Введение. Быстрая урбанизация вызывает значительные изменения в почвенном покрове, а также изменения температуры поверхности почвы. Преобразование назначения землепользования значительно влияет на температуру поверхности и усугубляет отрицательный эффект острова тепла. Следовательно, должна быть разработана стратегия по оптимизации городского охлаждения. Рассмотрены факторы, которые влияют на появление городских островов тепла (ГОТ). Представлены градостроительные рекомендации по ограничению негативного влияния ГОТ на человека. Проанализировано городское и пригородное планирование в г. Ханой и предложены определенные градостроительные принципы, способствующие уменьшению эффекта ГОТ. Материалы и методы. Исследовано применение зеленых насаждений как средство борьбы с экологическими проблемами из-за эффекта городского острова тепла и создания благоприятной городской экологической среды. Изучены связи между соотношением зеленых насаждений и снижением температуры. Анализ выполнен по фактической оценке 21-й зеленой зоны Ханоя. Результаты. Показаны связь между интенсивностью снижения тепла и показателем формы зеленого пространства - линейная инвертированная система, и положительный эффект зеленой зоны в снижении влияния эффектов острова тепла. Даны рекомендации по использованию зеленых насаждений в градостроительстве. Выводы. В числе важнейших задач планировщика-градостроителя - размещение и корректировка промышленных зон (и отдельных предприятий) города (в увязке с жилыми районами), основных транспортных артерий города, с учетом, что от размещения и планировки промышленных, жилых и общественных территорий, а также системы дорог зависит образование «тепловых островов», в условиях тропического климата Вьетнама это отрицательно сказывается на здоровье человека. Расчет разумной доли зеленых насаждений способствует уменьшению негативного влияния городских островов тепла на жизнь человека. Данное исследование помогает планировщикам разумно рассчитать площадь зеленых насаждений, в соответствии с характером каждого города.
Вестник МГСУ
2019. — Выпуск 2
Содержание:
Введение. Для решения задач развития территорий представлен новый креативный подход, связанный с кардинальным повышением качества градостроительной среды, - градоустройство. Изучены опыт и практика стратегического планирования развития территорий на примере федеральной земли Бавария как региона Германии, обладающего крупнейшим научным и экономическим потенциалом. Цель стратегического планирования развития территорий - достижение такой градостроительной ситуации, при которой происходит повышение благосостояния проживающего на этой территории населения. Сегодня в условиях диспропорций пространственного развития многих территорий нашей страны, нарушения их территориальной целостности, экологического загрязнения и других вызовов строительство новых городов является исключительной практикой. Материалы и методы. Методологической основой послужил новый концептуальный подход к градостроительной среде - градоустройство. Методы исследования: ознакомление с соответствующими правовыми и нормативными документами законодательства Федеративной Республики Германии и системный анализ градостроительной документации для решения задач стратегического планирования развития территорий. Результаты. Выявлены особенности территориального планирования в Германии, в том числе и в отношении комплексной застройки территории (виды, цели, задачи и содержание документов градорегулирования). Анализ практики стратегического планирования развития территорий в Баварии, выполненный через «призму» принципов градоустройства, показал, что акцент в развитии делается на исторической значимости поселений. Особое место уделяется реконструкции промышленно-транспортных зон. В управлении территориями используются элементы «умного города». Выводы. Опыт стратегического планирования развития территорий на примере федеральной земли Бавария может быть полезен в практике технического регулирования градостроительной деятельности в России.
Ключевые слова
Введение. Представлен подход к применению программ конечных элементов (МКЭ) ABAQUS/Standard и ABAQUS/Explicit с различными уравнениями состояния несжимаемых изотропных гиперупругих материалов при анализе сжатых и растянутых оболочечных элементов из эластомеров. Эластомеры обычно используются в строительстве, а также в конструкционных оболочечных элементах, в частности трубах разных поперечных сечений. Материалы и методы. Созданы три модели МКЭ для труб с одинаковой длиной и начальной жесткостью. Рассмотрены трубы с эллиптическим, квадратным и треугольным сечением. Использованы три типа структурных моделей из резиноподобного материала (эластомера) - с полиномиальной функцией упругой энергии в виде модели MV и стандартные модели Нео - Гука и Муни - Ривлина. В МКЭ моделях анализируемых труб не вводились начальные несовершенства. Численное моделирование выпучивания труб выполнялось для двух типов начальных и граничных условий - для квазистатических и динамических задач. Результаты. Показано, что тип выпучивания зависит от поперечного сечения трубы. Сравнение решений по выпучиванию смоделированных труб с различными структурными моделями продемонстрировало хорошую корреляцию результатов. Приведена примерная история деформации эллиптического образца, проанализированного ABAQUS/Standard, нагруженная путем перемещения границы. Выводы. Установлено, что программа ABAQUS/Standard позволяет использовать несжимаемые гиперэластичные материалы, программа ABAQUS/Explicit не предоставляет такой возможности. Из этого следует необходимость задавать параметры материала, связанные со сферической частью тензора напряжений. Параметр не должен быть слишком малым, иначе это приведет к числовым ошибкам. Решения задач об устойчивости моделей труб с различными физическими моделями дают хорошие корреляции результатов.
