Перспективы применения ЛЕГО-блоков для возведения складских и емкостных сооружений агропромышленного комплекса

Введение. Основной задачей при проектировании складских и емкостных сооружений, строительные конструкции которых воспринимают горизонтальные эксплуатационные нагрузки, является не только обеспечение прочности, несущей способности и допустимых вертикальных деформаций (осадок), но и устойчивость и работоспособность при действии горизонтальных эксплуатационных нагрузок, вызванных боковым давлением от веса жидкостей или сыпучих материалов. Традиционные конструкции таких сооружений из монолитного железобетона или металла отличаются высокой материалоемкостью, трудоемкостью и продолжительностью возведения (монтажа). В статье рассмотрены перспективы строительства емкостных и складских сооружений из сборных быстровозводимых блоков различных конструкций.

Материалы и методы. Выполнен анализ применяемых конструкций и технологий возведения емкостных и складских сооружений, выявлены их основные недостатки и проблемы, возникающие на стадиях строительства и эксплуатации. Предложены новые конструкции ЛЕГО-блоков и технология монтажа быстровозводимых зданий и сооружений с использованием метода вертикального армирования кладки для восприятия горизонтальных эксплуатационных нагрузок. Выполнено математическое моделирование и расчет параметров напряженно-деформированного состояния (далее – НДС) конструкций складских сооружений из ЛЕГО-блоков, возникающего при действии постоянных и временных эксплуатационных нагрузок от веса жидкостей или сыпучих материалов.

Результаты исследования. Разработаны новые конструкции ЛЕГО-блоков, предложена технология сооружения из них быстровозводимых складских и емкостных объектов, определены рациональные параметры вертикального армирования кладки из ЛЕГО-блоков в зависимости от высоты сооружения и уровня заполнения емкостей жидкими и сыпучими материалами.

Обсуждение и заключение. Полученные результаты рекомендуется использовать при проектировании и строительстве емкостных и складских сооружений сельскохозяйственного и иного назначения. Внедрение таких конструкций предполагает увеличение темпов строительства, улучшение контроля качества возведения и научное обоснование мониторинга технического состояния в процессе эксплуатации объекта.

1. Гольденберг Л.И. Прочность и устойчивость некоторых эффективных типов тонколистовых металлических оболочек. Дис. … д-ра техн. наук. Москва; 1990. 356 с.

2. Сазанбаев С.К. Исследование динамики и напряженно-деформированного состояния, совершенствование конструкций навивных металлических силосов. Дис. … канд. техн. наук. Ташкент; 1991. 169 с.

3. Стрельцов И.В. Местная устойчивость гофрирования стенки цилиндрических зернохранилищ при сдвиговом воздействии. Дис. … канд. техн. наук. Москва; 1993. 165 с.

4. Карсункин В.В. Разработка и исследование комплексных рамно-панельных конструкций производственных зданий сельскохозяйственного назначения. Дисс. … канд. техн. наук. Ульяновск; 1998. 122 с.

5. Ращепкин С.В. Принципы конструирования и экспериментальные исследования новых металлических спиральных силосов. Дис. … канд. техн. наук. Саратов; 2003. 172 с.

6. Фейденгольд В.Б. Методы технологического проектирования и научного обеспечения эффективной эксплуатации заготовительных элеваторов. Дис. … д-ра техн. наук. Москва; 2005. 361 с.

7. Маркович А.С. Определение расчётной нагрузки сыпучего материала, действующей на стены цилиндрических силосов, в результате экспериментальных и теоретических исследований. Дис. … канд. техн. наук. Москва; 2013. 193 с.

8. Accu-Steel. URL: https://accusteel.com/ (дата обращения: 25.11.2025).

9. Вайнер И. Строительство и ремонт зернохранилищ. Комбикорма. 2015;4:35–38. URL: https://kombikorma.ru/sites/default/files/2/4_15/04_2015_35-38.pdf (дата обращения: 25.11.2025).

10. Юкиш А., Ильина О. Проблемы и пути модернизации зернохранилищ. Комбикорма. 2011;4:13–14. URL: https://kombi-korma.ru/sites/default/files/2/4_11/4-11_13-14.pdf (дата обращения: 25.11.2025).

