Введение. Статья посвящена оптимизации конструкции карнизного узла рамы, выполненной из круглых труб. Рассмотрена стальная решетчатая рама пролетом 66 м. Ригель рамы в виде фермы передает усилия через жесткий карнизный узел на стойку рамы. В подобных конструкциях максимальные изгибающие моменты воспринимает карнизный узел, регулирование геометрии которого является одной из задач оптимального проектирования. Целью данной работы является создание наиболее рационального конструктивного решения данного узла.

Материалы и методы. В решетчатых рамах с внутренней стороны сходятся, в зависимости от выбранной конструкции, 5–7 элементов, которые испытывают напряжение сжатия. Классические варианты выполнения данного узла приводят к необходимости применения более толстостенных труб, что является причиной перерасхода материала. В ходе исследования были выполнены моделирование и расчет карнизного узла в различных вариантах исполнения. В ходе анализа результатов расчета были определены недостатки рассмотренного карнизного узла рамы.

Результаты исследования. В результате оптимизации конструкции узла был предложен новый вариант, в котором соединение нижнего пояса выполнено при помощи прорезной фасонки. Данное решение позволяет наиболее полно использовать несущую способность сечения нижнего пояса.

Обсуждение и заключение. В результате оптимизации предлагаемая конструкция карнизного узла позволяет снизить металлоемкость при сохранении относительной простоты изготовления. При этом за счет снижения локальных напряжений удается добиться большей прочности и надежности карнизного узла.

Введение. Энергопотребление и повышение энергоэффективности зданий является наиболее актуальной задачей современного строительства. Исследования в данном направлении ведутся по широкому спектру, сопровождаясь разработкой эффективных ограждающих конструкций. Одной из разновидностей таких конструкций являются легкие ограждающие каркасно-обшивные стены, позволяющие повысить тепловую защиту зданий. Несущим элементом такой ограждающей конструкции является легкий тонкостенный профиль, заполненный теплоизолирующим материалом с невысокой плотностью. В малоэтажном строительстве применение данной технологии позволяет использовать стальные профили как в несущих, так и в ограждающих конструкциях. В многоэтажных зданиях легкие стальные тонкостенные элементы (далее — ЛСТК) используются как ненесущие ограждающие конструкции — каркасно-обшивные стены. В данной работе представлена информация о новых каркасно-обшивных стеновых конструкциях (далее — КОС), выполненных на основе ЛСТК, и возможностях их применения в качестве ограждающих конструкций при строительстве многоэтажных железобетонных каркасных зданий в температурно-климатических и сейсмических условиях Узбекистана.

Материалы и методы. Исследуемыми системами являются: многослойная комбинированная конструктивная система, состоящая из каркаса (скелета), материалов для утепления/звукоизоляции; конструкции из гнутых стальных оцинкованных тонкостенных профилей; каркасно-обшивные стены, каркас которых состоит из стальных гнутых оцинкованных профилей; наружная ограждающая конструкция здания; ригель (направляющий профиль) каркаса ненесущей конструкции; горизонтальный элемент каркаса стены, соединяющий и замыкающий вертикальные стойки каркаса стены, служит для крепления элементов заполнения каркаса стены и передачи нагрузок на вертикальные стойки каркаса стены. Рассмотрены параметры наружных ненесущих стен по местоположению, составу компонентов стены, способу и порядку монтажа.

В статье рассмотрены классификация конструкций примыкания наружных ненесущих стен к элементам здания КОС. Приведена классификация по способу изготовления наружных стен.

Результаты исследования. В результате исследования выявлены основные преимущества энергосберегающих наружных каркасно-обшивных стен. Долговечность наружных КОС обеспечивается:

1. Конструктивными решениями состава стены, оптимальной схемой размещения утеплителей, пароизоляции и ветрозащиты в сечении КОС.
2. Достаточной антикоррозийной защитой гнутых стальных оцинкованных профилей, деталей и соединительных элементов.
3. Долговечностью каждого компонента стены в составе наружной КОС.

Срок эксплуатации стен здания из КОС зависит от металлокаркаса в них. Если используется термопрофили, то конструкции из ЛСТК имеют большой срок службы, а также малый удельный вес.

