Введение. До появления работы И.И. Котова не было определения поверхностей конгруэнтных сечений. Эти и некоторые другие поверхности, образованные движением жесткой кривой, входили в класс кинематических поверхностей. Такие кинематические поверхности, как поверхности плоскопараллельного переноса, поверхности вращения, резные поверхности Монжа, циклические поверхности с образующей окружностью постоянного радиуса, ротативные и спироидальные поверхности, винтовые и часть винтообразных поверхностей, могут быть включены и в класс поверхностей конгруэнтных сечений. Материалы и методы. Авторы, следуя методике И.И. Котова, впервые получили параметрические и векторные уравнения восьми поверхностей конгруэнтных сечений маятникового типа на круговом, эллиптическом и параболическом цилиндрах, а также нескольких винтообразных поверхностей. За образующие плоские кривые принимаются эллипсы и параболы, которые могут быть расположены в плоскости образующей кривой направляющего цилиндра или в плоскостях пучка, проходящих через продольную ось цилиндра. Эллипсы, рассматриваемые в статье, легко могут быть переведены в окружности, что еще больше расширяет круг возможных рассматриваемых форм. Результаты. Формулы приведены в обобщенном виде, поэтому форма плоской образующей кривой может быть произвольной. Некоторые поверхности конгруэнтных сечений заданы двумя разновидностями параметрических уравнений. В одном случае за независимый параметр в параметрических уравнениях принимается центральный угол направляющей цилиндрической поверхности, а в другом -- одна из прямоугольных координат направляющей кривой цилиндра. Рассматриваются два типа поверхностей: когда местные оси образующих кривых остаются параллельными при движении и когда они поворачиваются. Выводы. На основе анализа использованной литературы и полученных результатов даны предложения и рекомендации по применению поверхностей конгруэнтных сечений в архитектуре и технике. Приведенная библиография из 27 наименований показывает, что рассматриваемые поверхности находятся в поле зрения архитекторов, инженеров и геометров как в России, так и за рубежом.
Вестник МГСУ
2020. — Выпуск 12
Содержание:
Введение. Поскольку конструкции безбалластного железнодорожного пути в настоящее время используются практически только с бесстыковыми решениями организации рельсовой плети, то необходимо отметить, что возникающие в рельсовой плети напряжения влияют на напряженно-деформированное состояние всей конструкции верхнего строения пути. Для определения показателей эксплуатационной надежности верхнего строения пути необходимо, помимо оценки состояния элементов конструкции пути, связанных с геометрией, также оценивать нарушения расчетного напряженного состояния бесстыкового пути, которое может явиться основной причиной отказа по условию нарушения устойчивости плети или ее излому. Материалы и методы. Предлагается модель плоской конструкции из материала, обладающего анизотропными свойствами, позволяющая учесть зарождение и распространение волновых процессов при действии внешней динамической нагрузки. Результаты. Традиционные методики расчета армирования железобетонных элементов построены на конструктивных требованиях и на вычислении усредненных показателей вновь образуемого композиционного материала, например, коэффициента армирования, который фактически учитывает только площади поперечного сечения отдельных элементов составной конструкции. Рассмотренные способы построения картины распространения упругих волн в пластине позволяют определить точки, в которых сходятся прямые и отраженные волны различных порядков, которые могут как увеличивать, так и уменьшать суммарную интенсивность волновых процессов, приводя к росту или уменьшению напряжений и деформаций в характерных точках конструкции. Выводы. Предлагаемые решения наиболее актуальны для конструкционных элементов объектов транспортной инфраструктуры, поскольку именно они испытывают динамическую знакопеременную нагрузку с различной интенсивностью и временными распределениями характерных величин.
