Введение. Одним из возможных факторов, действующих на устойчивость откосов грунтовой плотины, является изменение уровней воды водохранилища или нижнего бьефа. Опасным случаем может быть быстрая сработка водохранилища, связанная, например, с аварийной ситуацией или технологической необходимостью. Приводятся примеры обрушения откосов грунтовых плотин, вызванных изменением уровня воды в водохранилище; а также результаты оценки влияния сработки водохранилища на устойчивость верхового откоса. Рассматривалась однородная ограждающая дамба из суглинка на нескальном основании высотой 29 м, заложением верхового и низового откосов 1:3,5. Исследования проводились для двух случаев сработки: медленной со скоростью снижения отметки воды по вертикали v = 0,25 м/сут, быстрой (аварийной) со скоростью v = 4,4 м/сут. Материалы и методы. Расчеты фильтрации грунтовой плотины для установившегося и неустановившегося режимов и оценка устойчивости откоса плотины проведены численным методом конечных элементов с использованием программного комплекса PLAXIS. Дается постановка исследований и теоретические основы, заложенные в расчеты фильтрации и устойчивости откосов. Результаты. Исследования показали, что при снижении уровня воды водохранилища с большой скоростью возрастает опасность нарушения устойчивости откоса. Выводы. В соответствии с практикой проектирования выполнена оценка изменения коэффициента устойчивости верхового откоса однородной грунтовой ограждающей дамбы с учетом снижения уровня воды в водохранилище и фильтрационных сил неустановившейся фильтрации. Рассмотрены варианты с разными скоростями сработки. Установлено, что при большой скорости сработки коэффициент устойчивости откоса уменьшается. Полученные результаты свидетельствуют о необходимости учета фильтрационных сил неустановившейся фильтрации в оценке устойчивости откосов при проектировании однородных плотин из малопроницаемых грунтов.
Строительство: наука и образование
2022. — Выпуск 3
Содержание:
Введение. Расчетные исследования показали, что в связи с длительной эксплуатацией гидротехнических сооружений шлюза, раскрытием горизонтальных и вертикальных строительных швов, а также коррозией арматуры у тыловой грани железобетонной стены шлюза в зонах горизонтальных строительных швов несущая способность конструкции в целом снижается. Поэтому необходимо усиление конструкции, методика которого приведена в данном исследовании. Материалы и методы. Представлен анализ научно-технической документации, выполнены инструментальные обследования состояния конструкций, разработана пространственная математическая модель на основе метода конечных элементов. Проведены многовариантные расчетные исследования фактического напряженно-деформированного состояния (НДС) конструкций. Осуществлены расчетные исследования НДС конструкций с учетом усиления преднапряженной базальтокомпозитной арматурой (АБК). Результаты. Визуальное и инструментальное обследования показали наличие трещинообразования на лицевой грани железобетонной стены камеры шлюза. Проведено моделирование фактического состояния НДС конструкций, по результатам расчетов предложена и обоснована схема усиления конструкций преднапряженной АБК. Выводы. В результате расчетных исследований НДС подтверждено возникновение трещин и раскрытие горизонтальных и вертикальных строительных швов в железобетонной конструкции стены камеры шлюза. При этом с учетом коррозии арматуры у тыловой грани железобетонной стены шлюза в зонах горизонтальных строительных швов напряжения в ней достигают расчетного сопротивления арматуры класса A-II. Для обеспечения дальнейшей безопасной эксплуатации конструкций предложена и обоснована схема усиления конструкций преднапряженной АБК.
