Введение. Представлен подход к кинематической изменяемости и деформации плоской статически определимой упругой фермы с горизонтальным ригелем и боковыми опорными фермами и крестообразной решеткой под действием различных видов статических нагрузок. Конструкция имеет три подвижные и одну неподвижную опору. Цели - вывод формул зависимостей прогиба конструкции в середине пролета и смещения одной из трех подвижных опор от размеров, нагрузки и чисел панелей, анализ кинематической изменяемости, получение аналитических зависимостей усилий в стержнях середины пролета от числа панелей. Материалы и методы. Наиболее распространенным подходом определения усилия в стержнях фермы является вычисление в символьной форме методом вырезания узлов с использованием системы компьютерной математики Maple. Для вычисления прогиба используется формула Максвелла - Мора. Методом индукции по результатам аналитических расчетов ряда ферм с различным числом панелей в ригеле и боковых опорных фермах выводятся расчетные формулы для прогиба и смещения опоры. Специальные операторы пакета genfunc для управления рациональными производящими функциями системы Maple дают возможность найти и решить рекуррентные уравнения, которым удовлетворяют последовательности коэффициентов формул для прогиба и усилий. Принимается одинаковая жесткость всех стержней фермы. Результаты. Одним из преимуществ рассмотренных вариантов нагрузок на ферму является обнаружение сочетания чисел панелей, при котором ферма становится кинематически изменяемой. Явление подтверждено соответствующей схемой возможных скоростей. Все искомые зависимости имеют полиномиальную форму по числам панелей. В качестве иллюстрации аналитических решений построены кривые зависимости прогиба от числа панелей и от высоты фермы. Выводы. Предложенная схема статически определимой фермы является регулярной и допускает достаточно простое аналитическое решение задачи о прогибе. Кривые найденных зависимостей имеют участки значительных скачкообразных изменений, что может быть использовано в задачах оптимизации конструкции по весу и жесткости.
Вестник МГСУ
2018. — Выпуск 10
Содержание:
Введение. Представлен подход к созданию методологических основ инновационной системы управления промышленными и бытовыми отходами. Это позволит реализовать мировые принципы обращения с ними: предотвращение образования, ресурсосбережение, минимизация объемов захоронения, максимально возможное повторное вовлечение в хозяйственный оборот утилизируемых компонентов отходов в качестве сырья, материалов, изделий, широкое использование различных видов вторичных ресурсов для выпуска новой продукции, производства работ, получения энергии, в том числе в промышленном, гражданском, дорожном строительстве, реконструкции и ремонте, а также в производстве строительных материалов. Рассматриваются вопросы стратегического отраслевого планирования развития отходоперерабатывающей промышленности с учетом прогнозирования перспективных мероприятий по обращению с отходами и вторичными материальными ресурсами в рамках развития строительного комплекса, промышленности строительных материалов. Материалы и методы. Наиболее распространенным подходом к проведению научного исследования является анализ нормативных правовых актов, стандартов, методик, методических рекомендаций, проектной и нормативной документации в области обращения с отходами, материалов научных отечественных и зарубежных исследований по данной тематике. В научном исследовании использовались методы факторного, сопоставительного анализа, экспертной оценки показателей. Результаты. Сформированы научно обоснованные предложения в сфере отраслевого стратегического планирования формирования системы обращения с отходами и вторичными материальными ресурсами, реализованные при разработке Стратегии развития промышленности по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов производства и потребления на период до 2030 года, утвержденной Распоряжением Правительства РФ от 25.01.2018 № 84-р, при выполнении НИИ «ЦЭПП» по заказу Министерства промышленности и торговли РФ в 2017 г. НИР «Разработка научно-обоснованных предложений по актуализации «Прогноза научно-технологического развития отрасли по обработке, утилизации, обезвреживанию отходов производства и потребления», а также формировании Плана мероприятий по реализации данной Стратегии. Выводы. В строительстве предлагаемые научно-практические предложения по стратегическому отраслевому планированию отходоперерабатывающей отрасли на период до 2030 года, созданию экономического, организационно-управленческого и правового механизма решения проблемы обращения с отходами и вторичными материальными ресурсами целесообразно использовать при формировании нормативной правовой базы и планировании перспективных мероприятий по обращению с отходами и вторичными материальными ресурсами в рамках развития строительного комплекса, промышленности строительных материалов.
