Введение. Объектом исследования является пространственная модель статически определимой мачтовой фермы, состоящей из четырех одинаковых плоских ферм с перекрестной системой решетки и основания с четырьмя опорами по углам. Решается задача вывода аналитической зависимости низшей частоты колебаний мачтовой фермы от числа панелей, массы, линейных размеров ее конструкции и свойств материала. Материалы и методы. С целью расчета значений усилий в стержнях мачтовой фермы с произвольным числом панелей и анализа полученных результатов использован метод индукции и операторы системы компьютерной математики Maple. Задача вывода аналитической зависимости низшей частоты колебаний мачтовой фермы от ее параметров решена с помощью метода Донкерлея, который дает нижнюю оценку собственной частоты. Жесткость конструкции фермы рассчитана по формуле Максвелла - Мора. Выведены и решены однородные линейные рекуррентные уравнения для вычисления общих членов последовательностей коэффициентов в формуле для частоты. Для обобщения ряда частных решений применен метод индукции, реализованный в системе компьютерной математики Maple, используемый для ферм с последовательно увеличивающимся числом панелей n. Результаты. Получена формула для оценки первой частоты собственных колебаний фермы. Коэффициенты формулы имеют вид полиномов не выше четвертого порядка. Точность расчетной формулы, полученной с использованием метода Донкерлея, оценивается сравнением с первой частотой, полученной численным расчетом всего спектра собственных частот. Выводы. Анализ аналитических результатов и их сравнение с численными показывает хорошую точность выведенной формулы. С увеличением числа панелей мачтовой фермы точность нижней оценки собственной частоты растет.
Вестник МГСУ
2022. — Выпуск 6
Содержание:
Введение. Стальные балки с гофрированной стенкой все чаще находят практическое применение в промышленном и гражданском строительстве благодаря своей экономичности. Существуют многочисленные исследования, доказывающие преимущества гофрированных балок. Однако вопрос расчета таких элементов в нормативной и технической литературе недостаточно освещен, что является одним из основных факторов, сдерживающих их широкое использование. Материалы и методы. Наряду с применением аналитических зависимостей, которые, как правило, ориентированы на специфический вид гофрирования стенки и имеют ограничения по области экспериментальной подверженности, распространение получают численные методы. Применен метод конечных элементов (КЭ). Результаты. Представлены принципы построения КЭ модели для оценки несущей способности и эксплуатационной пригодности гофрированных балок при действии локальной нагрузки, верифицированные на основании экспериментальных данных. Выполнен анализ влияния параметров КЭ модели и входных переменных на точность и неопределенность результатов моделирования. Выводы. Показано, что использование КЭ моделей позволяет с высокой точностью оценить значение несущей способности и поведение балки с гофрированной стенкой под действием локальной нагрузки. Работа стали оказывает одно из доминирующих влияний на точность КЭ моделей, при этом главное влияние оказывает значение предела текучести, а значения предела прочности и вид диаграммы деформирования имеют сопутствующее влияние. Изменчивость толщины стенки прямо пропорционально воздействует на значение несущей способности. Размер КЭ следует определять из условия сходимости результатов по критериям критической и предельной силы. Наиболее оптимальный размер составляет около 3-5 толщин стенки элемента. Для уменьшения общего количества КЭ рекомендуется использовать локальное сгущение в местах локализации напряжений. Форму эквивалентных геометричес-ких несовершенств предлагается назначать на основании форм упругой потери устойчивости стенки.