Ключевые слова
Введение. При проектировании зданий и сооружений необходимо проводить комплекс расчетов, подтверждающих выполнение условий предельных состояний. Расчеты осуществляются на основное и особое сочетания нагрузок и воздействий. К числу особых нагрузок можно отнести температурные воздействия от взрывов и пожаров. Такого рода воздействия значительно снижают несущую способность металлических конструкций. Для защиты металлических конструкций от температурных влияний следует использовать оптимально подобранные материалы огнезащиты (лаки, краски, различные виды облицовок). Численные методы расчета производить выполнять анализ работы строительных конструкций при температурных воздействиях и помогают подбирать необходимые характеристики и толщины материалов огнезащиты. Материалы и методы. Рассмотрено влияние огнезащиты в виде облицовки из гипсокартонных листов огнестойких (ГКЛО) на примере металлической шарнирно опертой балки. Для получения предела огнестойкости балки с облицовкой применялись аналитический и численный методы расчетов. Аналитический метод основан на проведенных лабораторных исследованиях огнестойкости, в результате которых получены номограммы. Численный метод реализован в ПК Лира 10.12. Результаты. При помощи аналитического и численного методов определены пределы огнестойкости для балки с облицовкой из ГКЛО. При решении задачи численным методом получены мозаики температурного поля в элементах по толщине конструкции, а также графики изменения температуры и температурных полей во времени. Полученные результаты исследований показали хорошую сходимость. Выводы. Использование численных методов дает возможность оперативно и оптимально подбирать требуемую толщину огнезащиты для стальной конструкции. Результаты расчетов сильно зависят от заданных характеристик рассматриваемых материалов, а также среды, в которой происходит теплопередача.
Ключевые слова
Введение. Проанализированы основные актуальные государственные программы, затрагивающие вопросы жилищного строительства. Проблема сохранения, а по возможности и улучшения санитарно-гигиенических характеристик в жилищном строительстве, становится объектом научного внимания исследователей из разных сфер. Только поддержание на достаточном уровне установленных показателей и четкий контроль за их соблюдением может гарантировать комфортные и безопасные условия проживания. Материалы и методы. Для формирования полной картины эволюции санитарно-гигиенического нормирования в жилищном строительстве произведен поэтапный анализ с последующим сопоставлением основных официальных документов в этой сфере. Результаты. В ходе анализа дореволюционного законодательства и основополагающих материалов по жилищному строительству выявлено, что главной задачей нормирования было препятствование распространению городских пожаров и соблюдение прав частной собственности. На этом этапе в среде врачей-гигиенистов появились первые предложения в области нормирования освещенности, инсоляции и проветривания жилых помещений. В первые революционные годы нормирование было направлено на организацию распределения наличного жилого фонда. С разворачиванием нового строительства потребовался пересмотр норм для массового жилищного строительства. Доминирование малоэтажных типов строительства в реальной практике обусловило разработку и утверждение норм именно для этой категории, которые впоследствии были интерполированы и на городское капитальное многоквартирное строительство. Привлечение архивных материалов позволило расширить представления о разработке и принятии основных законодательных актов в рассматриваемой сфере. Выводы. Сделаны выводы о ключевой роли санитарных врачей в формировании основных санитарно-гигиенических требований в жилищном строительстве. Только установление на уровне государственных законодательных актов может обеспечить их соблюдение в реальном строительстве. На современном этапе при повышенных объемах капитального многоэтажного строительства в городах только поддержание указанных нормативов на достаточно высоком уровне может обеспечить безопасные условия проживания.