Обсуждение и заключение. В результате проведенной работы отмечается, что, несмотря на столь явные преимущества системы КОС, из-за недостатка исследований указанные конструкции не имеют широкого применения в многоэтажном строительстве, в том числе и в Узбекистане, так как для решения задачи применения КОС в качестве внешних ограждающих конструкций (стен) многоэтажных каркасных зданий необходимо рассмотреть и доказать целесообразность и возможность их применения в таком качестве. Для этого нужно осуществить достоверное моделирование каркасного здания с внешними стенами из КОС с учетом их совместной пространственной работы при воздействии статических и динамических нагрузок.

Введение. В связи с интенсификацией строительства в районах распространения лессовых просадочных грунтов вопросы прогнозирования развития процессов подтопления являются актуальной задачей, т.к. могут привести к аварийному замачиванию, неравномерному подъему горизонта грунтовых вод, изменению напряженно-деформированного состояния грунтов и, соответственно, к потере пригодности эксплуатации здания или сооружения. Лессовый грунт обладает ярко выраженной фильтрационной анизотропией. Просадка, фильтрация воды происходят в условиях неполного водонасыщения. Появление новых компьютерных технологий позволяет совершенствовать методы математического моделирования и разрабатывать математические модели численными методами, достоверно отражающими внутрипочвенные процессы. Настоящая статья посвящена совершенствованию математической модели задачи влагопереноса для неоднородных фильтрационно-анизотропных лессовых грунтов с учетом их структурных особенностей.  

Материалы и методы. Исследование включает:

• механико-математическое моделирование процессов фильтрации и влагопереноса в лессовых просадочных грунтах, в которых скорость фильтрации определяется согласно закону Дарси; всасывающее давление, водопроницаемость — заданные функции насыщенности;
• анализ физико-механических и структурных характеристик лессовых грунтов;
• рассмотрение постановок и решения начально-краевых задач по замачиванию лессовых толщ; – численные эксперименты по прогнозированию замачивания котлована; – сопоставление результатов с данными экспериментов.

Результаты исследования. Установлено, что существующие методики расчета не всегда достоверно отражают процесс фильтрации и влагопереноса в лессовых грунтах. Сформулировано определяющее уравнение влагопереноса. Предложена математическая модель задачи влагопереноса в неоднородных фильтрационно-анизотропных средах, учитывающая структурные характеристики лессового грунта. Решение начально-краевой задачи получено итерационными методами с линеаризацией решения на достаточно малых отрезках времени. Для практической реализации теоретического решения разработана блок-схема алгоритма программы, включающая вычисление физико-механических характеристик конечных элементов и геометрических размеров расчетной области, разбиение расчетной области на узлы и треугольные элементы, определение коэффициентов фильтрации и диффузии, формирование параметров уравнения по схеме Кранка-Николсона, решение системы уравнения методом компактного исключения и формирование вектора влажности. Разработан алгоритм решения осесимметричной задачи влагопереноса в условиях неполного водонасыщения, особенностью которого является применение устойчивой схемы прямого интегрирования уравнения влагопереноса. Сопоставлены результаты численного эксперимента и полевого испытания при замачивании круглого котлована. Результаты численных экспериментов представлены в виде кривых равных значений объемной влажности в разные периоды времени. Установлено, что результаты решения хорошо согласуются с опытными данными.

Обсуждение и заключение. Результаты теоретических исследований задачи влагопереноса в ненасыщенных лессовых грунтах обосновали постановку и конечно-элементное решение задачи влагопереноса для ненасыщенных сред без учета напряженно-деформированного состояния. На основе экспериментальных данных по замачиванию опытного котлована выполнена проверка методики расчета, показавшая совпадение результатов расчета и эксперимента по замачиванию опытного котлована. Предлагаемую методику расчета рекомендуется использовать при расчете по второй группе предельных состояний — по деформациям.

Введение. Буровые сваи — наиболее адаптированный к особенностям многоэтажного строительства тип свай. В статье рассмотрены существующие способы устройства уширений таких свай как основного инструмента минимизации их диаметра, длины и количества, а значит упрощения и снижения издержек проектирования и последующего возведения фундаментов. Установлено, что при известном многообразии этих способов информация о них разрозненна, запутанна, а порой и противоречива, что затрудняет выбор оптимальных проектных решений. Для его облегчения предложена прикладная классификация рассматриваемых способов, и поставлена цель уточнения областей их рационального применения.