Ключевые слова
Введение. В период кризисных явлений в экономике особую актуальность приобретает тема повышения эффективности реализации инвестиционно-строительных проектов в перспективе жизненного цикла объектов на основе использования современных инжиниринговых схем организации строительства. Предлагается формализованное описание решения данной задачи на основе модели инжиниринговой схемы организации строительства для контрактов жизненного цикла, учитывающей распределение ограниченных материально-технических и трудовых ресурсов в зависимости от категории значимости выполняемых работ и затрат на компенсацию негативного воздействия случайных факторов. Материалы и методы. Использован метод анализа и сопоставления организационных структур инвестиционно-строительной деятельности, анализ теории, практики и путей повышения эффективности современных инжиниринговых схем организации строительства, методы логико-смыслового и имитационного моделирования, работы российских и зарубежных ученых по исследуемой теме. Результаты. Процесс реализации инвестиционно-строительного проекта для контрактов жизненного цикла представлен в модели инжиниринговой схемы организации строительства как деятельность организатора строительства, при которой осуществляется увязка процедур отбора вариантов организационно-технологических решений, их оценки и распределения ресурсов между выполняемыми работами с учетом коэффициента значимости, который для каждого вида работ определяется математическим методом на основе метода вложенных скалярных сверток, основанного на принципах дополнительности Н. Бора и теореме о неполноте К. Гёделя и посредством экспертных оценок по нормированной обращенной шкале. Выводы. Дана оценка необходимости внедрения комплексного инжинирингового сопровождения инвестиционно-строительных проектов на протяжении всего жизненного цикла с максимальной ответственностью организатора строительства перед заказчиком в условиях наибольшей концентрации управленческих полномочий. Использование на практике предложенных в статье положений, когда производится прогнозирование результатов взаимодействия участников инвестиционно-строительного процесса в различных меняющихся условиях, дает возможность принятия адекватных управленческих решений, повышающих эффективность не только планирования, но и реализации строительных проектов. Результаты проведенного исследования могут быть применены при разработке рекомендаций для формирования новой сметно-нормативной базы и прогнозных показателей продолжительности и стоимости объектов строительства с учетом отрицательного воздействия случайных факторов.
Ключевые слова
Introduction. The paper presents theoretical and experimental studies of the improvement of the structure of lightweight concrete, which provides the maximum value of the attenuation of the amplitude of external air temperature fluctuations during the passage of heat flow through the walls and the reduction of thermal conductivity, the results of the 3-factor experiment on determining the rational structure of claydite concrete and the methods for their processing. To determine the purposeful structure of the composition of lightweight concrete and its thermal conductivity, a complex of research works was carried out at the Central Research Institute for Housing, applied to lightweight concrete for exterior walls. The main optimization criterion was the maximum reduction in thermal conductivity while providing the necessary strength, durability and waterproofness. The purpose of this work is theoretical research and experimental substantiation of methods for improving the structure of lightweight concrete used for a hot climate with improved functional performance. Materials and methods. As material a claydite gravel with bulk density p = 400 kg/m3 of Lianozovsky plant (Moscow) was used, at a ratio of 40 % of the fraction 5-10 mm and 60 % of the fraction 10-20 mm and a Portland cement of the brand “400” of the Voskresensky plant, not plasticized. The water flow rate was varied for 10 seconds, to ensure the mixture to be vibropacked.As a foam generating agent and plasticizer, the “Saponified wood resin” (SDO) was used in a 5 % aqueous solution. The methods were adopted in accordance with the Recommendation on the technology of factory production and quality control of lightweight concrete and large-panel constructions of residential buildings. M. CNIIEP dwelling, 1980. In the department of the lightweight concrete application at CNIIEP of dwelling, a method for the purposeful formation of the structure and composition of lightweight concrete, which provides a set of physic-technical, technological and technical-economic requirements, was developed. Results. Calculations are reduced to obtaining mathematical models of dependence of strength R, density ρ, thermai conductivity λ and other indicators of concrete characteristics from initial factors in the form of regression equations. Based on the equations obtained, it was possible to determine the expedient composition of lightweight concrete, which, in combination with the operational characteristics, provides comparable results of the technical and economic characteristics of a single-layer structure from the projected type of lightweight concrete. Conclusions. 1. An improved composition of the structural and heat insulating lightweight concrete for the load-bearing part of the structure, providing its high thermal stability by chemical additives and low consumption of porous sand, was developed. An algorithm for selecting its composition on computer is made. 2. The conducted researches in the field of design of external enclosing structures for hot climate conditions have shown that: single-layer exterior wall constructions with massiveness of D ≤ 4 provide minimum allowable values of heat flux attenuation and temperature fluctuation amplitude on the inner wall surface.
