Введение. Объект исследования - неотапливаемые каменные здания, в основном - исторические, в том числе объекты культурного наследия. Предметом исследования является анализ причин образования трещин во внутреннем штукатурном слое. Актуальность исследования обусловлена сильным влиянием повреждений внутреннего штукатурного покрытия на состояние настенной росписи и художественной отделки наружных стен законсервированных исторических объектов культурного наследия и отсутствием системных исследований причин появления изучаемых повреждений на стенах. Научная новизна работы состоит в разработке конечно-элементной модели, в которой -фрагмент каменной кладки рассматривается совместно со штукатурным покрытием. Практическая значимость -исследования заключается в установлении причинно-следственных связей между повреждениями несущих каменных стен и внутренних штукатурных покрытий. Исследование направлено на выявление наиболее значимых факторов и воздействий, оказывающих влияние на появление повреждений во внутреннем штукатурном слое неотапливаемых каменных зданий и культовых сооружений. Материалы и методы. Для решения поставленных задач выполнен детальный анализ напряженного состояния штукатурного слоя при протекании в нем усадочных деформаций. Использованы численные методы исследований, в основу которых положена конечно-элементная модель фрагмента каменной кладки со штукатурным слоем. Результаты. Построен график зависимости главных растягивающих напряжений от соотношения модуля упругости штукатурного раствора к модулю деформации каменной кладки. С увеличением данного соотношения значения главных растягивающих напряжений линейно возрастают. При достижении ими значения 1,0 МПа они становятся сопоставимыми с предельными напряжениями, при которых образуется трещина. Полученные результаты имеют важное практическое значение при разработке программ обследования, ремонта и восстановления исторических объектов культурного наследия. Выводы. Установлено, что значения главных растягивающих напряжений практически не зависят от толщины штукатурного слоя. Влажностные деформации штукатурного слоя значительно превосходят температурные и являются наиболее значимыми факторами появления трещин на внутреннем штукатурном покрытии наружных стен при отсутствии силовых трещин в стенах.
Вестник МГСУ
2022. — Выпуск 10
Содержание:
Введение. Рассмотрен один из объектов культурного наследия, участвующий в формировании архитектурного облика усадьбы Мусиных-Пушкиных на пересечении Доброслободской и Спартаковской улиц в Москве (ныне комплекс зданий Московского государственного строительного университета), - восточный флигель ансамбля, оформляющего границу домовладения с востока. Не имея статуса объекта культурного наследия, это сооружение к настоящему времени претерпело многочисленные преобразования, что отразилось как на фасадах, так и в интерьерах постройки.- Основная цель данной работы - проследить историю формирования флигеля, исследуя его объем в структуре окружающих строений, определить строительную периодизацию постройки, выявить первоначальный облик этого здания и, как следствие, - предложить графическую реконструкцию данного сооружения, которая будет учитывать не только наиболее ранний период его существования, но и тот этап, который обогатил здание новыми, не менее интересными архитектурными формами. Материалы и методы. Изучение постройки основано на методе комплексного источниковедения, включающего поиск и анализ источников и литературы, натурные исследования, сопровождавшиеся устройством зондажей, закладкой шурфов и обмерными работами, химико-технологическое изучение строительных и отделочных материалов. Используя сравнительный метод, данный объект рассмотрен в кругу стилистически и типологически близких построек.- Результаты. В результате проведенных исследований в структуре корпуса выявлен ряд признаков, свидетельствующих о наличии исторического ядра, сформировавшего объем исследуемого здания. Установлена строительная периодизация постройки, датированы ее существующие объемы, обнаружены и изучены первоначальные элементы строения и выделены более поздние напластования. Все это позволило установить облик постройки в различные периоды ее существования и разработать графическую реконструкцию здания. Выводы. Предложенная реконструкция памятника - это результат комплексных исследований, которые дают возможность воссоздать первоначальный облик здания с учетом его утраченных объемов. Это позволит обогатить и сделает более целостным один из интереснейших усадебных ансамблей Москвы.