Ключевые слова
Введение. Рассмотрено влияние различных типов цемента на физико-химические свойства газобетонной смеси и готовой продукции плотностью Д600, изготовленной по ударной технологии. Цель исследования - улучшение физико-химических свойств газобетонной смеси для стабилизации процесса производства автоклавного газобетона (АГБ) и увеличение коэффициента конструктивного качества готовой продукции. Материалы и методы. Для анализа влияния различных типов цемента на АГБ изготавливались пробные партии. Применяли: ЦЕМ I 52,5Н, ЦЕМ I 42,5Б, ПЦ 500-Д0-Н, ЦЕМ II/А-К (Ш-И) 42,5Н, ЦЕМ II/А-И 42,5Н, ЦЕМ II/А-И 42,5Б. В качестве факторов, влияющих на реологические свойства газобетонной смеси, выделены химический и минералогический составы цементов. Свойства газобетонной смеси оценивались по параметрам: подвижность по Суттарду, температура во время кипения массива, время наступления кипения, пластическая прочность, температура на резке. Конечные свойства продукции оценивались по параметрам: прочность и плотность. Расплыв измерялся на приборе Суттарда, значение пластической прочности устанавливали при помощи пенетрометра. Прочность и плотность АГБ определялась согласно ГОСТ 10180-2012 и ГОСТ 12730.5-2018. Результаты. Выявлены зависимости изменения реологических свойств смеси и эксплуатационных показателей АГБ от минералогического состава цемента. Представлены графики зависимостей: пластической прочности от содержания C3A; пластической прочности от содержания MgO; конечной прочности от содержания MgO; прочности от содержания С3S; плотности от содержания C3S + C4AF. Показан график влияния добавок известняка и шлака на подвижность смеси. Описано, как влияет количество щелочных оксидов в цементе на конечную прочность АГБ. Установлены виды брака, возникающие при применении того или иного типа цемента. Подобран цемент с наибольшим коэффициентом конструктивного качества. Выводы. Показано, что в АГБ можно использовать цемент с содержанием добавок известняка и шлака без ухудшения физико-химических и эксплуатационных характеристик. Применение ЦЕМ II позволяет снизить себестоимость продукции, также уменьшить «углеродный след».
Ключевые слова
Introduction. Faster construction and commissioning of industrial and civil facilities is a main factor affecting their operational characteristics at the stage of construction due to high-quality multifunctional additives, having plasticizing properties, coupled with the accelerated curing of composite materials in cement binders. The article addresses a study on the influence of a new multifunctional additive on the physical and mechanical properties of heavy concretes, that determines its plasticizing properties and affects concrete strength. Materials and methods. The study focuses on concrete B30. The Vicat apparatus was used to test the cement paste to identify its normal density and setting time according to GOST 310.3. The strength of cubic specimens was tested using hydraulic press P-120 according to GOST 1080-90. Results. The multifunctional additive was obtained by synthesizing caprolactam mixed with polyalkylene glycol and amino alcohols. The test on the setting time of the cement paste has proven that the multifunctional additive plasticizes, if added to heavy concrete mixes. The impact of the concentration of the multifunctional additive on the setting time, compressive strength and slumping of the concrete mix has been identified. These new data were applied to find the optimal interval of concentrations of the multifunctional additive, added to the concrete mix to make densely reinforced concrete products. The optimal concentration interval is 0.2-0.3 % of the cement mass. Conclusions. The multifunctional additive made of domestic chemical products as a result of the study, improves physical and mechanical characteristics of concrete mixes to be used in the construction of civil and industrial construction facilities.
Ключевые слова
Введение. В расчетном обосновании массивных бетонных сооружений (гравитационных плотин, массивных фун-даментов, опор мостов и т.д.) можно выделить задачи, связанные с их поэтапным возведением. Сложность таких задач определяется большим количеством действующих на температурный процесс факторов, изменяющихся во времени и зависящих в том числе и от температуры. Основным фактором, определяющим температурный режим возводимого бетонного массива, является экзотермический разогрев бетона, зависящий от типа и количества используемого цемента, ряда технологических условий. Сегодня наиболее полно подобные задачи можно решать численным методом конечных элементов, на основе которого создано множество программных продуктов. Один из них - прог-раммный комплекс ANSYS, широко используется в расчетах конструкций и сооружений на практически полный комп-лекс действующих нагрузок и воздействий. Представлены результаты натурных исследований, выполненных с целью получения исходных параметров и проверки достоверности результатов, полученных с использованием математического моделирования на основе программного комплекса ANSYS. Материалы и методы. Приводится описание натурного эксперимента с бетонированием опытного бетонного блока. В процессе укладки и твердения бетона температурными датчиками производился замер температур внутри блока и наружного воздуха во времени. Также для данного блока бетонирования выполнены исследования с использованием численного метода конечных элементов по программному комплексу ANSYS. Результаты. Выполнено сравнение результатов натурного эксперимента с расчетами температурного режима, проведенными по программному комплексу ANSYS. Сравнение показало очень хорошее совпадение результатов. Максимальное расхождение температур в выбранных точках натурной и численной моделей не превосходит 0,6 %. Выводы. Программный комплекс ANSYS позволяет с большой точностью решать сложные задачи по определению температурного режима массивных бетонных конструкций с учетом тепловыделения при гидратации цемента.