Ключевые слова
Introduction. The article reports on new research into improved reverse osmosis techniques and their expanded application in wastewater treatment practice. The results of experiments aimed at determining the operational characteristics of membrane facilities that treat wastewater are presented. A new method utilising reverse osmosis to decrease concentrate effluents is proposed. Flow diagrams and mass balance equations are used to demonstrate the principles underlying the new techniques. Objectives - development of reverse osmosis techniques as a novel tool for improving and modifying existing biological wastewater treatment schemes; economic evaluation of advantages in combining reverse osmosis with biological treatment processes in wastewater treatment applications; development of the required operational modes for membrane units used to treat wastewater. Materials and methods. A state-of-the-art review describes examples of the application of reverse osmosis in current wastewater treatment practices. Results of experimental research providing data for determining membrane operational parameters are presented. Analysis of results and their discussion are presented. Results. A new membrane technique that provides high product water quality and utilisation of concentrate effluents, as well as efficient removal of ammonia from reject water following sludge dewatering, is proposed. The presented results confirm the economic advantages and efficiencies of reverse osmosis applications in wastewater treatment facilities. Conclusions. The conducted investigations confirmed the high efficiency of the reverse osmosis membrane in removing all major impurities contained in wastewater following sludge digestion and during biological treatment. The use of membrane techniques thus provides efficient and reliable operation of wastewater treatment facilities. Reverse osmosis concentrate effluent can be utilised by blending with sludge or used in fertiliser production.
Ключевые слова
Introduction. One of the most significant environmental problems facing the Vietnamese city of Hanoi is anthropogenic pollution of surface water, especially in the To Lich river system. Currently, these rivers accept large quantities of wastewater from urban areas and industrial zones, which effluents are not treated prior to discharge into water bodies. The results of the study show that surface water in Hanoi has been contaminated by direct discharge of domestic and industrial wastewater. Considered the To Lich river system, including the To Lich, Lu, Set and Kim Nguu rivers, which receive sewage pollution from urban areas, industrial zones and other sources. Materials and methods. The most common approach to improving the situation is to identify sources of syrface water pollution and assess the quality of To Lich river and its tributaries in order to develop and propose effective and synchronous solurion for the management of water safety and quality in the water bodies of Hanoi city. The water samples were preserved and analysed in the laboratory of Environmental Analysis in accordance with standard Vietnamese methods. For this purpose, analytic apparatus, including Shimadzu AAS 6800 atomic absorption spectrophotometre (Japan), UV-VIS spectrometre, as well as a number of common laboratory instruments and equipment, are used. Results. The results of the study show that surface water in Hanoi has been contaminated by direct discharge of domestic and industrial wastewater. For many years, the rivers have been covered with rubbish, with the water turning black in colour and having an unpleasant smell. The primary cause of the pollution is drainage from many surrounding households discharging waste water directly into the rivers. Conclusions. In order to restore the aqueous ecosystems of Hanoi city, it is necessary to conduct continuous environmental monitoring of changes in the state of water bodies and develop effective and timely solutions for the management of safety and quality of water in the waterways of Hanoi.
