко применяемый в деревянном домостроении. Панели используются для возведения многоэтажных зданий и заменяют традиционные каркасные и брусчатые деревянные дома. В статье анализируются достоинства применения ДПК в современном строительстве, обсуждаются различные типы соединений, такие как стыковые, угловые соединения, а также их преимущества и недостатки. Особое внимание уделяется методам крепления панелей, обеспечивающим надёжность и долговечность конструкции.
Ключевые слова: деревянная конструкция, древесина, перекрестно-клееная древесина, CLT-панель, узловое соединение, система соединения
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В статье представлены расчеты энергозатрат при проведении капитального ремонта здания. На основании полученных значений сформирована структура расходов топливно-энергетических ресурсов по подгруппам ремонтно-строительных работ. Представленные результаты исследования основываются на расчете и сравнении полученных значений энергопотребления в соразмерных единицах – килограммах условного топлива. В результате исследования установлены наибольшие энергозатраты, которые приходятся на потребление жидкого топлива в сравнении с электроэнергией, что обусловлено спецификой применяемых машин и механизмов и выбранной технологией ремонтно-строительных работ.
Ключевые слова: капитальный ремонт, ремонтно-строительные работы, топливно-энергетические ресурсы, жилые здания
Интеграция цифровой информационной модели объекта капитального строительства с данными на основе расширяемого языка разметки в сфере архитектуры представляет собой значительный шаг вперед в совершенствовании процессов анализа и контроля качества проектов объектов капитального строительства. В работе авторы исходят из предпосылки, что качество проекта зависит от качества данных и цифровой информационной модели. Предлагается алгоритм определения, анализа и оценки качества проекта с применением стандартных общих критериев оценки качества данных, информационных требований заказчика, правил формирования цифровой информационной модели объектов на различных стадиях жизненного цикла проекта и сложившихся практик работы с цифровыми информационными моделями. Проведён анализ характерных параметров модели, отвечающих за качество данных и проекта, в стандартных наборах проверок для верификации стандартов и исследований. Алгоритм включает перевод критериев качества данных и проекта из информационных требований заказчика в схему расширяемого языка разметки.
Ключевые слова: расширяемый язык разметки, информационное техническое задание, цифровая информационная модель, качество данных, качество проекта, алгоритм проверки модели
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Статья посвящена исследованию основных методов устройства ледовых переправ и их армирования. Рассматриваются ключевые понятия, связанные с данным видом транспорта, включая определение ледовой переправы, её роль в транспортной инфраструктуре, а также условия, необходимые для её устройства. Особое внимание уделяется подготовительным работам, проводимым летом, и основным работам, осуществляемым зимой. Подробно описываются методы армирования ледовых переправ, включая тепловое армирование, использование бревен, укрепление с помощью снега и применение геосинтетических материалов. Рассмотрены преимущества и недостатки каждого метода, а также факторы, влияющие на выбор конкретного метода армирования.
Ключевые слова: ледовая переправа, армирование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.5 - Строительные материалы и изделия
В статье содержатся методика и результаты теоретических и экспериментальных исследований НДС конического радиально-балочного купола с треугольными элементами-оболочками. Производится анализ и сравнение результатов, полученных различными методами. Треугольная мембранная панель является частью конструкции радиально-балочного купола и состоит из опорного контура и стальной мембраны в форме треугольника. Форма треугольника, образующего мембранную панель, может быть различной и зависит от количества ребер в радиально-балочном куполе. Опорный контур представляет собой сжато-изгибаемый элемент купола и выполняется, как правило, из стального прокатного профиля швеллерного сечения. Мембрана изготавливается из тонкого стального листа и крепится к верхней полке швеллера саморезами или точечной сваркой. Для оценки прочности и деформативности стального листа-мембраны, была рассмотрена его работа при действии равномерно-распределенной снеговой нагрузки, неравномерно-распределенной снеговой нагрузки и сосредоточенной монтажной нагрузки. Показывается несколько вариантов нелинейного статического расчета в различных вычислительных комплексах.