Ключевые слова
Введение. Практикой эксплуатации сетей водоснабжения из стали и серого чугуна установлено, что внутренняя поверхность труб при определенных условиях покрывается внутренними отложениями, образование которых зависит от качества транспортируемой воды и режима ее перемещения. Аналогично происходит и в самотечных сетях водоотведения. В лотковой части труб появляется слой осадка, если фактическая скорость потока меньше нормативной минимальной. Слой отложений в металлических водопроводных трубах изменяет значение фактического внутреннего диаметра труб и увеличивает потери напора на сопротивление по длине, что способствует возрастанию энерго-затрат насосного оборудования и влияет на величину давления в конечной точке сети. Слой осадка в лотковой части самотечных сетей водоотведения также повышает потери по длине, тормозит поток и вызывает возможность образования закупорки сети. Целью исследования является выявление зависимости продолжительности остаточного периода эксплуатации сетей водоснабжения и водоотведения с внутренними отложениями от толщины слоя отложений на стенках труб. Материалы и методы. Использованы расчетные зависимости, выведенные авторами для гидравлического расчета металлических сетей водоснабжения и самотечных сетей водоотведения с внутренними отложениями. Результаты. Подтверждено существование зависимости продолжительности периода остаточной эксплуатации трубопроводов систем водоснабжения и водоотведения от толщины слоя отложений на внутренних стенках труб. Приведены примеры, свидетельствующие о наличии такой зависимости, обоснованные графиками зависимости продолжительности периода остаточной эксплуатации от толщины слоя отложений в трубопроводах. Предложен гидравлический критерий для оценки продолжительности эксплуатации сетей водоснабжения и водоотведения с внут-ренними отложениями. Выводы. Показано, что для гидравлического расчета сетей водоснабжения и водоотведения с внутренними отложениями целесообразно использовать специальные таблицы, обеспечивающие расчет характеристик таких труб.
Ключевые слова
Введение. В российском прохладном климате тепловая обработка бетона в целях ускорения его твердения является практически обязательной технологической операцией при изготовлении железобетонных изделий (ЖБИ) и конструкций. Нередко на практике, особенно при бетонировании в полевых условиях и пониженной температуре, имеет место дефицит и высокая стоимость энергетических ресурсов для выполнения такой тепловой обработки. Материалы и методы. Перспективный и экономичный вариант решения проблемы энерготепловой обработки бетона и ЖБИ в полевых условиях - применение средств обогрева на основе воздушных теплонасосных систем. В таком мобильном устройстве происходит движение хладагента по замкнутому контуру, содержащему компрессор, конденсатор-теплообменник, дроссельный клапан, воздушный испаритель. Центральным элементом установки служит компрессор, который приводится в действие не электродвигателем, как это обычно делается, а двигателем внутреннего сгорания. Передача тепла, которое вырабатывает тепловой насос, обрабатываемому ЖБИ осуществляется за счет циркуляции рабочего тела - теплоносителя по дополнительному контуру, состоящему из конденсатора-теплообменника, гибких соединительных шлангов и термоактивной опалубки, в которую укладывается свежий бетон, подвергающийся тепловой обработке. Результаты. Тепловой насос, являющийся источником переноса низкопотенциальной тепловой энергии, выполнен в виде отдельного, единого и универсально комбинированного блока, удобного для транспортировки и монтажа на месте. Термоактивная опалубка представляет целый спектр устройств для изготовления разнообразных ЖБИ. Монтаж установки не будет занимать более 5-10 мин. Конкурирующий вариант по отношению к применению теплонасосных систем - применение электротепловой обработки с питанием от бензоэлектрического генератора. Выводы. Технологический процесс изготовления бетонных и ЖБИ с использованием тепловой обработки с помощью воздушных тепловых насосов технически реализуем и по своей энергетической эффективности может превосходить альтернативный процесс - обработку с применением бензиновых (дизельных) электрогенераторов.
