Том 15, № 3 (2019)

Цели исследования. Перспективный переход СНГ на европейские стандарты проектирования в строительной отрасли требует разработки новых и модификации известных инженерных методов расчета и проектирования строительства. Создание и развитие таких методов должно основываться на фундаментальных исследованиях, которые могут стать основой для разработки принципиально новых, инновационных технологий. Методы. В статье рассматриваются основы метода полной дискретизации и его практическое применение. Этот метод является специальной модификацией метода конечных элементов для решения задач ползучести. Практическое применение метода иллюстрируется моделированием и прикладными задачами. Результаты. В работе представлен совместный расчет системы «конструкция - фундамент - грунт» на примере резервуара модульной станции биологической очистки сточных вод, проектируемой для полей фильтрации в поселке Тасбогет Акмолинской области Республики Казахстан. Во всей расчетной области получена полная картина эволюции векторов перемещений, деформаций и напряжений во времени с учетом технологии возведения, проведено сравнение результатов расчета с учетом и без учета технологии возведения конструкций.

Целью исследования является численное определение воздействия ветровых нагрузок на свод из вальцованных профилей системы MIC-120. Методы. В статье приведены расчеты по определению величины ветровой нагрузки, действующей на свод из вальцованных профилей, и сопоставление результатов компьютерного моделирования с СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия». Исследование проводилось путем моделирования виртуальной аэродинамической трубы с помещенным в нее сводом из вальцованных металлических профилей для ветра, действующего в торец свода (вдоль образующей), перпендикулярно к своду и под углом, а также вдоль него с изменением пролета от 12 до 24 метров. Моделирование свода из вальцованных профилей и виртуальной аэродинамической трубы выполнялось в программном комплексе COSMOSFloWorks по изложенной в ранних публикациях методике [2; 11]. Теоретико-методологическую основу исследования составили уравнения Навье - Стокса и уравнения состояния компонентов текучей среды. Результаты. Рассчитано давление на свод в зависимости от траектории и скорости ветра в разных ветровых районах и направлениях действия ветрового потока, произведено сравнение давления на свод, полученное с помощью компьютерного моделирования, с давлением по СП 20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия», сопоставлены результаты по ветровому давлению для гладкого и ребристого сводов с одинаковыми параметрами, полученных компьютерным моделированием [14-17]. По итогам расчетов можно заключить, что нормативное давление по СП не меняется в зависимости от пролета, а результаты компьютерного моделирования показывают изменение давления от величины пролета.

Цели. Критерий оптимальности - признак, на основании которого производится сравнительная оценка возможных альтернатив и выбор наилучшего решения. Критерием выбора оптимальной формы оболочки вращения может быть ее стоимость, минимальный вес, отсутствие изгибающих моментов и растягивающих нормальных усилий, заданное напряженное состояние для действующей внешней нагрузки, заданная несущая способность при оптимальной пологости, максимальная внешняя нагрузка, минимальный вес при ограничениях на значения собственной частоты колебаний и максимальных перемещений, отсутствие изгибающих моментов при учете внутреннего давления, собственного веса и центробежных сил, максимум критической нагрузки и многое другое. Выбрать приемлемый критерий оптимальности оболочки вращения - цель настоящего исследования. Методы. В статье представлены основные критерии оптимальности для оболочек вращения и источники получения информации за период с 1970 по 2019 г., что поможет изучить предшествующие результаты по использованию критериев оптимальности и приступить к дальнейшим изысканиям. Однако единого подхода к определению оптимальной оболочки вращения нет и, повидимому, не будет. Для каждого конкретного случая нагружения, или распределения напряжений по толщине, или требований к отношению объема и площади поверхности рассматриваемой оболочки, к учету различного вида расходов и других требований необходимы свои критерии оптимальности. Результаты. Впервые представлены 24 критерия оптимальности, применяемые для оболочек вращения. Указаны ученые, предложившие эти критерии, и даны соответствующие ссылки на 45 источников информации, в которых описываются рассматриваемые критерии. Показано, что принципы, положенные в основу оптимального проектирования, должны быть изложены с помощью языка, понятного компьютерам. Используя материалы статьи, проектировщики могут выбрать критерии для своего собственного проекта оптимальной формы оболочки.

Цель исследования - изучение и анализ риска воздействия опасных факторов (в частности, сейсмопожароопасного) на опасные производственные и категорированные объекты промышленности. Методы. Для решения поставленной задачи применялись аналитический, математический, оперативно-тактический и механо-статистический методы, а также метод исследования деформативности сейсмозащитных диафрагм. В статье рассмотрен риск сейсмовоздействия на опасные производственные объекты промышленности совместно со вторичными пожарами. Это обстоятельство - достаточно часто совпадающий совместный вектор - предлагается использовать как механизм обеспечения безопасности промышленных объектов от сейсмопожароопасного фактора воздействия, к которому относятся и аспирационные потоки. Анализ риска учитывает алгоритм обеспечения безопасности сложных технических и социальных систем, что свидетельствует о степени универсальности данного алгоритма. Этот механизм обеспечения безопасности наиболее актуален для архитектурных генпланов зданий и сооружений, а также для оперативно-тактических действий подразделений при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций, кризисных и экстремальных явлений. Результаты. Полученные данные сопровождаются необходимыми математическими выкладками и экспериментальными оценками процесса обеспечения безопасности.

Актуальность. В процессе эксплуатации (в первую очередь при длительной эксплуатации) гидротехнических сооружений возникает необходимость усиления их железобетонных конструкций. В последние годы в промышленном и гражданском строительстве находит применение усиление железобетонных конструкций системами внешнего армирования из композитных материалов (например, углеродных). При этом в гидротехническом строительстве имеются только единичные примеры такого усиления. Цели. Представленные в статье экспериментальные исследования железобетонных конструкций гидротехнических сооружений, усиленных внешним армированием из углеродных материалов, проводились в целях обоснования применения внешнего армирования на основе углеродных материалов (лент и ламелей) для усиления железобетонных конструкций гидротехнических сооружений. Методы. Эксперименты по усилению гидротехнических сооружений внешним армированием из углеродных материалов осуществлялись с использованием специально изготовленных железобетонных моделей гидротехнических конструкций балочного типа. При этом для моделирования принимались железобетонные конструкции, имеющие характерные признаки гидротехнических сооружений, такие как невысокие классы бетона и проценты армирования (менее 1 %). Усиление железобетонных моделей выполнялось углеродными лентами и ламелями. Экспериментальные исследования проводились при действии изгибающего момента по стандартным методикам. Определялось повышение прочности железобетонных конструкций за счет их усиления углеродными лентами и ламелями. Результаты. Получены данные о прочности железобетонных конструкций гидротехнических сооружений без усиления и усиленных углеродными лентами и ламелями при действии изгибающего момента. На основе проведенного сравнения определено повышение прочности железобетонных конструкций за счет их усиления углеродными лентами и ламелями.