Ключевые слова
Introduction. One of the greatest accents in the steel structures researches is the optimization of the design model. It is possible to reduce the cost of steel structures, optimize moment distribution and dynamic characteristics of the frame using the finite secant stiffness, which can be obtained by the described in the paper numerical modeling method. There are a lot of perspectives for the engineer in the field of numerical modeling. Most of them are possible to implement in the design procedure nowadays, but it is important to develop methods and standards for numerical modeling, in order to obtain convenient tools and reliable results. In order to study this issue in more depth, the “moment - turn” curve was studied, maximum stress values were determined, and rigidity and strength characteristics were prepared for each type of joint for structural analysis. Materials and methods. In the program Ansys was modelling three types of steel joints: end-plate connections, double web-angle connections and top and seat angle connections. Results. For three types of joints was obtained ultimate moment, location of destruction and moment-rotation curve. For extended end-plate connections was comparison of the obtained curve with experimental data. Conclusions. Three types of steel joints were modeled in the paper. The numerical modeling results show good correlation with the experimental ones. The data about the behavior of the joints were extracted and analyzed. As result, “moment-angle of rotation” curves were obtained. Finite secant stiffness of the joints for considering steel structures was obtained in the analysis. The resulting finite secant stiffness can be used in the steel frames design procedure.
Ключевые слова
Introduction. Reviewed the features of the work of the pile on Permian claystones with the help of numerical and field experiments, analytical calculations. Materials and methods. Numerical modeling was performed in the Plaxis 3D and Midas GTS NX software packages. Full-scale tests of driven piles are made in accordance with the requirements of GOST 20276-2012. The obtained results are compared with the results of analytical calculations according to SP 24.13330.2011. Results. The scientific novelty of the investigation consists in a comparative analysis of the results of numerical modeling of the interaction of a driving pile with claystones with the results of field tests and analytical calculations. Finite element analysis in software package Plaxis 3D using Hardening Soil model shows higher values of settlement (up to 6 times) in relation to stabilized settlement of full-scale pile tests. Calculations in the software package Midas GTS NX showed overestimated values of pile settlements in relation to full-scale pile tests (13-24 times). Analytical calculations in accordance with SP 24.13330.2011 also showed overestimated (up to 3 times) values of the maximum pile settlement in relation to the stabilized settlement during full-scale pile tests. Conclusions. The calculations by the finite element method in the package Plaxis 3D and Midas GTS NX, by the analytical method according to SP 24.13330.2011, show overestimated values of settlement in relation to the stabilized settlement of piles on claystones. Using the Linear-Elastic model for claystones in numerical calculations in Plaxis 3D provides a value close to the settlement of full-scale pile. However, the use of this model is not fully justified for claystones due to the presence of residual deformations and the nonlinear character of pile settlement during loading. Necessary to correct the existing numerical and analytical methods for calculating pile foundations on claystones. It is necessary to continue the work on the further generalization of the experience of arranging piles on weathered claystones in order to evaluate the long-term work of not only a single pile, but also a pile foundation.
