Збірник наукових праць Галузеве машинобудування будівництво
Викладення результатів досліджень із механізації будівельних робіт, проектування й експлуатації будівельних споруд, удосконалення будівельних конструкцій; розглянуті сучасні проблеми механіки ґрунтів, геотехніки та фундаментобудування.
National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic»
Визначення основних показників роботи бетонозмішувача примусової дії з використанням критеріїв подібності
Удосконалення конструкцій змішувального обладнання для приготування жорстких бетонних сумішей є ключовим напрямом підвищення ефективності будівельного виробництва. У роботі застосовано метод теоретичного моделювання з використанням безрозмірних критеріїв подібності, що дозволяє виконати масштабування робочих параметрів від лабораторного зразка до промислового бетонозмішувача. Проведено структурно-функціональний аналіз нової триконтурної схеми перемішування, що включає роботу трьох горизонтальних валів з різними функціями транспортування та деструкції компонентів суміші. Запропоновано п’ять адаптованих критеріїв подібності (аналог Fr, Re та інших), які враховують гравітаційні, інерційні, в’язкі, пружні й міжфазні сили, що діють у робочому об’ємі змішувача. На основі отриманих критеріїв виведено формули для розрахунку продуктивності (output rate) та потужності приводу (drive power), що включають геометричні параметри мішального простору, кутову швидкість (ω) і коефіцієнти енерговитрат. Уперше обґрунтовано енергетичний баланс приводу з урахуванням втрат на гравітаційне переміщення, зсувну деформацію й опір середовища. Результати підтвердили можливість використання запропонованого підходу для проектування бетонозмішувачів з урахуванням специфіки жорстких сумішей, без проведення повномасштабних експериментів. Перспективним напрямом подальших досліджень є розширення системи критеріїв для машин неперервної дії з автоматизованим регулюванням режимів перемішування
Авторське право (c) 2024 Володимир Блажко , Анна Аніщенко , Станіслав Костенко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Розробка енергозберігаючої конструкції системи живлення бетонозмішувальної установки
Виробництво бетону є важливою складовою будівельної промисловості, проте воно відоме своїми великими енергетичними витратами та негативним впливом на довкілля. У зв'язку з цим, дослідження системи живлення бетонозмішувальної установки має велике значення для підвищення сталості та зменшення впливу на навколишнє середовище. В статті проводяться дослідження, які спрямовані на оптимізацію виробничих процесів та зменшення споживання енергії в бетонозмішувальних установках. У роботі використовувалися моделювання та аналіз технічних параметрів конструкції бетонозмішувальної установки. Однією з ключових проблем, що виявлені, є неефективність системи живлення, що призводить до зайвого споживання енергії та втрат продуктивності. З метою вирішення цієї проблеми, запропоновано змінити принципову схему системи живлення, розташовуючи кожен бункер окремо із власним конвеєром. Результати дослідження показали, що запропоновані зміни сприяють підвищенню енергоефективності установки за рахунок мінімізації енерговитрат, підвищення ефективності процесу та зменшення ризику перешкод. Такі покращення можуть значно зменшити витрати енергії та покращити загальну продуктивність бетонозмішувальної установки. Висновки дослідження вказують на важливість постійного пошуку нових технологій та методів для зменшення енергоспоживання та покращення сталості виробництва. Запропоновані зміни можуть стати важливим кроком у напрямку створення екологічно чистих та енергоефективних установок для виробництва бетону, що відповідає сучасним вимогам сталого розвитку.
Авторське право (c) 2023 Богдан Коробко, Олександр Левченко , Ростислав Рудик http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Апробація експрес-методу пенетрації для оцінювання міцності осадових зв’язних гірських порід
Проаналізовано переваги експрес-методів пенетрації та зондування для оцінювання механічних параметрів зв’язних осадових порід перед традиційними способами їх випробувань у приладах одноплощинного зрушення, одометрах і стабілометрах, як-то: повну незалежність від прикладеного зусилля та глибини занурення конуса; простоту й надійність обладнання; високу достовірність результатів і т. ін. Виділено галузі їх раціонального використання, у т. ч.: лабораторні та польові методи визначення параметрів міцності й стисливості різновидів осадових, а особливо зв’язних, гірських порід; обґрунтування рівнянь взаємозв'язку між фізичними і механічними властивостями різновидів порід, які мають постійні індикаційні характеристики за узагальненням дослідних даних та ін. Відзначено, що результати пенетраційних випробувань відповідно до рішень вісесиметричної задачі теорії граничної рівноваги оцінюють за питомим опором пенетрації. Подано методику і підсумки 185 комплексів пенетраційно-зрушувальних випробувань різних глинистих порід, від супісків до глин. Їх результати використано для визначення показників міцності зв’язних порід (кута внутрішнього тертя й питомого зчеплення). Шляхом статистичної обробки дослідних даних підтверджено, що для водонасиченого стану глинистих порід існує майже функціональний зв’язок між показником пенетрації і коефіцієнтом пористості. Встановлено, що питомі опори зрушенню глинистих порід за умови однакового фізичного стану лінійно взаємопов’язані з відповідними середніми величинами питомого опору пенетрації при коефіцієнті кореляції близько 0,80. Проведення вишукувань за рекомендованою методикою суттєво зменшує обсяг нормативних випробувань на одноплощинне зрушення, а також дає можливість одержати достатньо достовірні результати з меншою трудомісткістю та тривалістю робіт.