Ключевые слова
Введение. При сооружении тоннелей закрытым способом с помощью механизированных тоннелепроходческих комплексов возникают дополнительные деформации зданий и сооружений, находящихся в зоне влияния строительства. Для того чтобы учесть дополнительные осадки, в расчет вводится коэффициент перебора грунта, зависящий от конструктивных особенностей щита и технологии нагнетания тампонажной смеси за обделку, давления пригруза в забое щита, а также инженерно-геологических условий. Цель работы - определение фактических коэффициентов перебора грунта для увеличения выборки и определения нормативных усредненных величин перебора для дальнейшего их применения при проектировании. Материалы и методы. Рассматривается проходка перегонного тоннеля на участке линии от станции «Стахановская улица» до станции «Нижегородская улица». В расчеты, проводимые в программном комплексе PLAXIS 2D и PLAXIS 3D, закладывался проектный коэффициент перебора грунта, значения которого были приняты с учетом требований нормативной документации, а также путем последовательной итерации подобран коэффициент перебора, соответствующий фактической осадке зданий и сооружений, определенной по данным мониторинга. Результаты. Как показали расчеты, фактический коэффициент перебора грунта для данного участка строительства варьируется в диапазоне от 0,1 до 1,2 %, что значительно меньше значений, закладываемых в проект в соответствии с нормативной документацией. В трехмерной постановке величины фактических коэффициентов перебора в 2-4 раза превышают величины коэффициентов, полученных в двухмерной постановке, при одинаковом значении фактической осадки здания. Выводы. Поскольку фактическая осадка зданий оказалась меньше, чем расчетная, возможно уменьшить стоимость строительства тоннелей закрытым способом за счет снижения стоимости защитных мероприятий зданий и сооружений окружающей застройки, попадающих в зону влияния проходки тоннеля, без нарушения техники безопасности, а также снижения количества сооружений, попадающих в расчетную зону влияния и, соответственно, снижения трат на ведение геодезического мониторинга за смещениями данных сооружений.
Ключевые слова
Введение. Изучен процесс деформирования глинистого грунта различной консистенции во времени при постоянной нагрузке. В глинистых грунтах процесс консолидации протекает медленно и может длиться годами или десятилетиями. Учет длительных деформаций глинистых грунтов необходим при проектировании и строительстве зданий и сооружений, и для расчета скорости и максимальных значений осадки основания фундамента. Материалы и методы. Использовались образцы глины полутвердой, тугопластичной, мягкопластичной, текучепластичной и текучей консистенции. Изучаемый параметр - относительная и абсолютная деформация образца грунта во времени в зависимости от его консистенции. Все лабораторные испытания проведены в приборах компрессионного сжатия при постоянной нагрузке на образец. Полученные экспериментальные данные были дополнены сведениями М.А. Колтунова. Результаты. Получены значения абсолютных деформаций и зависимости «время» - «относительная деформация» для глины различной консистенции. Анализ полученных кривых «время» - «относительная деформация» показал, что в зависимости от консистенции глинистого грунта деформации во времени развиваются с различной скоростью. Увеличение значений показателей консистенции глинистого грунта приводило к возрастанию значений начальных деформаций и возрастанию скорости деформации. Выводы. Полученные уравнения позволяют выполнить расчет деформации глины полутвердой, тугопластичной, мягкопластичной, текучепластичной и текучей консистенции для различных диапазонов времени в зависимости от начальной консистенции глины. Достоверность аппроксимации этих уравнений составляет от 0,801 до 0,993, что дает возможность охарактеризовать данные зависимости как математические модели хорошего качества.
Ключевые слова
Введение. Наряду с известными достоинствами - высокая прочность на разрыв, малый удельный вес, высокая коррозионная стойкость и низкая теплопроводность, у арматуры композитной полимерной существует ряд особенностей, недостатков. Одним из главных является относительно низкий по сравнению со сталью модуль упругости, в результате чего элементы с композитной арматурой обладают более высокой деформативностью. В связи с этим требования второй группы предельных состояний, предъявляемые к конструкциям, могут стать основным препятствием для использования композитов в качестве армирования бетонных элементов. Предполагается, что характер трещинообразования у элементов с композитной арматурой может отличаться от традиционных железобетонных конструкций. Материалы и методы. Проведены экспериментальные исследования с учетом и соблюдением положений ГОСТ 8829-94. Опытные образцы - бетонные балки сечением 120 × 220 мм и длиной 1810 мм, армированные двумя стержнями в растянутой зоне. В качестве армирования использовались стержни стальной, стеклокомпозитной и базальтокомпозитной арматуры. Варьировалась величина процента армирования. Рассмотрены методики расчета ширины раскрытия трещин нормативных документов: России - СП 63.13330.2012 и СП 295.1325800.2017, США - ACI 440.1R-06. Результаты. Получены результаты теоретических и экспериментальных исследований трещиностойкости изгибаемых элементов, армированных композитной полимерной арматурой. Выявлены различия в рассмотренных методиках расчета. Выводы. Зафиксированы особенности трещинообразования у элементов с композитной арматурой, которые ставят под сомнение возможность использования методик СП. Методики СП 63.13330.2012 и СП 295.1325800.2017 имеют отличия в расчете значений ширины раскрытия трещин, что приводит к различным результатам расчета.