Ключевые слова
Введение. В качестве противодействия биологическому обрастанию полимерно-битумных кровельных материалов в мировой практике используются керамизированные кровельные гранулы с различными биоцидными добавками. В результате введения в состав керамизированного слоя кровельной гранулы высокодисперсного порошка медно-цинковой латуни в качестве биоцида можно получить посыпку, обладающую хорошими биоцидными свойствами, сохраняющимися в течение продолжительного времени. Цель работы - разработка экономически выгодного способа получения биоцидных кровельных гранул, сопоставимых по эффективности борьбы с биообрастанием с импортными аналогами. Материалы и методы. В качестве биоцидной (альгицидной) добавки принят латунный пигментный порошок. Образцы гранул получены путем производства опытных партий продукции на заводе «СтройМинерал». Для оценки биоцидной активности гранул выбран сравнительный подход. В качестве эталонов взяты коммерчески доступные гранулы североамериканских компаний - мировых лидеров этого сектора рынка. В качестве индикатора биоцидной активности приняты показатели оптической плотности сред с цианобактериями Gloeocapsa sp., культивируемых в присутствии полученных биоцидных гранул и эталонов. Измерение производилось на базе лаборатории разработки инновационных лекарственных средств и агробиотехнологий МФТИ. Результаты. Получены опытные образцы нескольких разновидностей биоцидных кровельных гранул на основе медно-цинковой латуни с разными дозировками активного компонента для применения в различных модификациях защитного слоя кровельных материалов. Установлено, что наиболее высокую биоцидную активность на уровне эталонов показали продукты, изготовленные с применением мелкодисперсного порошка медно-цинкового сплава с содержанием цинка в нем от 15 до 30 %. Выводы. Биоцидные гранулы, полученные на основе коммерчески доступного порошка медно-цинковой латуни, обеспечивают стойкость кровельных материалов к биопоражению на уровне, не менее эффективном, чем биоцидные гранулы передовых мировых производителей, и после проведения технологических испытаний могут быть рекомендованы к внедрению.
Ключевые слова
Введение. В настоящее время актуальной научной проблемой гидротехнического строительства является установление причин образования трещин в противофильтрационных железобетонных экранах ряда каменно-набросных плотин. На решение этой задачи направлены исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) каменно-набросных плотин с железобетонным экраном, которые проводятся различными методами. Материалы и методы. Проведен обзор и анализ результатов исследований напряженно-деформированного состояния каменно-набросных плотин с железобетонным экраном, выполненных разными авторами за последние 15 лет. Рассмотрены результаты аналитических, экспериментальных и численных исследований. Описаны модели, использованные для воспроизведения нелинейного характера деформируемости каменной наброски при численном моделировании НДС плотин. Результаты. Анализ показал, что решение задачи о НДС каменно-набросных плотин с железобетонным экраном вызывает целый ряд методологических трудностей. На данный момент единственным методом, который позволяет изучать НДС каменно-набросных плотин с железобетонным экраном, является численное моделирование. Остальные методы не позволяют учесть влияние на НДС экрана важных факторов. Большие затруднения вызывает слабая изученность деформативных свойств каменной наброски в реальных плотинах. Выводы. Выявлено, что НДС железобетонных экранов изучено недостаточно. Результаты проведенных исследований не дают полного и адекватного представления об условиях работы железобетонных экранов. Не изучено влияние различных факторов на НДС экрана. Существуют противоречия в результатах исследований, полученных разными авторами. Различия в результатах имеют в своей основе объективные и субъективные причины. Значительным препятствием для численных исследований является сложность моделирования поведения жесткого тонкостенного железобетонного экрана при больших деформациях, присущих каменной наброске. Получаемые результаты исследований часто не позволяют провести полноценный анализ НДС железобетонных экранов каменно-набросных плотин.
Ключевые слова
Введение. Попытки применить классические технологии очистки сточных вод к малым объемам зачастую невозможны ввиду высокой неравномерности поступления сточной воды, значительных колебаний состава сточных вод, которые отличаются большим разнообразием по сравнению со средними и большими городами. С целью определения коэффициентов неравномерности поступления сточных вод в сухой период года на объектах Ленинградской области проведены натурные замеры расходов городских сточных вод от населенных пунктов с числом жителей 1000 человек и промышленного предприятия. Используемые в практике проектирования коэффициенты неравномерности для такого рода объектов весьма разняться по значениям, как было определено в процессе анализа литературных данных, что при проектировании головных очистных сооружений может привести к существенным ошибкам в расчетах. Материалы и методы. Для измерения суточных расходов городских сточных вод на трех объектах Ленинградской области использованы расходомеры Взлет ЭР ЛайтМ ЭРСВ-540Ф В и Взлет ЭМ Эксперт 921И. С помощью аппарата математической статистики составлена генеральная выборка значений и удалены неправдоподобные значения. Определены коэффициенты суточной неравномерности расходов в сухую погоду и недельные коэффициенты неравномерности расходов городских сточных вод. Проведено сравнение данных различных объектов. Результаты. Рассмотрены математические зависимости для описания колебаний суточных расходов городских стоков в течение года. Предложено описывать недельное колебание расходов при помощи недельного коэффициента неравномерности. По проведенным натурным исследованиям определены значения коэффициентов. Выводы. Разработана методика, позволяющая спрогнозировать величину коэффициента суточной неравномерности в сухую погоду для городских сточных вод поселений с количеством жителей 1000 человек. Определены коэффициенты недельной неравномерности.