11. Прокопов А.Ю., Виницкий А.Н. Разработка и обоснование метода выравнивания кренов стальных резервуаров гидродомкратами. В: Материалы национальной научно-практической конференции «Актуальные проблемы науки и техники. 2018». Ростов-на-Дону: ДГТУ; 2018. С. 570–572.

12. Прокопов А.Ю., Рай А.Ю., Капралова И.А. О результатах обследования и разработке программы мониторинга технического состояния резервуарного парка морского порта Тамань. В: Материалы Международной научно-практической конференции «Строительство-2013: Современные проблемы промышленного и гражданского строительства». Ростов-на-Дону: РГСУ; 2013. С. 102–104.

13. Прокопов А.Ю., Акопян В.Ф., Гаптлисламова К.Н. Изучение напряженно-деформированного состояния грунтового массива и взаимного влияния подземных конструкций существующих и вновь возводимых сооружений в береговой зоне морского порта Тамань. Инженерный вестник Дона. 2013;4(27). URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4y2013/2104 (дата обращения: 25.11.2025).

14. Прокопов А.Ю., Ткачева К.Э. Исследование напряженно-деформированного состояния фундамента вертикального резервуара с учетом динамики эксплуатационных нагрузок. Инженерный вестник Дона. 2015;3(37). URL: http://www.ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3200 (дата обращения: 25.11.2025).

15. Сазонов И.С., Арышев Д.Ю. Строительство зданий из ЛЕГО-блоков в условиях Сибири. Аллея науки. 2022;5(68):185–189. URL: https://alley-science.ru/domains_data/files/7May2022/STROITELSTVO%20ZDANIY%20IZ%20LEGO-BLOKOV%20V%20USLOVIYaH%20SIBIRI.pdf (дата обращения: 25.10.2025).

16. IS GROUP (ООО «ИС ГРУПП»). URL: https://www.isgmsk.ru/katalog/fundamentnye-bloki-fbs/ (дата обращения: 25.10.2025).

17. ООО «ЖелезобетонИнвест». URL: https://gbinvest.ru/fb8.html (дата обращения: 25.10.2025). Ferroconetoninvest LLC. (In Russ.) URL: https://gbinvest.ru/fb8.html (accessed: 25.10.2025)

18. АО «Целинскагрохимсервис». URL: https://cahs.ru/beton (дата обращения: 25.10.2025).

19. Головатенко Д.В. Прочностной анализ бункерного зернохранилища ёмкостью до 60 тонн в Компас-3D. В: Материалы пула научно-практических конференций. Керчь: КГМТУ; 2024. С. 140–145.

20. Константинов В.Н. Использование различных вариантов метода конечных элементов для статического и динамического анализа нагрузок на стены башенных зернохранилищ в процессе хранения, загрузки и разгрузки зерна (Испания). Инженерно-техническое обеспечение АПК. 2003;1:17.

21. Barhemat R., Mahjoubi S., Li V.C., Bao Yi. Lego-inspired reconfigurable modular blocks for automated construction of engineering structures. Automation in Construction. 2022;139:104323. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2022.104323

22. Bao Yi., Li V.C. Feasibility study of lego-inspired construction with bendable concrete. Automation in Construction. 2020;113:103161. https://doi.org/10.1016/j.autcon.2020.103161

23. Naumchik I.O. Application of polystyrene lego blocks in construction. В: Сборник докладов научно-технической конференции «Дни студенческой науки». Москва: НИУ МГСУ; 2018. С. 363–365.

24. Baneshi V., Dehghan S.M., Hassanli R. An experimental study on the behavior of interlocking masonry blocks manufactured using 3D printed mold. Advances in Structural Engineering. 2023;26(2):360–380. https://doi.org/10.1177/13694332221126595

25. Ali M., Gultom R.J., Chouw N. Capacity of innovative interlocking blocks under monotonic loading. Construction and Building Materials. 2012;37:812–821. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.08.002

26. Anand K.B., Ramamurthy K. Development and Performance Evaluation of Interlocking-Block Masonry. Journal of Architectural Engineering. 2000;6(2):45–51. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1076-0431(2000)6:2(45)

27. Yousaf S.M., Gul A., Shahzada Kh., Khan S.W. Evaluation of lateral strength capacity of cored interlocking block masonry piers under variable pre-compression loads. Structures. 2024;70:107640. https://doi.org/10.1016/j.istruc.2024.107640