Ключевые слова
Введение. Проблемы утилизации тепла отходящего газа актуальны при производстве. Тепловые вторичные энергетические ресурсы - наиболее распространенный вид энергетических отходов. Эффективная утилизация тепловых выбросов позволит уменьшить расходы на энергоносители. Здание лепешечной, в которой применено техническое устройство водогрейного котла-утилизатора (ВКУ), - распространенный вид производственного здания в восточных странах, в котором горячее водоснабжение и отопление может осуществляться за счет использования утилизированного тепла, отходящего при работе групп печей-тандыров. Цель исследования - изучение процесса конвективного нестационарного течения потока тепла, протекающего по трубе теплообменника тандыров, и на его основе разработка несложной по устройству, малогабаритной, простой в изготовлении, экономичной и безопасной модели водонагревательного устройства для нужд народного хозяйства. Материалы и методы. В основу исследования положена комплексная методология изучения, анализа и обобщения теплофизических процессов на базе конвективного нестационарного течения потока тепла, протекающего по трубе теплообменника печей-тандыров. Результаты. Научно-технический результат, заключающийся в повышении тепловой эффективности ВКУ, сконструированного в здании лепешечной, обеспечивается за счет эффекта нагрева, аккумуляции и теплоотдачи вертикальных оребренных стальных нагревательных теплоемких труб теплообменников, помещенных в цилиндрический котел, при конвективном нагреве их отводящим газовым теплоносителем без возврата тепла в водогрейный котел. Выводы. Разработан проект здания лепешечной с научно и практически обоснованной сконструированной ВКУ группой тандыров, представляющей собой вертикальную цилиндрическую емкость, заполненную водой, внутри которой помещены отводящие вертикальные теплообменные трубы, проходя через них, тепло, выделяемое при функционировании тандыров-печей в процессе выпечки хлеба-лепешки возгоранием дров, угля, природного газа или электронагревателей, нагревает воду секций котла, которая служит для горячего водоснабжения потребителей и отопления помещений здания. Установлено, что метод оребрения труб расширяет область применения устройства, дополнительно повышая коэффициент теплоемкости и теплообмена, и производительность оборудования.
Ключевые слова
Введение. Исследование теплообмена в охлаждаемых камерах сгорания и изучение влияния на его интенсивность различных факторов является сложной и актуальной задачей. Из анализа теоретических и экспериментальных данных по теплообмену в камерах сгорания различных установок следует, что существующие методы не учитывают особенности теплообмена в топках малых геометрических размеров и не могут быть использованы для их теплового расчета. Материалы и методы. Представлены опыты и результаты их обобщения критериальным уравнением, имеющие важное значение при анализе процессов теплопереноса и тепловых расчетах охлаждаемых камер сгорания теплогенераторов малой мощности. С помощью обобщающей зависимости оценивается вклад радиационной и конвективной составляющих в сложный теплообмен для камер сгорания котлов малой мощности. Определена качественная и количественная зависимость интегрального радиационно-конвективного теплообмена от основных факторов работы топочных камер малого объема. Результаты. Получена обобщающая критериальная зависимость, которая позволяет оценить вклад радиационной и конвективной составляющих в сложный теплообмен для камер сгорания котлов малой мощности. Выводы. Приведенная обобщающая критериальная зависимость дает возможность выявить качественную и количественную зависимость интегрального радиационно-конвективного теплообмена от основных геометрических, физических и режимных факторов работы топочных камер малого объема. Оценка достоверности полученных экспериментальных данных показала, что величина предельной среднеквадратичной погрешности определения числа интегрального теплопереноса Kт составит 3,24 %. Для всех опытов отклонение расчетных данных от результатов эксперимента с вероятностью 95 % не выходит за пределы доверительного интервала ±9,52 %.
Ключевые слова
Введение. Цель исследования - установить критерий оценки эффективности работы трубопровода и обосновать точность гидравлического расчета металлических труб с внутренними отложениями. Материалы и методы. Приведены расчетные зависимости для определения значений характеристик гидравлического потенциала металлических труб с внутренними отложениями. На конкретном примере проведено сравнение значений характеристик новых труб и труб с разной толщиной слоя внутренних отложений. Показано процентное расхождение значений характеристик труб. Результаты. Рекомендовано оценивать точность гидравлического расчета сетей водоснабжения и водоотведения с внутренними отложениями по значению коэффициента эффективности эксплуатации сетей водоснабжения или водоотведения. Представлена расчетная зависимость для определения значения коэффициента эффективности эксплуатации сетей водоснабжения и водоотведения с внутренними отложениями на стенках труб. Предложено систематизировать гидравлический расчет металлических сетей водоснабжения и водоотведения с внутренними отложениями за счет учета толщины слоя внутренних отложений, характеризуемого значением коэффициента эффективности эксплуатации сети. Выводы. Систематизация гидравлического расчета металлических сетей водоснабжения и водоотведения с внутренними отложениями на стенках труб позволяет по значению коэффициента эффективности эксплуатации трубопровода Kэф обеспечивать допустимую точность проведения его гидравлического расчета, учитывающего значение фактической толщины слоя отложений σф. Другими словами, систематизация гидравлического расчета сетей водоснабжения и водоотведения с внутренними отложениями из металлических труб производится по значению коэффициента эффективности их работы Kэф, учитывающего значения фактических характеристик гидравлического потенциала труб (трубопроводов), зависящих от толщины слоя внутренних отложений σф.