Материалы и методы. В исследовании использованы данные сборников производственных и сметных норм, справочной, нормативной и типовой проектной документации, а также отечественный опыт и предложения специализированных подрядных организаций. В ходе анализа этих материалов произведена систематизация сведений о преимуществах, недостатках и параметрах областей применения существующих способов устройства уширений буровых свай по критериям внутренних и внешних факторов выбора соответствующих решений в конкурентных условиях многоэтажного строительства. Конкурентоспособность трех наиболее перспективных из таких способов исследована методом комплексной (многокритериальной) оценки.

Результаты исследования. Установлено, что в рассмотренных обобщенных условиях самым конкурентоспособным среди отобранных способов является, как правило, разрядно-импульсная обработка ствола и (или) пяты свай. При этом соответствующие результаты представлены графически в виде столбчатых диаграмм удельных трудозатрат и стоимости устройства уширений исследованными способами и радиальных диаграмм совокупного влияния этих критериев, наряду с прочими учтенными, на решение поставленной оптимизационной задачи.

Обсуждение и заключение. Развиты соображения об эффективности применения полученных результатов в современном проектировании, а также показано, как и при каких обстоятельствах они могли бы меняться с учетом конкретизации проектных данных и местных условий строительства, что в целом позволило уточнить области рационального применения рассмотренных способов и дать рекомендации по обновлению соответствующей нормативной базы.

Введение. Строительная отрасль относится к той области материального производства, которая занимается исследованиями, проектированием, строительством и обслуживанием зданий и сооружений. Строительную отрасль можно разделить на четыре основных сектора: жилищное, инфраструктурное, промышленное строительство и профессиональный инжиниринг. Целью настоящего исследования является определение проблемных сторон и аспектов строительной отрасли Китая.

Материалы и методы. Инструментом для решения поставленной задачи является сравнительный анализ характеристик строительной отрасли и ее исторического развития, а также анализ существующих проблем и тенденций развития. 

Результаты исследования. В результате проведенных исследований определены характерные особенности строительной отрасли Китая и обозначены ключевые проблемы. В статье определены наиболее перспективные тенденции развития строительной отрасли.

Обсуждение и заключение. Для преодоления сложившихся проблем в строительной сфере Китая определены основные мероприятия, стимулирующие развитие отрасли путем инвестирования средств в технологические исследования и разработки, с учетом зарубежного опыта для взаимной выгоды и общего развития.

Введение. Толстостенные цилиндрические оболочки широко используются в гидротехнических сооружениях, защитных конструкциях реакторов АЭС, пусковых установках ракетных комплексов. В массивных монолитных конструкциях вследствие внутреннего тепловыделения бетона высок риск раннего трещинообразования. Для разработки мероприятий по его предотвращению могут быть применены методы компьютерного моделирования. Ранее моделирование температурных напряжений в процессе возведения выполнялось для массивных фундаментных плит и стен, однако толстостенные цилиндрические оболочки не рассматривались. Целью работы выступает разработка методики расчета температурных напряжений при возведении монолитных толстостенных цилиндрических оболочек.

Материалы и методы. Расчет напряжений выполняется в одномерной осесимметричной постановке. Учитывается зависимость механических характеристик бетона от степени его зрелости. Задача расчета напряженно-деформированного состояния (далее — НДС) сводится к дифференциальному уравнению второго порядка относительно радиального напряжения, которое решается численно методом конечных разностей. Расчету НДС предшествует расчет температурного поля, которое считается не зависящим от напряженного состояния. Численное решение реализовано авторами в среде MATLAB. 

Результаты исследования. Первым этапом для апробации разработанной методики выполнено сравнение с расчетом в программном комплексе ANSYS при постоянном во времени модуле упругости бетона, которое подтвердило ее достоверность. Также приведены результаты расчета с учетом зависимости модуля упругости бетона от степени его зрелости. При этом, по сравнению с расчетом при постоянных во времени механических характеристиках бетона, картина напряженно-деформированного состояния кардинально меняется.

Обсуждение и заключение. Расчет с постоянным во времени модулем упругости бетона в стандартных программных комплексах по сравнению с авторской методикой приводит к завышенным значениям окружных напряжений, а также не позволяет вычислить остаточные напряжения. В случае постоянного во времени модуля упругости бетона температурные напряжения являются полностью обратимыми.