Ключевые слова
Введение. Статически определимая регулярная симметричная прямоугольная решетка закреплена на двух опорах. Масса решетки распределена по ее узлам. Приводится кинематический анализ, выявляющий изменяемость решетки при некотором числе панелей. Описан алгоритм поиска распределения виртуальных скоростей узлов решетки в этом случае. Выводится формула зависимости нижней оценки первой частоты собственных колебаний конструкции от числа панелей из области допустимых значений. Материалы и методы. Расчет усилий в стержнях статически определимой решетки выполняется методом вырезания узлов с применением операторов системы компьютерной математики Maple. Для определения жесткости конструкции используется формула Максвелла - Мора в предположении, что модули упругости и площади сечений всех стержней решетки одинаковы. Результаты. Показано, что при числе панелей, кратном трем, определитель матрицы системы уравнений равновесия вырождается, и система становится мгновенно изменяемым механизмом. Приводится соответствующая картина распределения скоростей узлов. С использованием приближенной оценки Донкерлея выводится формула зависимости нижней границы первой частоты колебаний фермы от числа панелей. Обобщение серии частных решений на произвольное число панелей осуществляется в системе Maple методом индукции. Выводы. Предлагаемая модель решетки допускает аналитическое решение для нижней оценки первой собственной частоты. Сравнение результата с численным решением, полученным для наименьшей частоты всего спектра частот собственных колебаний решетки, показывает его высокую точность. Продемонстрировано, что погрешность найденной аналитической оценки падает с увеличением числа панелей. Решение может быть использовано в задачах оптимизации и для предварительной оценки проектируемой конструкции.
Ключевые слова
Введение. Представлен метод определения частных коэффициентов ответственности по надежности для отдельных несущих элементов на основе вероятностного анализа. Проводится оценка надежности многоэтажного железобетонного здания с конструктивной схемой в виде безригельного связевого каркаса. Приведена разработанная методика и соответствующие результаты выявления значений коэффициентов надежности по ответственности для отдельных несущих элементов на основе решения вероятностной задачи с использованием критерия равного риска. Материалы и методы. Объект исследования представляет собой двенадцатиэтажное каркасное здание прямоугольной формы в плане. Исследование производится вероятностным методом статистических испытаний, который позволяет дать оценку вероятности наступления отказа строительных конструкций. За отказ принято превышение расчетным армированием проектного армирования. В качестве случайных величин принимаются: прочность арматуры Rарм, прочность бетона Rбет, а также величина временной равномерно распределенной нагрузки на перекрытия F. Все рассматриваемые случайные величины приняты распределенными по нормальному закону. Результаты. Результаты исследования представлены для угловой, крайней, средней и центральной колонн первого этажа. Приведены гистограммы расчетной площади армирования и плотность распределения площади армирования для каждой из колонн, а также таблицы полученных значений вероятности отказа, риска и поправочных коэффициентов к коэффициенту надежности по ответственности для рассматриваемых колонн. Выводы. Полученные поправочные коэффициенты могут быть применены для дифференцирования коэффициента надежности по ответственности γn для отдельных несущих элементов. Предложенный подход позволяет оптимизировать конструктивные решения железобетонных зданий по расходу материалов с обеспечением необходимого уровня надежности и механической безопасности.
Ключевые слова
Введение. Практический метод расчета решетчатых элементов стальных конструкций на местную и общую устойчивость содержит внутреннее противоречие. Проверка общей устойчивости предполагает наличие дополнительной стрелки изгиба ветви в плоскости решетки, а проверка местной устойчивости отрицает ее, что не гарантирует обеспечение местной устойчивости при проверке общей устойчивости решетчатого стержня. Расчетные комбинации усилий на концах любого элемента конструкции при действии одних и тех же расчетных сочетаний нагрузок практически всегда имеют различные значения. Следовательно, продольные усилия в ветвях решетчатых элементов, выделенных по расчетной длине из плоскости решетки, всегда будут переменными, что не учитывается в действующих нормах проектирования. Материалы и методы. Для устранения этого противоречия предложен аналитический метод решения задачи общей устойчивости решетчатых элементов стальных конструкций с учетом обеспечения местной устойчивости наиболее нагруженной ветви. Решение задачи устойчивости ветви из плоскости решетки (двухветвевые элементы) проводится с использованием обратного числено-аналитического метода: по заданному напряженно-деформированному состоянию в наиболее нагруженном сечении упругой ветви численно определяются действующие и фиктивные, компенсирующие развитие пластических деформаций, деформационные усилия. Затем обратным аналитическим решением деформационной задачи устанавливается фактическое загружение ветви на ее концах. Результаты. Коэффициент общей устойчивости решетчатых элементов определяется решением квадратного уравнения, включающего дополнительную зависимость от коэффициента устойчивости ветви в плоскости решетки. Коэффициент устойчивости ветви из плоскости решетки получен при общем случае загружения продольной силой с различными значениями концевых эксцентриситетов в сочетании с равномерно распределенной осевой нагрузкой. Выводы. Предложено аналитическое решение задачи общей устойчивости решетчатых элементов с учетом обеспечения устойчивости ветви. Получено решение задачи устойчивости ветви из плоскости решетки (двухветвевые элементы) при фактическом ее загружении переменной продольной силой, действующей с различными значениями концевых эксцентриситетов.