Ключевые слова
Introduction. Presented the approach to studying impact of foaming agent process solution shelf life on the surface activity and fire-extinguishing efficiency of foams. One of the most important problems in construction is to ensure fire safety of construction objects. Fires arising at industrial facilities and construction sites are always catastrophic, both for the economy and for the environment. Storage facilities and tanks in which various types of materials and substances, often toxic and fire-hazardous, can be stored are of particular danger. Addresses the problem of oil product warehouse premises and tank farms fire safety using foam extinguishing system. The problem consists in reduction of foaming agent concentration in the process solution during long-term storage. Concentration reduction is expressed in a surface activity decrease and in violation of spreading coefficient structure, namely, by an increase in surface and interfacial tension. Consequently, the use of foaming agent process solution for extinguishing fire at oil product warehouse premises and tank farms that is not capable of providing required foam expansion ratio and spreading coefficient for successful subsurface suppression of oil products flame. Materials and methods. Four brands of fluorinated foaming agents are tested according to the methods described in GOST R 50588-2012 “Foaming agents for fire extinguishing. General technical requirements and testing methods” and GOST R 53280.2-2010 “Automatic fire extinguishing units. Fire extinguishing agents. Part 2. Foaming agents for subsurface suppression of oil and oil products fires in tanks. General technical requirements and testing methods”. Results. The studies have shown that foam quality determining fire extinguishing capacity of foam extinguishing system changes over foaming agent process solution shelf life and depends on spreading coefficient structure, which is characterized by surface and interfacial tension values for foaming agent process solution. Conclusions. The process solutions made from modern (biologically soft) fluorinated foaming agents decrease in their surface activity over time and become unsuitable for oil products subsurface suppression. To maintain efficiency of the foam extinguishing system used to ensure fire safety of oil product warehouse premises and tank farms, age of the process solution in the circulating pipeline system should not exceed one day.
Ключевые слова
Введение. Предложено создание фильтрационной модели основания гидроузла, по которой могут быть выполнены сложные проектные фильтрационные расчеты. Модель природной среды отличается от реальной природной среды тем, что характеризует только одну сторону природного объекта, в данном случае - фильтрационную способность. В предложенной фильтрационной модели скальное основание разделено на несколько инженерно-геологических расчетных элементов с разной водопроницаемостью. Это расчленение - сложная задача, поскольку значения коэффициента фильтрации для скального основания в целом имеют большой разброс, причем, зачастую, тесно соседствуют существенно разные значения. Предложено решение путем математико-статистического обобщения результатов массового фильтрационного опробования скального массива. Материалы и методы. Наиболее распространенным подходом построения модели является определение в точках массива гидравлическим способом откачек и нагнетаний воды в скважины, а также расчетный путь, когда коэффициент фильтрации массива рассчитывается по параметрам трещин. Материалом для построения инженерно-геологической фильтрационной модели служат данные стандартных массовых определений коэффициента фильтрации и удельного водопоглощения, полученные при изысканиях. Результаты. Одним из преимуществ предложенной фильтрационной модели скального основания гидроузла является форма и методика построения путем математико-статистического обобщения результатов массового фильтрационного опробования скального массива. По форме модель представляет собой принятые в проектно-изыскательском деле геологические разрезы основания плотины вдоль оси и по поперечникам. В дальнейшем развитие методики планируется с учетом современных средств программирования и представления модели в 3D форме. Содержание модели выражает геолого-генетическую оценку фильтрационной неоднородности, сформированной в ходе геологических процессов, протекавших в массиве основания. Выводы. Предложенная модель основания гидроузла может быть построена по результатам позонного фильтрационного опробования буровых скважин в отдельных точках массива горных пород. Сложная задача разделения массива основания на зоны с различной водопроницаемостью решается на основе геолого-генетического подхода в сочетании с математико-статистическим анализом. Практическая значимость данной фильтрационной модели в том, что с ее помощью могут быть запроектированы надежные гидротехнические сооружения с обеспечением устойчивости и минимизации фильтрационных потерь.
