№ 6 (2024)

Рассмотрены теоретические положения напряженно-деформированного состояния и несущей способности трубобетонных конструкций; для подтверждения проведены экспериментальные исследования. Опытные образцы трубобетонных конструкций изготавливались из высокопрочного бетона со спиральным армированием и высокопрочной продольной арматурой. Разработанная конструкция сжатых трубобетонных конструкций квадратного сечения обладает повышенной прочностью и имеет высокие значения предельных осевых деформаций. Для разрушения такой конструкции требуется значительно большее количество энергии по сравнению с традиционно используемыми несущими элементами. Данное обстоятельство делает их особо привлекательными для применения в зданиях и сооружениях, возводимых в сейсмически активных зонах, а также для уникальных зданий и сооружений. По результатам выполненных исследований усовершенствована конструкция сжатого трубобетонного элемента. За счет использования высокопрочного напрягающего бетона удалось значительно увеличить его прочность по сравнению с известными аналогами. Предельные деформации таких элементов превышают 1%, что открывает перспективы для применения. Высокие прочность и пластичность разработанной конструкции свидетельствуют о том, что для их разрушения требуется большое количество энергии. Это существенно повысит живучесть каркасов, изготовленных с применением трубобетонных элементов.

В работе исследованы теплозащитные свойства пеностекольного щебня на основе диатомита и стеклобоя и дана оценка их применимости в составе дорожного полотна в условиях районов вечной мерзлоты. Проведены экспериментальные определения теплотехнических параметров пеностекольного щебня, изготовленного из стеклобоя и из диатомита, в том числе: насыпная плотность, эксплуатационная плотность, прочность при сдавливании в цилиндре при заданной эксплуатационной плотности, теплопроводность. Изучены теплофизические характеристики засыпки из пеностекольного щебня на основе стеклобоя при 30%-й степени уплотнения. Определены значения теплопроводности пеностекольного щебня в сухом, мерзлом и талом состоянии. Полученные экспериментальные данные явились основой для компьютерного моделирования и расчета температурных полей грунтов с конструкцией дорожного покрытия на территории распространения многолетнемерзлых грунтов (Республика Саха (Якутия)). Проведен расчет изменения температурного режима с прогнозированием на 12 мес. Для сравнения представлен расчет аналогичной дорожной конструкции без теплоизолирующего слоя, с применением крупного песка. Результаты расчетов показывают эффективность использования засыпки из пеностекольного щебня в конструкции дорожной одежды; установлено, что теплоизоляционный слой из пеностекольного щебня препятствует размораживанию слоя многолетнемерзлых грунтов.

Комфортная акустическая среда в жилых и общественных зданиях является важной задачей, решить которую возможно только в комплексе специальных конструктивных мероприятий, одним из которых служит улучшение звукоизоляции ограждающих конструкций в том числе междуэтажных перекрытий. В статье приведены результаты лабораторных испытаний строительных материалов, используемых в качестве упругих прокладок при устройстве плавающих полов. Описаны составы плавающих полов, приведены графики частотной зависимости улучшения изоляции ударного шума испытанными конструкциями, а также их одночисловые характеристики.

Материалы тепловой изоляции, применяемые в наружных ограждающих конструкциях в зависимости от своих основных свойств, реализуемых с их помощью проектных решений, качества их изготовления и монтажа и с учетом особенностей режима эксплуатации могут выполнять свои функции с различной эффективностью. Это может существенно влиять на потребление теплоты системами отопления зданий. В работе представлен результат проводимого эксперимента по оценке энергопотребления зданий в зависимости от типа конструкции и характеристик их наружных ограждений. Результаты испытаний подтвердили наличие связи между интенсивным ветровым воздействием на фасад здания, воздухопроницанием ограждающей конструкции и отдельных составляющих ее слоев и параметрами работы системы воздушного отопления.