Ключевые слова
Введение. Нормы сейсмостойкого строительства претерпели за последнее десятилетие три редакции, появление каждой из которых сопровождалось бурными дискуссиями. Но при этом в подход к планируемому уровню сейсмобезопасности и к методам ее обеспечения не вносились коренные изменения. Сегодня научно-технический уровень этих норм не удовлетворяет многих специалистов, ввиду чего инженерное сообщество рассматривает вопрос о разработке норм нового поколения. Цель работы - фиксация внимания специалистов не столько на методологических вопросах проектирования, сколько указание на нерешенные или недостаточно развитые вопросы. По некоторым из них представлены варианты решения, которые следует рассматривать как материал для дискуссии. Материалы и методы. Анализируются нормативные требования к средствам и методам сейсмозащиты, публикации с предлагаемыми совершенствованиями, нормативные документы различных стран. Рассматривается опыт реализации нормативных требований в программно-вычислительных комплексах. Результаты. Отмечена важность установления связи предельных состояний конструкций с категориями технического состояния объектов во время и после сейсмических воздействий и формулировки требований к расчету зданий и сооружений, разного уровня ответственности при проверке их работы на воздействия землетрясений различной повторяемости. Формулируются соответствующие рекомендации, которые предлагаются для обсуждения в качестве стартовых. Указывается на необходимость более детального регулирования расчетов во временной области, и называются проблемы, нуждающиеся в разработке как относительно исходной сейсмологической информации, так и относительно рабочих диаграмм деформирования для материала конструкции. Приведены соображения о наборе требования для проектирования объектов по схеме «здание + основание», о граничных условиях для рассматриваемой части основания и о пересчете акселерограмм на ее нижнюю границу. Выводы. Приведенные соображения, хотя и не претендуют на окончательное решение указанных проблем, могут послужить основой для разработки норм нового поколения, материалом, инициирующим соответствующие исследования и принятие решений.
Ключевые слова
Введение. Предложена методика расчета двухслойных составных балок, лежащих на упругом основании. В качестве основания принята однопараметрическая модель Винклера. Работа двухслойных балок описывается теорией составных стержней А.Р. Ржаницына с абсолютно жесткими поперечными и упругоподатливыми продольными связями между слоями. Привлечение теории составных стержней позволяет исследовать напряженно-деформированное состояние (НДС) многослойных фундаментных балок, включающих слой пониженной теплопроводности, перфорированных балок. Материалы и методы. Получение решения для данных задач в аналитическом виде представляет известные сложности, а зачастую не представляется возможным. Предлагается применить численный метод, метод последовательных аппроксимаций (МПА), разработанный на кафедре строительной и теоретической механики МГСУ профессором Р.Ф. Габбасовым МПА зарекомендовал себя как эффективный и высокоточный метод при расчете балок, плит и оболочек на статические, динамические нагрузки, при расчетах на устойчивость. По сравнению с разностными уравнениями «классического» метода конечных разностей (МКР) разностная форма МПА обладает рядом преимуществ. Рассматриваемая методика позволяет учитывать различные виды краевых условий без привлечения законтурных точек. В качестве нагрузок существует возможность учитывать сосредоточенные силы, сосредоточенные моменты, кусочно-распределенные нагрузки. Описывается алгоритм решения задачи. Система исходных дифференциальных уравнений решается с привлечением разностных аналогов. Приводятся типовые разностные уравнения для регулярных и краевых точек. Результаты. В качестве иллюстрации предлагаемого подхода приведен пример расчета составной, свободно лежащей на упругом основании балки. Качество получаемых результатов контролируется выполнением численного исследования сходимости решения на нескольких вложенных одна в другую сетках. Выводы. Предлагаемая методика может быть использована в инженерной практике проектных организаций и в учебном процессе высших учебных заведений строительного профиля.
