Том 17, № 3 (2021)

Предлагается экономически эффективный способ определения неизвестных параметров зависимости долговечности конструкционных материалов от уровня действующих в них постоянных напряжений и абсолютной их температуры для различных конструкционных материалов с учетом данных, полученных академиком АН СССР С.Н. Журковым. Он не требует длительных испытаний материалов, а основан на использовании результатов кратковременных стандартных машинных разрушений двух групп стандартных образцов материала при двух существенно различных их температурах. При использовании этих параметров и интегрального критерия Бейли суммирования потерь долговечности материалов представляется возможным выполнить расчет на выносливость элементов автодорожных мостовых сооружений из любых конструкционных материалов и определить остаточный ресурс долговечности сооружения при прогнозируемом последующем режиме загружения его реальными временными вертикальными нагрузками.

В последние 20 лет плотины из укатанного бетона (УБ) продолжают строить во многих странах ввиду их технико-экономических преимуществ по сравнению с обычными плотинами из вибрированного бетона и грунтовыми плотинами. Цель исследования - разработать новые конструктивно-технологические решения в плотинах из УБ с целью снижения расхода цемента и расширения их применения на нескальных основаниях, что позволит им успешно конкурировать с грунтовыми плотинами с экранами из железобетона. Выполнены численные расчеты статического и сейсмического напряженно-деформированного состояния гравитационных плотин из особо тощего укатанного бетона, а также оценка их устойчивости, прочности и стоимости. Наиболее экономичными для скального и плотного песчано-гравелистого оснований являются грунтовая плотина с экраном из железобетона и симметричная плотина с заложением откосов 0,5-0,7 с наружными зонами из особо тощего укатанного бетона и центральной зоной из камня, упрочненного цементно-зольным раствором. Учитывая, что стоимость отводящих и водосбросных туннелей при плотине из особо тощего укатанного бетона будет меньше, а срок строительства - короче, чем при грунтовой плотине с экраном из железобетона, можно сделать вывод о технико-экономической эффективности варианта плотины из особо тощего укатанного бетона. Плотины симметричного профиля из особо тощего укатанного бетона с заложением обоих откосов 0,5-0,7 обладают более высокой сейсмостойкостью и технико-экономической эффективностью по сравнению с обычными гравитационными плотинами из УБ и другими видами плотин. Плотины данного типа высотой до 200 м можно строить на скальных основаниях, а высотой до 100 м - на плотных песчано-гравелистых основаниях.

Изучается структура здания, подвергшегося в результате землетрясений внезапному смещению этажей, образующему петли и приводящему к разрушению строения. Цель исследования - разработать тридцатиэтажное сейсмическое здание в Хартуме с использованием метода конечных элементов (МКЭ) и процедуры эквивалентной боковой силы (ELF) американского кодекса ASCE 7-16. Анализируется сейсмическое поведение железобетонной конструкции тридцатиэтажного железобетонного здания для определения смещения между этажами путем нахождения максимального смещения по программе, приводящего к разрушению здания, выбора сдвиговой стены в качестве опорной системы для сопротивления боковой нагрузке и моделирования здания, наклоненного к горизонтальной плоскости. Расчеты по смещению между этажами для определения допустимого смещения проведены в структурной программе Robot (оригинальная программа для проектирования и анализа боковых (сейсмических) нагрузок).

Подшипниковые узлы грузоподъемных машин, изделий строительной, дорожной, авиационной, космической и других отраслей техники являются очень ответственными элементами конструкций, поскольку выход из строя даже одного подшипника может стать причиной отказа всего изделия. Представлены результаты экспериментальной проверки теоретической модели работы подшипников в условиях комбинированного нагружения. Поведение под нагрузкой подшипниковых узлов в наиболее общем случае может быть представлено последовательностью из пяти расчетных схем, выраженных в виде пяти статически неопределимых балок. Целью проведения экспериментов явилась проверка данной модели в условиях реального нагружения. Эксперименты были построены на анализе геометрической формы изогнутой упругой линии, которую приобретает вал подшипникового узла под нагрузкой. Полученные результаты подтвердили справедливость модели и показали, что использовавшаяся ранее общепризнанная модель двухопорной балки не реализуется. Подтвержден вывод о том, что в ответственных грузоподъемных машинах, а также в ответственных изделиях строительной, дорожной, авиационной, космической и других отраслей техники нецелесообразно рассчитывать подшипники по традиционной методике, поскольку может быть получено ошибочное значение долговечности подшипников, завышенное от 28,37 до 26663,9 раз.

В процессе бетоносмешения обычно используется комбинация заполнителей, включающая песок, некоторое количество цемента, являющегося критерием качества бетона, и объем потребляемой воды. Изменения качества и количества этих компонентов фактически создают традиционные типы бетона. Настоящее исследование основано на изменении характера компонентов конструкции бетоносмешения. В его основе удаление воды и цемента из плана смешивания и замена их полимерными материалами, а также использование смешанных заполнителей типа LECA. Путем изучения и выбора типа зерна LECA и предварительной обработки (гидрофобность и сцепление) в постоянном соотношении полимера были отобраны образцы бетона из трехмерных категорий. После изготовления образцов на них проводились испытания на прочность при изгибе и анализировались полученные результаты. Ранее в схеме смешивания легких бетонов предлагались различные вариации соединения и процессов. Отличительная особенность данной работы заключается в использовании легкого керамзитобетона термообработанным акриловым полимером, скрепляющим компоненты, и сопутствующими связующими веществами. Особое внимание уделено выбору и нанесению нужного количества гидрофобных наночастиц для достижения гидрофобности прежде гидрофильной поверхности. Гидрофобность стала возможной благодаря неполярной природе акрилового полимера и использованию гидрофобных наноматериалов.