Проведен обзор существующих математических моделей по влажностному режиму. Описаны методы, позволяющие рассчитывать влагоперенос в сорбционной зоне увлажнения и в сверхсорбционной. Показаны особенности расчета распределения влаги с применением теории потенциала влажности. Предложен новый дискретно-континуальный метод расчета влажностного состояния ограждения, позволяющий определять нестационарный влажностный режим по аналитическому выражению без применения численных методов. Выведены две формулы для однослойной и для многослойной ограждающих конструкций здания соответственно. Формула позволяет определять распределение потенциала влажности в различных сечениях ограждающих конструкций зданий. Эффективность метода доказана путем сравнения полученных результатов с вычислениями по нестационарному и инженерному квазистационарному методам расчета. Рассчитан влажностный режим однослойной ограждающей конструкции в городе Москве из газобетонных блоков, а также двухслойной ограждающей конструкции с основанием из глиняного кирпича и облицовкой из силикатного кирпича. Показано, что результаты расчета по предложенному методу и количественно и качественно близки к распределению, получаемому по нестационарному методу расчета как для однослойных, так и для многослойных ограждающих конструкций. Метод рекомендован для использования в инженерной работе, так как позволяет учитывать инерционность увлажнения ограждающей конструкции здания.

Проведено количественное описание влияния образующихся химических структур полиэпоксиуретанизоциануратов на величину температуры стеклования T_g и показатель преломления. Это осуществляется путем подбора сополимерных структур, величина T_g которых сопоставима с расчетной, при этом ошибка не превышает 1,8–2%. Теоретические данные получены на основании расчетов модельных структур с использованием компьютерной программы «Каскад» (ИНЭОС РАН).

Научные труды выдающегося ученого А.М. Иванова, посвященные разработке новых методов расчета деревянных элементов с учетом фактора времени – ползучести, до настоящего времени вызывают большой интерес современных исследователей. Воронежской научной школой полимербетонов А.М. Иванова обоснованы и созданы универсальные модели, получившие название «структурные диаграммы», в которых заложены вероятностные основы оценки свойств материалов, а также полимербетонов и других композитов. В статье описан жизненный путь, становление научной деятельности и преподавания выдающегося ученого д-ра техн. наук, профессора А.М. Иванова – участника Великой Отечественной войны. Благодарные ученики и последователи показали, что вопросы армирования сталеполимербетонных конструкций, анкеровки арматуры в полимербетоне и расчет стыков сборных сталеполимербетонных конструкций сплошного и кольцевого сечений с различными видами армирования; разработка целой гаммы полимерных материалов, армированных стеклопластиковой арматурой и древесной щепой, – результат наставнической деятельности выдающегося педагога и ученого.

Представлено реферативное обобщение специфики усталостной деградации цементных композитов, обусловленной структурно-физической неоднородностью, неоднозначностью энергетических и механических последствий индуцируемых изменений, взаимозависимостью воздействий и отклика и т. п. Совокупность этих факторов не позволяет использовать для ее оценки методологию и принципы метода предельных состояний. Предлагается феноменологический подход к проектному учету усталости посредством введения нормативной классификации сопротивления композитов нестационарным воздействиям. В экспериментальной части работы испытаны призматические образцы двух серий: бетона и фибробетона с полипропиленовыми волокнами. Все испытания проводились в автоматическом режиме по специально разработанной программе на испытательном комплексе Instron 5989 с соблюдением постоянства скорости деформирования образцов 0,04 мм/с. Внешние воздействия смоделированы 50 циклами нагрузка-разгрузка с амплитудой η=0,8 и нулевой асимметрией (ρ=0). Циклическое нагружение завершалось монотонным сжатием до полного разрушения образцов. Экспериментально-аналитически обоснована возможность применения закономерностей кинетической концепции прочности и ее критерия (времени разрушения) для оценки усталостной долговечности. Подтверждена практическая тождественность кинетики времени сопротивления и значимых показателей эксплуатационной пригодности.