Introduction. This study presents the results of an experimental assessment of the simultaneous impact of corrosion and the reinforcement ratio on the load-bearing capacity of standard reinforced concrete elements subjected to axial compression. Materials and methods. This study was conducted using 216 experimental specimens made of ordinary concrete longitudinally reinforced by high bond reinforcing steel FeE400. The cross-sectional dimension of our experimental reinforced concrete specimens was 20 × 20 cm, and their height was 32 cm. Six cases of bond strength degradation were considered in percent: 0, 20, 40, 60, 80 and 100 %. Experimental specimens had four diameters (Ø). Reinforcing steel rods had the following diameters: Ø10, Ø12, Ø14 and Ø16. For each bond degradation strength value, nine specimens were made using 4Ø10, 4Ø12, 4Ø14 and 4Ø16 rods. The longitudinal steel reinforcement had the reinforcement ratio of 0.80, 1.13, 1.54 and 2.01 %. Bond strength degradation was simulated by applying adhesive tape to the contour surface of the steel rods to prevent the adhesion between the reinforcement and the concrete, in compliance with the required extent of bond strength degradation. The experimental reinforced concrete specimens were subjected to axial compression 28 days later. The collapsing forces, thus obtained, were transformed in compressive strength for the purpose of analysis and interpretation of the results. Results. For one and the same reinforcement ratio, the loss of the load-bearing capacity of reinforced concrete increases, as bond strength degradation goes up. For the same bond strength degradation, the loss of the load-bearing capacity of reinforced concrete also increases, if the reinforcement ratio goes up. Bond strength degradation from 0 to 100 % leads to the load-bearing capacity loss to 11.62, 16.52, 21.32, 26.26 % respectively for the reinforcement ratio μ of 0.80, 1.13, 1.54 and 2.01 %. The curves, demonstrating the load-bearing capacity loss by the reinforced concrete subjected to axial compression, are presented as functions that depend on bond strength degradation and the reinforcement ratio. Conclusions. Bond strength degradation from 0 to 100 % leads to the load-bearing capacity in the range of 11.62 to 26.26 % for the reinforcement ratios between 0.80 and 2.01 %, respectively. The load-bearing capacity loss by reinforced concrete elements subjected to axial compression is presented as the function depending simultaneously on bond strength degradation and the reinforcement ratio. Evidently, excessive reinforcement will negatively affect the durability of the reinforced concrete element under axial compression. Over-reinforced concrete elements under axial compression will be less durable compared to normally reinforced ones.
Вестник МГСУ
2022. — Выпуск 8
Содержание:
Введение. Рассматривается напряженно-деформированное состояние арочных покрытий из холодногнутых тонкостенных профилей без усиления и с усилением арочным каркасом из треугольных ферм с прогонами. Актуальность исследования подтверждается необходимостью усиления арочных покрытий в случае несоответствия района проектирования и фактической эксплуатации, о чем свидетельствуют обрушения конструкций данного типа в последнее время. С целью снижения трудозатрат по моделированию предлагается использовать методику пространственного моделирования ангара с усилением ортотропными пластинами и стержнями. Материалы и методы. Для верификации методики проведен расчет условной арки в плоской постановке с помощью параметров редуцированного сечения и расчет той же арки с применением комбинированного сечения из пластин и стержней в пространственной постановке. Плоская арка и пространственные модели нагружены снеговой нагрузкой, за основу расчета принят нормативный документ СП 20.13330.2016 «Нагрузки и воздействия». Параметры редуцированных прямых участков и напряжения в плоской арке рассчитаны исходя из полученных внутренних усилий и СП 260.1325800.2016 «Конструкции стальные тонкостенные из холодногнутых оцинкованных профилей и гофрированных листов». Снижение жесткости рифленых участков учтено с помощью оценки жесткости при действии единичной силы. Конечно-элементное моделирование осуществлялось в ПК SCAD с автоматическим вычислением напряжений и перемещений. Результаты. Метод пространственного расчета с использованием ортотропных пластин и стержней показал удовлетворительную сходимость с расчетом в плоской постановке. Максимальные напряжения в пространственной модели на 2 % ниже, чем в плоской арке, а максимальные перемещения ниже до 21 %, что связано с более достоверным МКЭ-анализом пространственной работы всего ангара. Выводы. Предлагаемая методика моделирования позволяет снизить трудозатраты по моделированию конструкций и подходит для оценки совместной работы основных конструкций и конструкций усиления любого типа.