Ключевые слова
Введение. Представлен подход к разработке методики оценки усталостной прочности морского трубопровода из высокопрочной стали. Эффект усталости, вызванный циклическими нагрузками, хорошо изучен, комбинированное же разрушающее воздействие от усталости и коррозии исследовано недостаточно, хотя имеет неожиданные последствия и значительно сокращает срок службы конструкции. Синергетический эффект одновременного действия усталости и коррозии затрудняет описание точного взаимодействия между ними, но можно с уверенностью предположить, что коррозионная усталость - это не простое наложение двух отрицательных эффектов. Усталостную прочность материала можно повысить при помощи термической обработки и легирования. Но, когда материал находится в коррозионной среде, это преимущество легко нейтрализуется, и предел выносливости в основном определяет коррозионный процесс. Усталостная прочность более заметна при низких значениях напряжений. Материалы и методы. Наиболее распространенные подходы основаны на математических моделях оценки долговечности конструкций при малоцикловом нагружении. Работа выполнялась со ссылкой на действующие и будущие офшорные проекты. Результаты. Одним из преимуществ разработанных предложений являются требования к проверке усталостной прочности морских подводных трубопроводов из высокопрочной стали с продольно ориентированным дефектом. Нагрузка морского трубопровода составляет 0,766 % от эксплуатационных нагрузок, без учета случайных нагрузок. Эти требования представлены на рассмотрение в Российский морской регистр судоходства. Выводы. В строительстве обеспечение надежности морских подводных трубопроводов из высокопрочной стали с продольно ориентированным дефектом при малоцикловом нагружении является актуальной проблемой и представляет теоретический и практический интерес. Результаты получены сочетанием расчетного и эмпирического подходов по методике для оценки малоцикловой усталости конструкции морского трубопровода. Расчеты показывают необходимость контроля за состоянием конструкций морского подводного трубопровода.
Ключевые слова
Введение. Представлен подход к исследованию гидравлического режима потока за концевым участком для определения возможности обеспечения равномерного распределения скоростей по ширине отводящего канала и безопасного сопряжения выходящего потока с нижним бьефом. Рассмотрены четыре варианта конструкций концевого участка напорного водопропускного сооружения с вертикальным выходом потока, а именно: диск-отражатель, плоский горизонтальный сектор-отражатель, плоский наклонный сектор-отражатель и изогнутый сектор-отражатель. Материалы и методы. Наиболее распространенным подходом является исследование конструкций на модели напорного водопропускного сооружения. Выполнено их сравнение по следующим параметрам: длина отлета струи, ширина струи в месте падения, форма растекания потока, равномерность распределения удельных расходов, набегание струи на откосы канала. Диаметр водовода на модели составляет d = 3,4 см, расходы Q = 0,67…2,44 л/с, напоры Н = 35…60 см. Для сравнения выбраны конструкции со схожими геометрическими параметрами: относительные радиусы секторов-отражателей R/d = 3,0 и относительный диаметр диска-отражателя D/d = 3,0. Результаты. Определены длины отлета струи для диска и плоского сектора в диапазоне относительной высоты расположения t/d от 0,5 до 1,0, для наклонного и изогнутого секторов - от 0 до 1,0; плановые очертания струи, выполнена оценка равномерности распределения удельных расходов, анализ гидравлического режима представленных концевых участков. Выводы. В строительстве выявленные достоинства и недостатки рассматриваемых концевых участков позволяют рекомендовать их к использованию с учетом особенностей возникающих при этом гидравлических режимов. Наибольшую длину отлета струи имеет изогнутый сектор-отражатель, а наименьшую - плоский горизонтальный сектор-отражатель. Наименьшие удельные расходы достигаются при использовании диска-отражателя, наибольшие - при плоском горизонтальном секторе-отражателе.