Ключевые слова
Введение. При проведении расчетов расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию здания согласно методике, представленной в нормативных документах, следует выполнять расчеты теплопоступлений в здание от солнечной радиации. Эти расчеты ведутся без учета влияния застройки, что снижает точность результатов. В иностранных и отечественных литературных источниках не обнаружено подходящих для строительных расчетов и одновременно учитывающих все периоды облучения методов, что подтверждает актуальность настоящей работы. В статье представлен метод учета влияния одиночного противостоящего здания на поступление прямой солнечной радиации в исследуемое здание при учете всех периодов облучения исследуемого фасада. Задачами настоящей работы являются: математическое обоснование метода, возможность его практического применения, формирование алгоритма расчета. Материалы и методы. Применяются расчеты угловой высоты и азимута Солнца по астрономическим формулам, тригонометрические расчеты, построение графиков тангенсов изменения солнечных координат от истинного солнечного времени. Результаты. На основе рассмотрения формул солнечных координат и расположения противостоящего здания относительно исследуемого предложен метод графического определения периодов облучения прямой солнечной радиацией фасада любой ориентации при наличии противостоящего здания. При этом на графическом поле производится построение графиков изменения тангенсов угловой высоты Солнца и тангенсов разности азимутов Солнца и нормали к поверхности фасада от истинного солнечного времени. На графическое поле наносятся параметры застройки и, в соответствии с предложенными рекомендациями, определяются периоды облучения фасада по истинному солнечному времени. Затем производится суммирование прямой солнечной радиации за периоды облучения фасада. Представлен алгоритм проведения расчетов на примере здания при наличии противостоящего здания. Показано снижение поступающей прямой солнечной радиации. Выводы. Разработанный графический метод является математически обоснованным, наглядным, имеет практическую направленность, что делает его соответствующим поставленным задачам и удобным в применении. Расчеты показали существенное снижение поступающей прямой солнечной радиации по сравнению с расчетом без учета влияния противостоящего здания, что доказывает необходимость применения метода. Его внедрение будет способствовать повышению точности расчетов поступающей на фасад прямой солнечной радиации и, следовательно, точности расчетов потребления энергии на отопление и вентиляцию здания.
Ключевые слова
Введение. Представлен подход к разработке организационно-технологических моделей процессов устройства эксплуатируемых кровельных покрытий с системами озеленения, позволяющих выполнить систематизацию конструктивно-технологических решений. Приводятся организационно-технологические параметры устройства кровельных покрытий с озеленением. В настоящее время недостаточно изучены проблемы, связанные с исследованием организационно-технологических параметров при устройстве нетрадиционных энергосберегающих инженерных систем. Материалы и методы. Проведен анализ научно-технических исследований отечественных и зарубежных ученых в области технологий зеленого строительства применительно к устройству кровельных покрытий. Сформулированы организационно-технологические параметры технологических процессов и технологических операций при производстве работ устройства покрытий. Использованы методы математического моделирования, а также методы структурно-функционального моделирования. Результаты. Определены организационно-технологические параметры устройства кровельных покрытий с озеленением, состав и последовательность технологических процессов и операций при устройстве кровельных покрытий с системами озеленения. Упорядочены рабочие операции технологических процессов устройства модульных систем озеленения эксплуатируемых кровельных покрытий. Построены пространственно-технологические и функциональные модели технологических процессов устройства эксплуатируемых кровельных покрытий с системами озеленения, позволяющие выявить резервы и устранить технологические непроизводственные перерывы в процессе производства. Выводы. Установлено, что в области технологий зеленого строительства имеется необходимость разработки новых стандартов и дополнения положений нормативно-технической базы, содержащих руководящие принципы, которые охватывают процессы проектирования и строительства с подробным описанием организационно-технологических и конструктивно-технических характеристик. Построенные пространственно-технологические и функциональные модели технологических процессов устройства эксплуатируемых кровельных покрытий с системами озеленения позволяют выявить резервы и устранить технологические непроизводственные перерывы в процессе производства работ.