Том 18, № 5 (2022)

Применение при строительстве и реконструкции зданий и сооружений различного назначения новых строительных материалов и изделий, обеспечивающих улучшение их эксплуатационных показателей, повышение эффективности, снижение материалоемкости, стоимости и трудоемкости изготовления, является актуальной задачей. Перспективным направлением дальнейшего развития строительных композитов представляется получение и внедрение материалов каркасной структуры. Технология их изготовления включает предварительное создание оптимальных смесей заполнителей и склеивание зерен друг с другом с последующим заполнением пустот полученного каркаса высокоподвижной матрицей. Исследование посвящено экспериментальному изучению физико-технических свойств каркасных композиционных материалов. В качестве исследуемых объектов рассматривались композиты, составленные на различных связующих, в том числе на комплексных. В последнем случае каркас и пропиточная матрица изготавливались на связующих различной природы, порой несовместимых при обычном смешивании компонентов. При исследовании композитов использовался комплекс физико-механических методов. Установлено улучшение физико-механических свойств каркасных композитов при сравнении их с композитами, полученными по общепринятой технологии. Данные преимущества выявлены в первую очередь для таких свойств, как деформации, ударная прочность, ползучесть.

Цель - установление зависимости между напряженным состоянием каркаса ребристо-кольцевого купола и степенью оснащения его связями. Меридиональные ребра и кольца купольного каркаса приняты металлическими. Купольный каркас состоит из 24 ребер и насчитывает 7 колец. Исследование выполнено для ребристо-кольцевого купола сферической формы пролетом 39,3 м и высотой 11,0 м на компьютерных моделях. Разработана исходная компьютерная модель каркаса ребристо-кольцевого купола без связей из стальных двутавров. На основе исходной модели созданы модели каркаса со связями между меридиональными ребрами в четырех, восьми циклически симметричных секторах и во всех секторах. И для исходной модели, и для всех моделей каркаса купола со связями выполнены компьютерные расчеты на действие нагрузки от собственного веса несущих и ограждающих конструкций и двух вариантов снеговой нагрузки. В процессе расчетов определены деформации, внутренние усилия и напряжения в меридиональных ребрах, верхнем и промежуточных кольцах разных моделей, которые сравнивались между собой. Получены графики изменения деформаций каркаса, графики и диаграммы изменения внутренних усилий и напряжений в меридиональных ребрах, в верхнем и промежуточных кольцах купола в зависимости от степени оснащения купола связями. Дана оценка влияния связей на напряженное состояние каркаса ребристо-кольцевого купола. Отмечены особенности влияния разных схем связей на напряженное состояние купольного каркаса.

Проблема коррозионного разрушения бетонных и железобетонных конструкций производственных зданий, испытывающих влияние агрессивных сред, не теряет своей актуальности, поскольку, несмотря на обилие современных способов защиты, до сих пор радикальных методов борьбы не существует. Коррозионная деструкция строительных материалов приводит к снижению прочности и несущей способности, потере эстетических свойств бетонных и железобетонных конструкций и, следовательно, к снижению остаточного ресурса зданий и сооружений. Интенсификатором коррозионной деструкции нередко выступает биологический фактор. В связи с этим рационален поиск возможности прогнозирования долговечности бетонных и железобетонных конструкций в агрессивных жидких средах с учетом действия биофактора с позиции теории массопереноса. Приводится модель массопереноса в бетонной конструкции, подверженной воздействию агрессивной среды и биообрастанию. Предложенная физико-математическая модель учитывает свойства бетона и агрессивной среды, а также кинетику непрерывных во времени процессов роста, размножения и гибели микроорганизмов. Приводятся результаты численных экспериментов по предложенной математической модели. Применение полученных решений позволит осуществлять своевременный мониторинг биокоррозионных разрушений бетонных и железобетонных конструкций и подбирать эффективные методы защиты.

Геометры предложили для внедрения более 600 аналитических поверхностей, из них наибольшее число применяется в архитектуре и машиностроении. Несмотря на то что сейчас значительное влияние на проектирование большепролетных оболочечных структур и искривленных зданий оказывают числовая архитектура и архитектура свободных форм, исследования и применение аналитических поверхностей продолжают увеличиваться. Цель исследования - изучение положения дел в применении аналитических поверхностей в строительной и машиностроительных отраслях и выяснение классов поверхностей, нашедших применение в исследовании физических явлений или в решении чисто математических задач, но не используемых в других отраслях деятельности человека. Определяются перспективы применения в архитектуре и машиностроении аналитических поверхностей, пока малоизвестных архитекторам и инженерам. Установлено, что дизайнеры по-прежнему берут новые аналитические поверхности для реализации своих творческих замыслов из хорошо изученных классов поверхностей вращения, переноса и зонтичных, минимальных, линейчатых, волнообразных поверхностей.

Приведены результаты научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы на тему податливости винтовых муфтовых соединений арматуры класса Ав500П. Цель исследования - получение экспериментальных данных для изучения влияния винтового муфтового соединения арматуры на податливость (деформативность) соединения и учет характеристик соединения при проектировании конструкций. Проведены исследования прочности и деформативности образцов муфтовых соединений арматуры диаметром 16, 25 и 40 мм с инновационным четырехсторонним (четырехрядным) винтовым профилем класса Ав500П по методике международных и российских норм. Образцы изготавливались с различными моментами затяжек контргаек и анкерно-клеевыми составами внутри соединения. Результаты показали, что данные муфтовые соединения инновационной четырехрядной винтовой арматуры класса Ав500П удовлетворяют требованиям международных и российский норм при приложении к затягиваемым контргайкам определенного момента затяжки, зависящий от диаметра стыкуемой арматуры и применении анкерно-клеевых составов на крупных и средних диаметрах стыкуемой арматуры. Полученные в ходе эксперимента диаграммы винтовых соединений могут использоваться в практике проектирования при расчете железобетонных конструкций по деформационной модели. В совокупности это позволяет внести винтовые соединения в российскую строительную нормативную базу.