Ключевые слова
Введение. Поиск новых вариантов получения менее энергоемких материалов за счет снижения их себестоимости, расширения минерально-сырьевой базы благодаря использованию местных сырьевых ресурсов и промышленных отходов, а также развития эффективных технологий производства является актуальной проблемой строительной отрасли. Бесклинкерная технология изготовления гидравлических вяжущих позволит частично заменить ресурсоемкий портландцемент в строительстве и поможет в определенной доле решить эти проблемные вопросы, одновременно повышая экологическую безопасность на мировом уровне. Предлагаемые вяжущие материалы, основанные на принципах структурообразования в щелочных системах как совокупности последовательно и параллельно протекающих физико-химических превращений путем контактного взаимодействия тонкодисперсных порошков алюмосиликатной природы с катионами щелочных металлов, способствуют образованию прочных и долговечных композитов. Материалы и методы. Исследование энергодисперсионного микроанализа используемых компонентов вяжущей системы выполнено на растровом электронном микроскопе QUANTA 3D, гранулометрия частиц изучена на анализаторе HORIBA методом динамического рассеяния света. Прочностные характеристики вяжущих систем «аспирационная пыль - бентонит - Na2O∙SiO2» определялись согласно ГОСТ 30744-2001 на испытательной машине Testometric FS150AT. Результаты. Электронно-микроскопический анализ показал, что частицы аспирационной пыли размерами более 200 мкм и менее 100 мкм имеют схожий оксидный состав с преобладанием оксидов кальция, кремния, алюминия и углерода. Химический состав бентонита подтверждает алюмосиликатную природу. Установлено повышение физико-механических свойств образцов систем «аспирационная пыль - бентонит - Na2O∙SiO2», именно добавка бентонита более высокой дисперсности способствует получению плотной упаковки зерен путем перераспределения частиц в объеме, что положительно отразилось на поровой структуре и водостойкости цементного камня. Выводы. Результаты исследования подтвердили новые возможности щелочной активации комплексных порошков из отходов цементной промышленности и бентонитовой глины, полученные характеристики и зависимости позволят применять предлагаемую технологию в строительстве.
Ключевые слова
Введение. Важной особенностью городской экологии является запыленность воздуха опасными для здоровья горожан мелкодисперсными частицами PM2,5, образующимися при транспортном движении. Цель исследования - провести сравнительный анализ методов и методик расчета рассеивания загрязняющих веществ (ЗВ) (в общем виде и применительно к PM2,5) в городской атмосфере, базирующихся на гауссовых моделях, имитационных моделях, моделях с уравнениями в частных производных и статистических моделях. Материалы и методы. Применены аналитическое обобщение и систематизация опыта отечественных и зарубежных исследований, изложенных в научно-исследовательской литературе. Результаты. Сравнительный анализ показал, что в большей части рассмотренных методов и методик при расчете дисперсии загрязнителей учитываются только параметры источника загрязнения, что позволяет подобрать его правильное расположение и мощность. Однако при всех достоинствах во всех методах и методиках не учитывается озеленение в пределах города, которое по последним научным исследованиям оказывает существенное влияние на снижение загрязнения городского воздуха, в том числе и в отношении частиц PM2,5. Выводы. Следующим шагом на пути развития расчетных методов и методик рассеивания ЗВ в городской атмосфере в целях обеспечения экологической безопасности городской среды является разработка методики, позволяющей при расчете концентрации ЗВ учитывать пылепоглотительную способность насаждений в отношении частиц PM2,5 и сорбционные свойства лиственной поверхности деревьев и кустарников на территории исследования. Данная методика может обусловить размещение объектов озеленения (деревьев, кустарников), газонного городского озеленения и озеленения крыш и стилобатов жилых и общественных зданий для снижения PM2,5.
Ключевые слова
Введение. Строительное производство характеризуется особыми условиями проведения работ, к числу которых относится необходимость организации на строительной площадке бытовых городков (БГ) для обеспечения сбалансированных условий труда и отдыха работающих. Материалы и методы. Для зданий БГ предусмотрены нормы проектирования, отражающие не только общие для всех зданий и сооружений требования, но и учитывающие их временный период эксплуатации с возможным повторным применением. Проектирование территорий БГ определяется также разработанными для них нормами и правилами. Выполнение работ по капитальному ремонту зданий подчиняется тем же требованиям по организации строительных площадок. Однако ремонтно-строительные работы, проводимые в условиях плотной городской застройки на урбанизированных территориях, предопределяют дополнительный комплекс исследований в области обеспечения безопасных условий производства ремонтно-строительных работ в эксплуатируемых зданиях. Организация работ по капитальному ремонту также имеет свои особенности, связанные с ограничением времени их осуществления в эксплуатируемом здании в одну смену для минимизации негативных воздействий от производственного шума на жильцов, образования строительных отходов, движения транспортных средств. Цель исследования - выявление факторов, влияющих на безопасность обеспечения жизнедеятельности и труда рабочих, занятых в ремонтно-строительном производстве, и разработка мероприятий по снижению их воздействия в производственном процессе. Результаты. Результатом исследований является предложенный инструментарий оценки фактора стесненности территории при проектировании БГ для организации производственного процесса капитального ремонта зданий с учетом требований безопасности труда. Выводы. Формализация требований к проектированию и эксплуатации БГ при реализации региональных программ по капитальному ремонту многоквартирных жилых домов необходима с учетом стесненных условий выполнения ремонтно-строительных процессов различной сложности в эксплуатируемых зданиях, без отселения жильцов и гармонизирована с требованиями по безопасным условиям труда в процессе нового строительства.