Ключевые слова
Введение. Цель исследования - изучение микробиологической стойкости асфальтобетонов различного типа; -обосновать и выбрать методы оценки биостойкости асфальтобетонов в среде мицелиальных грибов. Материалы и методы. Образцы исследуемых асфальтобетонов содержали компоненты: битум марки БНД 60/90 со следующими характеристиками: глубина проникания иглы 0,1 мм при 25 °С - 85; глубина проникания иглы 0,1 мм при 0 °С - 35; температура размягчения по кольцу и шару 0 °С - 48; растяжимость - 83 см; индекс пенетрации - 0,6. В качестве наполнителей использовались минеральный порошок, порошок на основе стеклобоя, пищевая мука. Применялся также неактивированный минеральный порошок марки МП-1 из карбонатных пород с истинной и средней плотностью, соответственно 2,71 и 1,71 г/см3. Стеклопорошок получали измельчением отходов стекла ОАО «Лисма» (г. Саранск). Химический состав отходов производства стекла включал (в % по массе): SiO2 - 68,75-72,90; Na2O - 11,9-16,7; K2O - 1,2-3,8; CaO - 5,0-6,0; ВаO - 2,2-5,5; MgO - 3,2-3,8; Fe2SO4 - 0,1-0,12; Al2O3 - 1,0-1,5. Пищевая мука рассматривалась как добавка, являющаяся питательной средой для мицелиальных грибов. Приведены еще некоторые компоненты, которые добавлялись в исследуемые образцы асфальтобетонов. Определение контролируемого свойства твердости проводилось с использованием консистометра Гепплера. Результаты. На основе проведенных исследований и предложенных способов контроля изменения твердости определены наиболее предпочтительные составы относительно их стойкости к воздействию мицелиальных грибов. По каждой исследуемой группе образцов и составов асфальтобетонов приводится их ранжирование по степени стойкости к воздействию внешней среды - мицелиальных грибов. Выводы. Полученные результаты позволяют оценить качество асфальтобетонных составов при их экспонировании в биосреде. Предложенный подход оценки качества асфальтобетонных составов может быть распространен на другие строительные материалы и изделия, подверженные определенным агрессивным воздействиям.
Ключевые слова
Введение. Изложены основные результаты физического моделирования волнового воздействия на гидротехнические сооружения (ГТС) объекта «Строительство морского угольного терминала на базе Сырадасайского угольного месторождения». На основании анализа экспериментальных исследований представлены рекомендации по наиболее эффективной конструкции сооружения соединительной дамбы. Материалы и методы. Эксперименты проводились с помощью метода физического моделирования. В основе строительной науки лежат экспериментальные исследования и при научном сопровождении сооружений, в том числе и гидротехнических, физическое моделирование является наиболее приоритетным методом исследований в мировой инженерной практике. Эксперименты выполнялись в волновом лотке, входящем в состав научно-экспериментальной базы НОЦ «Гидротехника» НИУ МГСУ, с применением новейшей измерительной аппаратуры фирмы Wallingford -(Великобритания). Методика исследований эффективности ГТС апробирована на большом количестве проектных сооружений, прошедших экспертизу, построенных и успешно функционирующих в настоящее время. Результаты. По итогам экспериментальных исследований рекомендована в проект морского угольного терминала наиболее эффективная конструкция сооружения соединительной дамбы. Выводы. Результаты данных научных исследований обеспечат реализацию строительства морского угольного терминала, возводимого в сложных природных условиях суровых арктических широт, в районе с интенсивной добычей угля (Сырадасайское угольное месторождение), что наиболее актуально для задачи развития грузовых портовых объектов Северного морского пути. Перспективы применения метода физического моделирования с задействованием в экспериментах новейшей измерительной аппаратуры и уникального лабораторного оборудования для разработки уточнений и дополнений в рекомендации нормативных документов РФ, а в ряде случаев и новых разделов, представляются актуальными.