Ключевые слова
Введение. Цель исследования заключается в изучении характера воздействия внешних экономических шоков на девелоперские компании в жилищном секторе и определении необходимости смещения приоритета системы управления рисками в сторону управления внешними рисками. Материалы и методы. Методические подходы для решения указанной проблемы основаны на проведении анализа и сравнении статистических данных по экономическим циклам в строительной отрасли Российской Федерации, рассмотрении результатов аналитических исследований и оценок институциональных организаций, экспертных опросов. Результаты. Представлен анализ влияния последствий кризисов с 2014 г. на рынок жилой недвижимости, а также их сравнение с позиции влияния на экономику строительной отрасли, изменения предлагаемого продукта, покупательной способности и потребительских предпочтений. В условиях текущей экономической ситуации и с учетом прогноза на ближайшие 5 лет установлены актуальные организационно-управленческие ориентиры, позволяющие обосновать необходимость изменения распределения рисковой нагрузки в цене производимого продукта, а также предложить дополнительные элементы риск-менеджмента для минимизации сложно прогнозируемых рисков в условиях высокой волатильности внешней экономической среды. Выводы. Определено несоответствие учета внешних рисков в рамках переноса рисковой нагрузки предприятия строительной отрасли на себестоимость продукта в текущей экономической реальности. На период среднесрочной перспективы развития экономики деятельность девелоперской организации в жилищном секторе невозможна без дополнительного внедрения предложенных инструментов риск-менеджмента, а также построения финансовой модели проектов с учетом высокой вероятности новых внешних экономических шоков.
Ключевые слова
Введение. Возрастающая роль инноваций на современном этапе развития экономики обусловлена необходимостью обеспечения конкурентоспособности и технологического лидерства России на международных рынках. В последние годы принят ряд программных документов, определивших пути перевода российской экономики на инновационный путь развития и индикаторы достижения поставленных приоритетов. Проведено сравнительное исследование российских регионов в контексте достижения ими целевых ориентиров инновационного развития, направленного на достижение национальных стратегических целей. Материалы и методы. Использованы открытые статистические данные об инновациях в РФ за 2015 и 2020 гг., -публикуемые Федеральной службой государственной статистики. Сравнительный анализ осуществлен с помощью статистических методов и методов кластерного анализа в программных продуктах Statistica и MS Excel. Результаты. Выполнено разбиение регионов РФ на кластеры, каждый из которых был охарактеризован с учетом различных аспектов инновационной деятельности. На основании первичных статистических данных рассчитаны относительные показатели, характеризующие эффективность инновационной деятельности. Полученные результаты визуализированы с использованием различных статистических графиков. Исследования позволили оценить изменения, произошедшие в составе и структуре кластеров за рассматриваемый период. На основании проведенных расчетов дана оценка степени достижения целей, поставленных в Стратегии инновационного развития Российской Федерации на период до 2020 года. Рассмотрены существующие на сегодняшний день подходы к построению рейтингов инновационной активности регионов. Выводы. Констатированы низкий уровень инновационного развития большинства регионов, а также несовершенство системы показателей, характеризующих инновационную деятельность, и методологии их расчета. В качестве перспективного направления дальнейших исследований предложено совершенствование методов оценки инновационной деятельности с целью стимулирования инновационной активности регионов и повышения эффективности -инвестиционных вложений в инновации.
Ключевые слова
Введение. Широкое внедрение инноваций в аудите зарубежными предприятиями закладывает основу для применения новых подходов к решению задач внутреннего аудита. Одним из таких инновационных подходов, получивших популярность среди зарубежных предприятий, имеющих филиалы в различных странах мира, является дистанционный аудит (ДА), ориентированный на решение задач внутреннего аудита с использованием информационно--коммуникационных технологий и обеспечивающий повышение эффективности функционирования предприятия в целом. В настоящее время для большинства российских строительных предприятий вопрос внедрения ДА находится в стадии разработки. Ввиду этого в исследовании сконцентрировано внимание на разработке концепции введения ДА в деятельность служб внутреннего аудита крупных строительных предприятий. Материалы и методы. Применение метода анализа и классификации информации позволило собрать в единую систему имеющуюся информацию по вопросам внедрения ДА предприятиями различных сфер деятельности, упорядочить значительный информационный ресурс, выявить проблематику определения термина «дистанционный аудит». Системный метод, использованный в исследовании, позволил сформировать общее видение процесса внед-рения дистанционного аудита, дал возможность анализа современных условий, влияющих на его введение, и на этой основе сформировать факторы, влияющие на внедрение ДА; выявить принципы его применения, а также определить основные этапы внедрения. Результаты. Последовательное решение поставленных задач способствовало разработке концепции по внедрению ДА в деятельность служб внутреннего аудита (СВА) крупных строительных предприятий с филиальной сетью, в основу которой положена модель plan-do-check-act (PDCA), циклический характер которой способствует постоянному улучшению процессов по введению ДА. Выводы. Разработана концепция внедрения ДА, позволяющая в значительной мере унифицировать процесс введения ДА в деятельность СВА крупных строительных предприятий с филиальной сетью, и на этой основе обеспечить сокращение нагрузки на объекты аудита, трудозатраты проверяющих и сроки проведения аудита.