Ключевые слова
Введение. Стена в грунте имеет значительное распространение в практике строительства подземных сооружений в глубоких котлованах благодаря высоким конструктивным качествам и технологичности изготовления. К ее конструктивным достоинствам следует отнести водонепроницаемость и высокую жесткость. Однако на последний фактор влияют такие реологические деформации бетона, как ползучесть и усадка, учет которых для конструкций, изготовленных и работающих в грунтовых условиях, на данном этапе изученности вопроса не получил достаточного внимания. Расчет влажностных полей в конструкции железобетонной стены в грунте траншейного типа является необходимым для определения таких реологических параметров бетона, как деформации ползучести и усадки. Материалы и методы. Основное решение получено методом разложения в тригонометрический ряд Фурье, использованы сведения по диффузионным свойствам материалов, установленные в ходе обзора. Результаты. В результате решения задачи транспорта влаги в теле стены в грунте с учетом глинистой корочки на контакте с грунтом установлено, что относительная влажность воздуха порового пространства бетона снижается во времени крайне медленно, принимая линейное распределение лишь на 48 год после откопки стены в грунте. На глубине 20 см влажность упала до 92 % на 365 сутки и до 82 % через 3 года. На шестой год высушивание бетона атмосферным воздухом отражается на контакте с глинистой корочкой и продолжается до 48 года, где относительная влажность бетона принимает установившееся значение 69 %. Выводы. Анализ точного решения показывает существенное влияние глинистой корочки на скорость высушивания бетона стены в грунте. Низкая диффузионная проницаемость корочки ускоряет высушивание бетона. При коэффициенте диффузии глинистой корочки 15,6 ∙ 10-8 м2/сут ее влияние проявляется на глубоких слоях спустя 3 года. Для приповерхностных участков более значима относительная влажность воздуха в котловане.
Ключевые слова
Введение. Цель исследования - сравнить значения гидравлических характеристик бетонных труб диаметром 400 мм со значениями для труб того же диаметра с разной толщиной слоя отложений в лотковой части труб. Материалы и методы. Над потоком сточной жидкости правилами эксплуатации самотечных сетей водоотведения и действующими нормативами всегда предусматривается свободное пространство между сводом трубы и поверхностью потока, обеспечивающее вентилирование сети и перемещаемой сточной жидкости для удаления образующихся газов, выделяемых из потока. Следовательно, чем больше значение наполнения в трубах Hф, тем больше значение толщины слоя отложений h. Используются расчетные зависимости, выведенные авторами для гидравлического расчета самотечных труб с внутренними отложениями. Результаты. Подтверждено существование зависимости фактической степени наполнения труб от толщины слоя отложений в их лотковой части. Проведено сравнение значений гидравлического уклона для новых бетонных труб и труб с разной толщиной слоя отложений в их лотковой части. Рассмотрен конкретный пример, подтверждающий зависимость фактической степени наполнения труб от толщины слоя отложений в их лотковой части. Указаны мероприятия, повышающие уровень эксплуатации сетей водоотведения из разных видов материалов. Показано изменение величины значения фактического уровня наполнения Нф в самотечном трубопроводе в зависимости от толщины слоя отложений h в его лотковой части. Выводы. Доказано, что необходимость проведения гидродинамической очистки сетей водоотведения зависит от фактического уровня их наполнения. Предложены мероприятия, обеспечивающие повышение уровня эксплуатации сетей водоотведения с отложениями в лотковой части труб для выполнения требований нормативных документов.