Ключевые слова: строительные конструкции, деревянные конструкции, мембранная панель, напряженно-деформированное состояние, радиально-балочный купол, купол, мембрана, проектирование, экспериментальное исследование
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Объектом исследования являются изгибаемые железобетонные элементы без поперечной арматуры, находящихся под действием поперечных сил. Расчет железобетонных балок на сдвиг представляет собой сложную задачу, а её формулы получены экспериментальным или полуэмпирическим способами на основе различных теоретических расчетных моделей. В российских нормах расчеты железобетонных конструкций, находящихся под действием поперечных сил, выполняются исходя из длины наиболее опасной проекции наклонного сечения на продольную ось элемента, при этом в формулах отсутствуют параметры, которые учитывали бы влияние продольной арматуры на прочность наклонных сечений. Новизной настоящих исследований является то, что автор на основе теории профессора А.С. Залесова предложил новый подход определения прочности наклонных сечений на сдвиг элементов, армированных без хомутов. В новом подходе получено аналитическое выражение, учитывающее работу продольной регулярной арматуры посредством введения коэффициента продольного армирования. Приводятся примеры расчета, выполненные по предложенной методике и СП 63.13330.2018, где для сравнительного расчета приняты серии экспериментально испытанных образцов. Результаты сравнительных расчетов показали адекватность нового подхода определения прочности наклонных сечений железобетонных элементов, армированных без хомутов.
Ключевые слова: железобетонная балка, балки без хомутов, наклонная трещина, касательное напряжение, нормальное напряжение, прочность, поперечная сила
3D – печать - быстро развивающаяся область современной промышленности. В этой работе представлен обзор новых патентов США на эту тему.
Ключевые слова: 3D - печать в строительстве, медицине, промышленности, военной технике
Реализована задача разработки программного модуля, осуществляющего формирование карты оптимального раскроя металлического проката на основе результатов расчетов стержневых конструкций. Рассматриваемый алгоритм учитывает такие особенности задачи оптимизации раскроя, как учет ширины лезвия, возможность использования половины размера проката, поддержка оптимизации нескольких сечений, сварка деталей в случае превышения длины заготовки. Программный модуль разработан с использованием языков JavaScript и C#. Возможность автоматической генерации карт раскроя на основе результатов оптимизации стержневых конструкций повышает эффективность проектирования строительных конструкций.
Ключевые слова: проектирование в строительстве, стержневая конструкция, вычислительная система, web-разработка, оптимальный раскрой, металлический прокат, карта раскроя
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В настоящее время для реализации сложных расчетов широко используются численные методы. Актульной задачей является проверка правильности результатов численного расчета. Достоверность результатов можно подтвердить при определении напряженно-деформированного состояния различными методами.В данной работе представлены результаты расчета тонких изотропных кольцевых сферических оболочек постоянной толщины с углом полураствора в пределах 90-170 градусов двумя численными методами. Рассматриваются результаты решения ситемы дифференциальных уравнений общей моментной теории оболочек с применением системы компьютерной математики (Maple 2017) и метода конечных элементов (МКЭ). Приведенные примеры показывают, что результаты расчета с помощью выбранного конечного элемента КЭ-44 совпадают с точностью до 10-15% для оболочек с углом полураствора до 120 градусов. При увеличении угла до 170 градусов разница значений функций становится значительной. Приведены примеры расчета кольцевых сферических оболочек под действием одной и трех колцевых нагрузок.
Ключевые слова: упругая, сферическая оболочка, численный метод, система компьютерной математики, метод конечных элементов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Статья посвящена применению укрепленных грунтов в основании дорожных одежд автомобильных дорог, расположенных в I дорожно-климатической зоне. Рассматриваются особенности режимов работы укрепленных грунтов основания, а также определяются их физико-механические характеристики с различными сочетаниями минеральных и полимерных модификаторов. Авторы анализируют преимущества и недостатки использования укрепленных грунтов. В статье также рассматриваются вопросы проектирования и строительства дорог с использованием укрепленных грунтов.