Ключевые слова
Введение. Информационное моделирование зданий занимает центральное место в цифровой трансформации строительной отрасли. Поддерживая прозрачный и бесперебойный поток информации между всеми заинтересованными сторонами, BIM облегчает их сотрудничество на различных этапах проекта. Это приводит к значительному повышению эффективности при более низких затратах, более быстрой доставке с меньшим количеством неточностей и задержек, расширению возможностей для бизнеса и снижению выбросов и отходов. Цель исследования - выявить закономерности в становлении новых информационных процессов отрасли и сформулировать основные барьеры при их внедрении в проектную практику. Материалы и методы. Использовались научные публикации отечественных и зарубежных исследователей. Поскольку заявленная проблематика сложилась в ближайшее десятилетие, то рассматривались материалы в этом временном диапазоне. Применялись теоретические методы исследования: анализ, позволивший разложить на части обширную информационную базу по странам ЕС; классификация, которая дала возможность выявить основные рычаги внедрения новых технологий; аналогия, определившая сходства в процессе развития инноваций; синтез, который позволил получить общее представление о ступенях формирования новых явлений в проектировании строительных объектов. Результаты. Выполнен сравнительный анализ внедрения новых технологий в странах ЕС в зависимости от центр-периферийных закономерностей, проведена параллель между информационными процессами в России и среди европейских стран. Сформулированы основные драйверы внедрения инновационного развития в строительный сектор и тормозящие факторы на основании 10-летней истории внедрения BIM в странах Европы. Выводы. Внедрение BIM в строительный сектор часто ограничено. Основные барьеры связаны с функциональной совместимостью, соответствием требованиям всех пользователей, изменением рабочих процессов, юридическими вопросами и обучением, а также созданием новых прав и обязанностей.
Ключевые слова
Введение. Информационное моделирование зданий (BIM) и модульное строительство - современные технологии для обеспечения развития строительной отрасли. Оба направления на сегодняшний день перспективны даже при наличии определенных недостатков. Последствия интеграции этих технологий в проектировании недостаточно исследованы. Поэтому целесообразно изучить возможную суммарную эффективность применяемых в совокупности технологий информационного моделирования и модульного строительства. Цель исследования - определение эффективности проектирования на основе модульных элементов максимальной готовности (МЭМГ) с помощью средств информационного моделирования на примере конкретного объекта строительства. Для достижения цели необходимо решить задачи: формирование критериев оценки эффективности, разработка информационной модели (ИМ) на основе МЭМГ, сравнение двух альтернативных объектов, формирование выводов по результатам. Материалы и методы. Применили сравнительный анализ двух альтернативных по техническо-экономическим показателям объектов - центров обработки данных, проектная документация которых разработана на базе модульного и традиционного подходов. Анализ эффективности выполняется на основе сравнения полученных значений заданных критериев оценки проектирования. Одновременно рассматривается процесс формирования ИМ одного из объектов на основе МЭМГ. Результаты. Представлена оценка эффективности проектирования на базе МЭМГ: проведен сравнительный анализ относительно аналогичного объекта, проектная документация которого разработана традиционным способом. Анализ реализован с помощью сравнения предложенных автором базовых характеристик оценки выполнения проектных работ двумя различными концепциями проектирования. Приведена ИМ объекта, разработанная с использованием модульного проектирования с учетом существующих теоретических и практических данных в этой области. Выводы. Представленная оценка эффективности проектирования на основе МЭМГ демонстрирует очевидное преимущество модульного способа в рамках рассматриваемых объектов. По результатам разработки ИМ одного из объектов показаны особенности проектирования в рамках модульности, а также определены недостатки и направления для дальнейшего развития и повышения эффективности модульного проектирования.