Ключевые слова
Введение. Теплоснабжение России находится в критическом состоянии. Сложившаяся ситуация обусловливает необходимость модернизации, которая должна быть связана с внедрением современных технологий и инноваций в сферу теплоснабжения. Ряд исследователей отмечает, что в настоящее время происходит смена энергетического уклада, основанного на частичном замещении существующих источников энергии в сторону энергоэффективных устройств, которые позволяют удовлетворять растущие потребности в энергии и снизить негативное воздействие на окружающую среду. Субъектом теплоснабжения, который должен взять на себя ответственность за вопросы реализации вектора его инновационного развития на определенной территории, должны стать единые теплоснабжающие организации (ЕТО), закрепленные законодательством в качестве единого центра ответственности, модернизации и технологического развития теплоснабжения. Цель исследования - рассмотрение теоретических аспектов инновационного развития ЕТО в условиях перехода на новый энергетический уклад. Материалы и методы. Теоретической и методологической основой послужили труды российских и зарубежных авторов по вопросам инновационного развития экономических систем, а также работы исследователей, доказывающих взаимосвязь цикличности экономического роста с инновационным развитием. Применялись методы анализа и синтеза, метод сравнительных оценок. Результаты. Изучение подходов к инновационному развитию экономических систем позволило заключить, что, несмотря на кризисные явления, которые естественны в своей цикличности, снижение темпов развития этих систем преодолевается с большей скоростью в случаях осуществления инноваций в системе, что, по мнению автора, должно найти практическое отражение при модернизации теплоснабжения, в частности, посредством инновационного развития ЕТО. Выводы. В условиях смены энергетического уклада инновационное развитие ЕТО следует рассматривать не только с позиций повышения эффективности деятельности в сфере теплоснабжения в России, но и с позиций повышения энергоэффективности и минимизации негативного влияния на окружающую среду.
Ключевые слова
Введение. Если высшее профессиональное образование можно отнести к стратегическому развитию специалистов строительной отрасли, поскольку в период обучения закладывается начальная база профессиональных знаний, умений, навыков, то дополнительное профессиональное образование (ДПО) представляет собой тактическое решение вопросов получения специализированных знаний, умений и навыков, которые требуются специалисту в данный момент времени для решения поставленных профессиональных задач. Современный тренд в рамках информационного общества - это концепция непрерывного образования на протяжении всей жизни с учетом возможностей и потребностей специалиста строительной отрасли. Непрерывное образование направлено на обеспечение прав человека: на свое развитие, смены вида деятельности, профессии. Развитие системы непрерывного образования специалистов строительной отрасли выступает в качестве важнейшего направления инновационного развития образовательной деятельности. Для этого необходима гибкая система инструментов, форм, методов, моделей, учитывающих организационные, экономические, цифровые и инновационные изменения, способствующие повышению качества образования. Результаты проведенных исследований показали, что развитие системы ДПО столкнулось с рядом проблем объективного и субъективного характера из-за отсутствия отдельных организационных преобразований, учитывающих современные потребности рынка. Материалы и методы. Применены системный подход, общетеоретические методы познания (анализ, синтез, аналогия, обобщение, сопоставление, сравнение и др.), а также графическое моделирование. Результаты. Приведен подход, дополняющий российскую экономическую теорию методикой определения результативности внедрения управленческих решений по процессу инновационного развития системы ДПО и позволяющий проводить оценку способности данной образовательной системы адаптироваться к условиям динамично меняющегося рынка труда. Выводы. Проведенный анализ доказывает, что эффективное развитие организационных отношений управления имеет особую значимость и может быть реализовано на основе научно обоснованного алгоритма, который позволит в конечном итоге повысить экономическую эффективность и управляемость системы ДПО.
Ключевые слова
Введение. Исследование проблем семей, желающих улучшить свои жилищные условия, выявило повышение уровня потребности населения, где особую значимость приобретают инновационные механизмы, реализуемые на основе программ переселения жителей из ветхого и аварийного жилья. Сложные социально-экономические процессы последних трех лет обостряют эти проблемы. Материалы и методы. Использованы открытые статистические сведения стоимости жилья и показатели инвестиционных индексов, данные динамики доступности жилья в городах и городских агломерациях. Обработка информации осуществлялась с помощью структурного, сравнительного и статистического анализа. Материалом для исследования послужили работы отечественных и зарубежных авторов, описывающих опыт внедрения инновационных механизмов решения жилищных проблем. Анализ факторов, влияющих на эффективность реализации базовых элементов инновационного механизма решения жилищных проблем РФ, выполнялся по алгоритму проведения корреляционно-регрессионного анализа с применением инструментария MS Excel. Результаты. Представлены результаты исследования стоимости жилья и показателей инвестиционных индексов по состоянию на 2021 г. Осуществлен анализ коэффициента доступности жилья. Исследование позволило оценить изменения, происходящие в динамике доступности жилья в городах и городских агломерациях, выделить состав основных элементов инновационного механизма решения жилищных проблем в РФ. Структурированы элементы механизма решения жилищной проблемы через систему государственного регулирования, механизм внешнего регулирования, систему рычагов воздействия и инновационных инструментов. Выявлены ключевые факторы, влияющие на результирующий показатель, - доля семей, имеющих возможность приобрести жилье. Выводы. Приведены результаты проверки достоверности представленных корреляционно-регрессионных моделей по критерию Фишера, которые дали возможность выделить первоочередные и второстепенные задачи, позволяющие минимизировать угрозы замедления отдачи от инновационных механизмов, реализуемых в жилищной политике. Обозначены инновационные составляющие решения жилищных проблем и наиболее перспективные направления их решения в текущем периоде развития экономики.