Ключевые слова: автомобильная дорога, дорожная одежда, основание, грунты, укрепленные грунты, модификаторы
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.7 - Технология и организация строительства
В соответствии с требованиями Федерального закона №384-ФЗ должна быть обеспечена безопасность и надежность зданий и сооружений. Одним из способов подтверждения безопасности и надежности строительных конструкций является проведение натурных испытаний. Авторами данной статьи был разработан метод натурного испытания железобетонной балки пролетом 14,52м в составе монолитного железобетонного ребристого перекрытия. Был составлен порядок работы испытания балки с разработкой мероприятий по обеспечению безопасности при проведении работ, выполнена корректировка методики испытания балки методом нагружения, проведено испытание балки методом нагружения с фиксацией её прогибов с последующим анализом результатов испытания. Результаты испытаний показали, что разработанный метод может быть использован в качестве натурного испытания для подтверждения безопасности и надежности строительных конструкций, а именно - горизонтальных железобетонных конструкций.
Ключевые слова: строительные конструкции, балка, разрушение, безопасность, методика, техническое состояние, натурные испытания
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.7 - Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования
Железобетонные конструкции должны обладать достаточной надежностью на протяжении всего срока службы. В задачах, касающихся прогнозирования срока службы на основе оценки технического состояния, надежность можно рассматривать как вероятность безотказной работы конструкций, заключающаяся в способности выполнять требуемые функции в заданных условиях в течение расчетного срока эксплуатации. Одними из методов решения такого рода задач являются статистические методы.
Ключевые слова: железобетонная конструкция, изгибаемая конструкция, прогнозирование, срок службы, надежность, техническое состояние, деградационное воздействие
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В настоящей статье рассматривается новый вид конструкций в виде облегченных плит перекрытий из нержавеющей стали, приводится обзор применения в практике строительства, рассматриваются преимущества и имеющиеся недостатки. По результатам проведенной серии конструктивных расчетов нескольких условных моделей зданий с различными конструктивными системами определены параметры экономической эффективности в виде снижения общей металлоемкости. Определена область с повышенной эффективностью применения рассматриваемых плит в зданиях и обозначен вектор необходимых дальнейших исследований по теме.
Ключевые слова: B-Core плиты, многослойные плиты перекрытий, нержавеющая сталь, снижение металлоемкости, эффективная область применения, конструктивные схемы зданий
Численные методы расчета оболочек дают возможность получить широкий спектр решений при изменении различных параметров. Объектом данного исследования является математическая модель тонких, изотропных, упругих оболочек вращения постооянной толщины. Задача решается с позиции моментной теории. Для определения напряженно-деформированного состояния оболочки разрешающая система получена при преобразовании основных систем уравнений оболочек вращения моментной теории и разделения переменных. Все компоненты НДС и нагрузки раскладываются в ряды Фурье по окружной координате. Для верификации численного решения с помощью системы компьютерной математики (СКМ-Maple 17) была составлена программа на языке программирования Python. Приведены примеры численного расчета кольцевых сферических оболочек на действие кольцевых нагрузок. Представлены варианты действия одной и двух кольцевых нагрузок на оболочки с разными условиями опирания по контурам и разными углами полураствора. В табличной форме приведена разница между результатами расчета двумя методами для функций изгибающих моментов и функций перемещений. Наибольшее значение разницы составляет 0.0015%.
Ключевые слова: оболочка вращения, сферическая, изотропная, упругая, численный метод, система компьютерной математики, язык программирования Python
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
В данной статье представлены результаты численного моделирования напряженно-деформированного состояния основания под штампами со ступенчатой формой подошвы опирания. Численное моделирование осуществлялось с применением комплекса Plaxis 2D. Результаты моделирования штампов с разными углами схода ступеней при равной площади поверхности контакта с грунтом показали зависимость напряжений и перемещений от данного параметра.
Ключевые слова: эффективный фундамент, фундамент мелкого заложения, столбчатый фундамент, штамп с выпуклой поверхностью опирания, ступенчатая подошва, механика грунтов, осадка фундаментов
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения