Введение. Представлены результаты анализа изменения планировочной структуры урбанизированной территории на примере г. Басра, использование территорий для нефтяных добыч мухафазы Басра и их влияние на развитие города и окружающую среду, которое ведет к уменьшению площади природных территорий, практический аспект научных исследований. Развитие информационной системы градостроительной деятельности и ведение баз данных, направленных на изучение градостроительных задач для обеспечения сбалансированного развития территорий нефтедобычи мухафазы Басра при структурированной схеме регионального планирования - одна из важнейших задач Ирака. Увеличение площади жилых территорий, площадей нефтяных и промышленных зон в период начиная с 2003 г. - проблема, которая требует особого внимания. Создание экологического дисбаланса в результате значительного изменения видов использования территорий ведет к различным нарушениям и является серьезной градоэкологической проблемой, стоящей перед провинцией Басра. Материалы и методы. Использованы официальные данные, предоставленные администрацией г. Басра; таблицы, документы и картографические материалы; информация из открытых источников - карты со статистическими расчетами программного комплекса ArcGIS 10.x и Microsoft Excel; метод ретроспективного анализа территории г. Басра с применением метода дистанционного зондирования, который позволил определить границы города и пространственную трансформацию. Результаты. На основе проведенного ретроспективного анализа выявлено, что границы города трансформируются. Высокий экономический рост за счет нефтедобычи и развития промышленных территорий вызывает потребность в сбалансированных территориях, направленных на устойчивое развитие, особенно в исторической части г. Басра, которая испытывает деградацию. Выводы. Проблема дисбаланса использования урбанизированных территорий и экологической устойчивости городов, пострадавших от военных действий, требует при разработке схем территориального планирования специальных регламентов, направленных на специальные действия по формированию границ города.
Вестник МГСУ
2021. — Выпуск 1
Содержание:
Введение. Предмет исследования - вращательная жесткость узлового соединения каркаса модульных зданий. Жесткость узловых соединений оказывает непосредственное влияние на расчет строительных конструкций, однако в отечественных нормах проектирования отсутствуют прямые указания по данной характеристике. Для модульных зданий характерны нетиповые узловые соединения, поэтому необходимо проводить исследования вращательной жесткости узлов. Цель данной работы - установление границ жестких и полужестких узлов соединения ригеля из швеллера и стойки из квадратной трубы модульных зданий. Материалы и методы. Классификация узловых соединений принята согласно нормам Eurocode 3, который устанавливает границы для шарнирных, полужестких и жестких узлов. Для вычисления значений начальной вращательной жесткости использован компонентный метод конечных элементов, реализованный в ПК IDEA StatiCA. Рассмотрены варианты с непосредственным примыканием на сварке ригеля к стойке, а также соединения с дополнительным ребром жесткости. Результаты. Получены значения вращательных жесткостей крепления ригелей к стойкам. Установлено, что при пролетах, характерных для модульных зданий, узлы с непосредственным примыканием швеллеров к стойкам из квадратных труб следует классифицировать в общем случае как полужесткие и учитывать их вращательную жесткость в расчетных схемах. Для узлов с дополнительным ребром изменение вращательной жесткости крепления имеет нелинейный характер. При размерах ребра, близких к размерам сечения стойки, происходит резкое увеличение вращательной жесткости, и соединения переходят в класс жестких. Выводы. Построена номограмма для различных сечений швеллеров и квадратных труб с минимальными размерами ребер, при которых узел соединения ригеля со стойкой следует считать жестким. Данную номограмму рекомендуется использовать при назначении размеров ребер жесткости. Благодарности. Авторы выражают благодарность редакции журнала за оперативную работу при подготовке статьи к печати. А также рецензенту за конструктивные замечания, позволившие улучшить содержание статьи.
Ключевые слова
Введение. Рассмотрена проблема расчета устойчивости сжатых стержней с учетом их собственного веса. Получено разрешающее дифференциальное уравнение второго и четвертого порядка относительно безразмерного прогиба. Предложена методика численно-аналитического и численного решения полученного уравнения с использованием функции в виде степенного ряда и метода конечных разностей. В результате при численной реализации проблема была сведена к обобщенной задаче на собственные значения. Приведено сравнение с решением других авторов. Материалы и методы. Задача определения критических значений для стержней ставится как задача нахождения области определения этих значений в зависимости от граничных условий и безразмерных параметров α и β, соответствующих сосредоточенной силе и распределенной нагрузке от собственного веса. В качестве функции, аппроксимирующей прогиб, выступает сходящийся степенной ряд с неопределенными коэффициентами. Решение задачи устойчивости призматического стержня выполняется в среде MatLab. Находятся значения α и β, соответствующие минимуму критической нагрузки. Результаты. Для апробации методики решен ряд задач и выполнено сравнение с известными решениями. Выводы. Предлагаемая методика, в отличие от аналитических решений, позволяет решить задачу с произвольной фиксацией концов стержня. Также можно учитывать изменяющуюся по длине жесткость и неоднородность стержня. Тестовые задачи показали хорошее согласие с литературными данными. В дальнейшем планируется разработать методику расчета с учетом ползучести. Показано более высокое качество аналитического решения по сравнению с имеющимися методиками.
Ключевые слова
Введение. Расширение городских территорий, уплотнение городской среды приводят к необходимости обеспечения бесперебойного транспортного сообщения между районами. Метрополитен - современный вид транспорта, строительство и эксплуатация которого возможны под землей. Метрополитен является и источником повышенных вибраций, которые негативно сказываются на комфорте жизни людей и высокотехнологичных производственных процессах. Основное влияние на уровень вибрации на поверхности грунта или строительных конструкциях оказывают скорость поезда, его вес, количество дефектов на колесах и рельсах, геологическое строение площадки, условия заложения трассы метрополитена, удаленность точек монтажа измерительного оборудования. Рассмотрено воздействие движущихся поездов метрополитена на тоннельную обделку, а также наезд колеса на стык рельсовых плетей. Материалы и методы. В основе решения задачи о нахождении напряжений на границе тоннельной обделки от подвижного состава метрополитена при ударе на стыке рельсов лежит известная задача расчета балки на упругом основании. Аналитическое решение и графики получены при помощи программного комплекса MathCAD. Результаты. Решена задача о нахождении напряжений на границе тоннельной обделки от подвижного состава метрополитена при ударе на стыке рельсов. Построены графики прогибов изогнутой оси бесконечной балки, изгибающих моментов, а также напряжений на контуре тоннельной обделки. Получены нормальные напряжения на контуре тоннеля с помощью разложения внешней нагрузки в ряды Фурье. Выводы. Полученные в результате расчета данные используются в дальнейшем в задачах нахождения волнового поля в сплошной упругой среде с помощью методов последовательных волновых приближений и компенсирующих нагрузок.
Ключевые слова
Введение. При построении расчетных схем железобетонных несущих систем зданий и сооружений с использованием стержневой или пластинчатой аналогии между конструктивными элементами и их моделями, как правило, подразумевается абсолютно жесткое сцепление арматуры с бетоном, что не в полной мере отражает характер их действительной совместной работы на участках с высоким градиентом напряжений, например, в узлах сопряжения колонны с ригелем. В связи с этим существует потребность в построении расчетных зависимостей и методики для анализа устойчивости деформированного состояния стержневых элементов железобетонных каркасов зданий и сооружений с учетом деформаций сдвига по поверхности контакта арматуры и бетона. Материалы и методы. Для построения деформационной модели внецентренно сжатого железобетонного стержневого элемента применена теория составных стержней А.Р. Ржаницына. В качестве деформационной реологической модели статико-динамического сопротивления бетона предлагается использовать модель Кельвина - Фойгта. Результаты. В аналитическом виде построены зависимости для расчета деформированного состояния и устойчивости железобетонного внецентренно сжатого стержневого элемента при его динамическом догружении, учитывающие деформации сдвига в зоне контакта арматурных стержней и бетона. С целью учета упругопластического характера деформирования бетона и стальной арматуры при решении задачи об устойчивости динамически догружаемого железобетонного внецентренно сжатого стержневого элемента каркаса здания был разработан алгоритм нелинейного расчета. Выводы. Полученные расчетные зависимости для учета деформаций сдвига по поверхности контакта арматуры и бетона во внецентренно сжатых железобетонных стержневых элементах каркасов зданий и сооружений позволяют выполнить расчет устойчивости деформированного состояния таких элементов при особых воздействиях, вызванных внезапным удалением одного из несущих элементов конструктивной системы.
Ключевые слова
Введение. В настоящее время многоэтажные дома из деревянных конструкций строятся в разных странах. Долговечность конструкций в большой степени зависит от применяемых защитных систем. Наиболее эффективными являются полифункциональные защитные системы, которые комплексно увеличивают огнезащищенность, гидрофобность, биостойкость материалов конструкций. Предполагается, что введение углеродных нанотрубок (УНТ) обеспечит создание более равномерного защитного слоя и улучшит характеристики покрытия. Цель работы - разработка полифункциональной защитной системы для деревянных конструкций. Данная система должна обеспечивать огнезащищенность, гидрофобность и не ухудшать механических свойств древесины. Материалы и методы. Исследования проводились на образцах древесины сосны. В качестве наномодификаторов использовались УНТ. Основной платформой для создания полифункциональных защитных систем были образцы древесины, поверхностно модифицированные фосфоновыми кислотами - метилфосфоновой и нитрилотриметилфосфоновой. Комплексные защитные системы создавались путем введения УНТ. Оценка пожароопасных свойств осуществлялась по ГОСТ 27484-87, водопоглощения - по ГОСТ 16483.20-72, механических свойств - по ГОСТ 16483.11-72 и 16483.10-73. Гидрофобность оценивалась методом краевого угла смачивания. Характер поверхности образцов и ее химический состав изучались с применением двухлучевого сканирующего электронно-ионного микроскопа FEI Quanta 3D FEG с приставкой для энергодисперсионного анализа EDAX Octane Elect. Результаты. Все исследованные системы покрытий относятся к первой группе огнезащитной эффективности, лучшие из них снижают потерю массы при горении образцов Δm = 3,7 - 1,34 %. Древесина приобретает гидрофобные свойства, водопоглощение снижается в 1,5 раза. Увеличивается механическая прочность на сжатие поперек волокон в 1,6 раза. Оценка характера поверхности и ее химического состава показывает, что высокая огнестойкость коррелирует с повышенным содержанием фосфора в коксовом слое, образовавшемся в ходе горения. Выводы. Поверхностное модифицирование древесины в тонких слоях созданными защитными системами рекомендуется в качестве эффективного средства для увеличения долговечности конструкций.
Ключевые слова
Введение. Строительство гидротехнических сооружений (ГТС) должно отвечать высоким требованиям надежности водопроводящих каналов, безнапорных труб, открытых водосбросов. Расчет ГТС необходимо выполнять с учетом динамических свойств воздействующего на них потока. Теория одномерных открытых потоков, используемая на практике, содержит некоторые общие указания без детального их рассмотрения. Использована теория двухмерных плановых открытых течений, а именно метод характеристик, предложенный и развитый в работах И.А. Шеренкова. Материалы и методы. В работах Б.Т. Емцева указано, что равномерный поток можно сопрячь с течением общего вида только с помощью промежуточного течения «простая волна», но подтверждения этого не приводится. Нами выделено и проанализировано в плоскости годографа течение общего вида. Затем определены характеристики первого семейства потока. Переход в физическую плоскость потока позволил определить координаты точек характеристик второго семейства, что дало возможность найти координаты точек крайней линии тока и определить ее геометрию. Результаты. Предложенная математическая модель, которая при решении граничной задачи свободного растекания бурного, потенциального, двухмерного в плане, открытого, стационарного водного потока при его безнапорном истечении в широкое горизонтальное гладкое русло позволила удовлетворить как системе уравнений движения потока, так и граничным условиям. Выводы. Понятие течения общего вида (ранее неизвестное) и решение уравнений движения в плоскости годографа скорости помогли доказать теоретически возможность применения его в решении задачи свободного растекания потока. Получено простое аналитическое решение в плоскости годографа скорости. Теоретическое значение этой математической модели заключается в возможности поэтапного ее расширения для решения практических задач и усложнения от выявления основных закономерностей упрощенной модели потенциального потока, до практического использования результатов моделирования. Реализация методики в виде программы расчета поможет использовать ее проектировщиками ГТС. Это - первый этап решения задачи, который на следующих этапах позволит учесть силы сопротивления потоку.
Ключевые слова
Введение. Эксплуатация трубопроводных систем сопровождается рядом условий, которые приводят к резкому снижению их долговечности, а именно благодаря возникновению переменных низкочастотных и высокочастотных нагрузок, свойственных технологическому трубопроводу из-за динамического режима работы, обусловленного наличием компрессорных установок, происходит усталостное разрушение, приводящее к отказу трубопровода. На этапе монтажа участки технологических трубопроводов соединяют между собой путем создания сварного соединения. Протекание термического цикла сварки зачастую негативно влияет на свойства материала в условиях усталостного нагружения. Представляет интерес исследование сварных соединений трубопроводной стали под действием вибраций высоких частот, определение влияния дефектности сварного шва на характеристики долговечности. Материалы и методы. Выбрана трубопроводная низкоуглеродистая сталь СТ20. Использованы радиографический метод контроля, оптическая металлография, микротвердость структурных фаз и метод усталостных высокочастотных испытаний. Результаты. Представлены результаты и выводы о влиянии дефектов сварных соединений на характеристики долговечности сварных образцов из трубопроводной стали при высокочастотных усталостных испытаниях, проанализированы структурные изменения в сварном соединении методами оптической металлографии и микротвердости. Посредством радиографического контроля определены дефекты сварного шва, их размеры. Приведен сравнительный анализ пределов выносливости основного металла (ОМ) модельного материала и его сварного соединения с выявленными дефектами и без дефектов сварного шва. Установлены главные причины разрушения сварных соединений под действием вибраций высоких частот. Выводы. Обобщая полученные результаты, можно утверждать, что высокочастотные вибрации оказывают негативное влияние на ОМ технологического трубопровода и на сварные соединения из него. Местом разрушения является именно сварной шов, а активаторами процесса разрушения - наличие дефектов, причем влияние на усталостные характеристики оказывают не размер и типология дефекта, а его наличие. Характеристики долговечности при высоких частотах нагружения сварного соединения в гигацикловой области на 67 % ниже по сравнению с ОМ.
Ключевые слова
Введение. При проектировании организации работ по строительству группы сооружений на этапе застройки квартала гражданскими или промышленными объектами возникает задача обеспечения непрерывной работы выделенных специализированных строительных подразделений при одновременном соблюдении технологии и нормативных сроков возведения отдельных сооружений. Актуальность обусловлена сложностью согласования работы подрядных и субподрядных организаций при строительстве сооружений целого квартала под эгидой генподрядчика. Цель исследования - анализ и применение метода ветвей и границ при решении задач, связанных с организацией квартальной застройки с применением специальных методов теории расписаний. Материалы и методы. Рассматривается задача обеспечения непрерывной работы выделенных специализированных строительных подразделений при одновременном соблюдении технологии и нормативных сроков возведения отдельных сооружений при организации квартальной застройки. Результаты. Предложено решение задачи с помощью метода ветвей и границ. В качестве примера приведено строительство восьми сооружений в составе квартальной застройки. Для этих сооружений получены матрицы, отражающие поточную организацию работ при разных методах организации, рассчитаны основные параметры комплексных потоков по строительству сооружений квартала на основе начальных и конечных временных показателей по каждому специализированному потоку на каждом отдельном сооружении, объединены все восемь сооружений с помощью матрицы, отражающей смещение. Рассмотрены два основных способа реорганизации комплексного квартального потока. Выводы. Выполнено сравнение исходной и оптимизированной матрицы по методу ветвей и границ, приведены вычислительные результаты. Показаны достоинства и недостатки метода критического пути и метода непрерывного использования ресурсов на основе приведенного примера строительства восьми сооружений в составе квартальной застройки.
Ключевые слова