Ключевые слова
Введение. Актуальность темы исследования обусловлена ограничениями в финансовых возможностях полной и частичной реновации федерального имущественного фонда, находящегося в оперативном управлении подведомственных учреждений органов исполнительной власти. Проблематика применения механизма государственно-частного партнерства (ГЧП) при реализации подобных проектов связана с узкой направленностью практики его использования. Цель исследования - системное представление организационно-экономического механизма реализации ГЧП при реконструкции и строительстве объектов недвижимости федерального имущественного фонда. Задачи исследования - провести анализ теоретических и методических аспектов реализации ГЧП, рынка ГЧП; предложить схему реализации ГЧП при реконструкции и строительстве объектов недвижимости федерального имущественного фонда с учетом инновационных технологий в строительстве. Материалы и методы. Используются материалы российских и международных организаций: официальные издания Национального центра ГЧП (аналитические обзоры по данным платформы «Росинфра»), инвестиционно--аналитической компании InfraOne Research, Национальной ассоциации инфраструктурных компаний (НАИК), публикации Всемирного банка, научные публикации по предметной области исследования. Применяются традиционные общенаучные методы синтеза, индукции, дедукции, аналогии. Результаты. Основными результатами являются консолидированная теоретико-методологическая база реализации ГЧП, а также предлагаемая схема реализации ГЧП при реконструкции и строительстве объектов федерального имущественного фонда. Практическая значимость итогов исследования состоит в том, что они могут быть использованы при выработке рекомендаций для органов власти по организации проектов реконструкции, полной или частичной реновации федерального имущественного комплекса с применением ГЧП. Выводы. Проведенный анализ эффективности управления федеральным имуществом показал необходимость механизма ГЧП. Данный механизм имеет накопленный опыт практической реализации для инфраструктурных проектов. Однако, несмотря на имеющийся потенциал реализации в рамках предметной области исследования, отмечены ограничения, препятствующие его активному применению. Приведен детальный анализ предлагаемого механизма ГЧП и схемы его реализации.
Ключевые слова
Введение. Рассматриваются тенденции и перспективы применения инноваций в управлении строительной и специальной техникой в процессе строительства. Актуальность данной темы обусловлена общей ориентаций отечественной экономики на инновационное развитие, без которого невозможно дальнейшее повышение качества продукции, повышение производительности труда, снижение затрат строительного производства, сокращение экологического вреда, аварийности, ущерба здоровью работников и улучшение условий труда. Материалы и методы. Использованы системный подход, методы структурного анализа, методы классификации и группировок, сравнительный и статистический анализ и прогнозирование, методы экспертных оценок. Материалом для исследования послужили работы отечественных и зарубежных авторов, опыт строительных компаний, статистика Росстата, информация Агентства инноваций Москвы, материалы деловых программ специализированных выставок.- Результаты. Систематизированы существующие инновационные технологии управления строительной и специальной техникой на этапе строительства. Указанные технологии разделены на две основные группы: средства телематики и средства достижения автономности техники и транспорта. Выявлены преимущества от использования этих технологий и возможные негативные последствия. В развитие методики оценки эффективности инноваций предложена система показателей эффективности внедрения и использования инновационных технологий управления спецтехникой и строительной техникой. Выводы. Проведенный анализ доказывает эффективность и целесообразность инновационных технологий в управлении техникой и транспортом в процессе строительства. Для развития этого инновационного направления требуются определенные условия, прежде всего: активное производство специальных приборов и программ; снижение их цены, что приведет к большей доступности; совершенствование нормативно-правового регулирования; повышение квалификации кадров.