Ключевые слова
Введение. При проведении теоретических и прикладных исследований по моделированию гидрогеофизических фильтрационных процессов и других потенциальных потоков нередко возникает необходимость аналитического определения значений «неберущихся» эллиптических интегралов, что связано с трудоемкими математическими подсчетами, перекрестным нелинейным интерполированием данных специальных таблиц и графиков и др. Использование при решении прикладных задач для их определения компьютерных программ дает только дискретные результаты в «цифрах» (а не в «символах») без возможности их последующих преобразований для получения общего аналитического решения в элементарных функциях. Материалы и методы. Несмотря на наличие различных вычислительных программ, аналитические решения востребованы до настоящего времени, поскольку имеют большие возможности по выявлению внутренних физических причинно-следственных связей в решаемых задачах и последующего их использования в математических преобразованиях. Результаты. Предложены расчетные зависимости в элементарных функциях по определению значений полного эллиптического интеграла 3-го рода с достаточной точностью (~
Ключевые слова
Введение. Дальнейшее развитие методов расчета теплового режима помещений при автоматизации систем -обеспечения микроклимата является актуальным. Цель исследования - поиск приближенной аналитической зависимости температуры воздуха в условиях скачка теплового потока в кондиционируемых помещениях от времени для интегрального закона регулирования компенсационного теплового воздействия со стороны климатического оборудования. В качестве научной гипотезы выдвигается положение о возможности выражения данной зависимости через тригонометрические функции со скользящими параметрами. Материалы и методы. Предполагается использование основного дифференциального уравнения теплового баланса помещения, обслуживаемого климатическими системами, оборудованными непрерывными интегральными регуляторами, при скачкообразном изменении теплового возмущения. Применяется линеаризация уравнения за счет замораживания переменных коэффициентов и операционный метод Хевисайда, а также метод нормировки для устранения влияния особенности решения на возможность учета начальных условий. Результаты. Найдены аналитические выражения для коэффициентов и параметров приближенной зависимости изменения температуры в помещении при интегральном регулировании систем кондиционирования воздуха в условиях скачка теплопоступлений. Получены упрощенные формулы для максимального отклонения температуры воздуха и скользящей частоты для участвующих в решении тригонометрических функций, а также дана оценка их погрешности по сравнению с точным решением на примере одного из помещений в жилом здании для климатических условий Москвы. Выводы. Показано, что зависимость температуры воздуха в помещении, обслуживаемом климатическими системами, регулируемыми по интегральному закону, от времени можно представить в упрощенном аналитическом виде на основе тригонометрических функций с переменной частотой. Дополнительно подтверждена справедливость ранее полученного точного решения для изменения температуры в виде бесконечного ряда по степеням момента времени с начала теплового возмущения.
Ключевые слова
Введение. В современных условиях четко сформулированные требования к сметной документации, используемой для обоснования сметных затрат на строительство (капитальный ремонт, реконструкцию) объекта капитального строительства, способствуют однозначному формированию целей, функций, ограничений, требований его создания и последующей эксплуатации. В период реформирования системы ценообразования и сметного нормирования строительной отрасли остро встает вопрос о методическом сопровождении процесса обоснования величины сметных затрат в строительстве, а также полного и достоверного отражения затрат в сметной документации. Проведенный анализ основных форм первичной сметной документации на примере локальных сметных расчетов (смет), разрабатываемых с применением федеральных или территориальных сметных нормативов, подтвердил необходимость выполнения работ по разработке единых требований к составлению всех форм сметной документации. Кроме того, для внедрения и использования технологий информационного моделирования в строительстве также необходима разработка набора требований к сметным документам с целью систематизации и унификации информации, приводимой в них. Материалы и методы. Применялись системный подход, общетеоретические методы познания (анализ, синтез, аналогия, обобщение, сопоставление и др.), методы управления проектами. Результаты. Предложено использовать систему управления требованиями к сметной документации. Определены этапы разработки системы требований к сметной документации, процессы в составе каждого этапа, а также показатели результативности процесса, позволяющие оценить процесс в период его реализации. Сформулированы требования к составу и оформлению сметной документации. Выводы. Внедрение предлагаемой системы управления требованиями к сметной документации в практическую деятельность будет способствовать повышению достоверности сметных затрат в строительстве, а также минимизации временных затрат на реализацию прохождения экспертизы сметной документации.