Ключевые слова
Введение. Оценка инвестиционной стоимости, принятие инвестиционных решений, успешная реализация инвестиционно-строительных проектов (ИСП) на всех стадиях жизненного цикла зависит от качественного технико-экономического обоснования бюджетных инвестиций. Цель работы - обоснование бюджетных инвестиций (расчет предполагаемой (предельной) стоимости) посредством моделирования и приведения показателей стоимости соответствующих видов работ объектов-аналогов к требуемым показателям мощности или видам работ, указанным в задании на проектирование или в предпроектной документации. Материалы и методы. Проведен анализ технических требований и условий, влияющих на формирование предпроектных решений (проработок), как следствие, на возможность и целесообразность реализации предполагаемого ИСП. Расчет предполагаемой (предельной) стоимости объекта строительства, выполняемый в рамках разработки документации обоснования бюджетных инвестиций, осуществляется в соответствии с установленными административно-территориальными, организационными, техническими и технологическими предпроектными решениями и вариантными проработками и реализуется на основе моделирования стоимостных показателей и видов работ объекта-аналога. Результаты. Обоснование бюджетных инвестиций представлено примером расчета предполагаемой (предельной) стоимости, выполненным с использованием показателей стоимости и видов работ объекта-аналога и учетом особенностей и требований, установленных заданием на проектирование и предпроектной документацией. Выводы. Значимость проведенного исследования состоит в практическом применении процесса моделирования стоимостных показателей объектов-аналогов при формировании документации по обоснованию инвестиций, оценке инвестиционной стоимости и принятию организационно-технологических решений.
Ключевые слова
Введение. Вынужденное торможение темпов жилищного строительства, возникшее вследствие коронакризиса, не снимает задач, поставленных национальным проектом «Жилье и городская среда». Восстановительный рост жилищного строительства, как показывает практический анализ жилищной сферы, не может рассматриваться как следствие фрагментарно принимаемых мер. Новизна подхода заключается в выявлении наиболее проблемных препятствий развития и их комплексном преодолении в режиме цифровой трансформации проектов жилой застройки, способствующей поддержке платежеспособного спроса, оптимизации распределения рисков между участниками строительства и расширению использования превентивных механизмов внесудебного разрешения хозяйственных споров в строительстве. Материалы и методы. Экспресс-анализ современного положения жилищной сферы, в том числе в региональном разрезе, позволил выявить наиболее важные факторы, препятствующие росту деловой активности в жилищной сфере. Методы системного анализа, локализованные во времени и пространстве, дали возможность использовать инструментарий ситуационного анализа в сегменте жилищного строительства. Результаты. Многократное обсуждение причин сжатия объемов жилищного строительства на дискуссионных площадках Минстроя РФ, НОСТРОЯ, РАНХиГС, МГСУ и др. выявило, что полноценная реализация комплексных эффектов перехода к проектному финансированию невозможна без реализации принципа «симметрии рисков», мер поддержки платежеспособного спроса, предотвращения конфликтов интересов участников инвестиционно-строительной деятельности и практической реализации потенциала цифровой трансформации инвестиционно-строительных процессов в проектном формате на всех этапах жизненного цикла строительного проекта. Выводы. Создание качественно новой цифровой среды в сфере жилищного строительства изменит не только плановые, контрольные и экспертные функции, но и оценочные, и коммуникационные механизмы, способствуя снижению транзакционных и операционных издержек, повышению оперативности и объективности строительного контроля, росту доверия и партнерской солидарности, сужению сферы судебных разбирательств и снижению количества банкротств и др., создавая базисные условия ускорения восстановительного роста жилищного строительства.
Ключевые слова