Авторське право (c) 2023 Винников Ю.Л., Бондар А.В., Ляшенко А.В., Новохатній В.Г., Рибалко М.О. https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Врахування умов роботи конструкцій в методиці граничних станів
У загальній методиці розрахунку конструкцій за граничними станами коефіцієнт умов роботи повинен враховувати всі особливості роботи й експлуатації конструкцій, що не враховані в явному вигляді іншими коефіцієнтами методики. Можна вважати, що цей коефіцієнт покриває всі неточності розрахункової моделі, що виникають внаслідок її спрощення і ідеалізації, для того, щоб розрахунок можна виконати з необхідною точністю та з розумними працевтратами. Відомо, що у будь-якому розрахунку вводять спрощуючі положення, зокрема, основні гіпотези опору матеріалів та будівельної механіки. Унаслідок цього в будь-якому розрахунку виникають неминучі відхилення, обумовлені неточністю розрахункової моделі, котрі мають або систематичний, або випадковий характер. Для того щоб врахувати (або компенсувати) ці похибки і забезпечити необхідну надійність конструкції, що проєктується, вводять коефіцієнт умов роботи. Очевидно, що він має статистичну природу, в окремих випадках він детально вивчений і обґрунтований. Однак у деяких випадках його значення встановлені експертним методом на основі досвіду проектування та експлуатації і потребують подальшого вивчення й уточнення. Дані стосовно розрахункових коефіцієнтів методики граничних станів, зокрема коефіцієнта умов роботи, вміщено в численних випусках нормативних документів, затверджених у різні роки. Таким чином створено значний масив інформації, котрий не проаналізовано у достатній мірі. Не систематизовано результати натурних випробувань будівель і конструкцій як основи нормування коефіцієнта умов роботи. Маловідомими залишаються наробки дослідників надійності будівельних конструкцій, які можна залучити до обґрунтування нових коефіцієнтів умов роботи різних конструкцій. Тому метою і задачами статті є систематизований аналітичний огляд нормативних документів і наукових публікацій, починаючи з 1950-х років, з аналізом еволюції норм проектування сталевих конструкцій у частині змін коефіцієнта умов роботи та залученням до цього дослідних експериментальних і статистичних даних.
Авторське право (c) 2023 Сергій Пічугін https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Дослідження граничного стану сталевих балок пошкоджених елементів будівель
У будівлях, які експлуатуються тривалий час і зазнали пошкоджень, прокатні балки є одними із найбільш поширених елементів, що потребують обстеження для точного визначення їх технічного стану та можливості відновлення. Основним способом оцінки технічного стану конструкцій є перевірочний розрахунок, у якому здійснюється врахування дефектів і пошкоджень. Під час його виконання використовуються дані, отримані в ході натурних оглядів, контролю характеристик міцності матеріалів, уточнення навантажень і впливів. Стаття присвячена вивченню граничного стану сталевих балок при втраті стійкості з експлуатаційними геометричними недосконалостями, виявленими під час обстежень пошкоджених елементів відновлюваних будівель. Проведено аналіз впливу пошкоджень у вигляді початкових викривлень у горизонтальній площині на стійкість та несучу здатність конструкцій. Основний акцент робиться на визначенні особливостей експлуатації балок. Зокрема, розглядається можливість застосування ресурсів несучої здатності, а саме бокового розкріплення за допомогою конструкцій, приєднаних до сталевої балки. При дотриманні нормативних вимог щодо забезпечення надійного з’єднання суцільного жорсткого настилу зі стиснутим поясом стійкість балки не перевіряється. Удосконалена теоретична модель враховує і усуває присутні у попередній моделі недоліки. Запропоновані підходи спрямовані на оптимізацію використання матеріалів та збільшення економії шляхом деталізації перевірочних розрахунків сталевих балок із пошкодженнями. Висвітлені та розглянуті підходи щодо визначення допустимих викривлень сталевих двотаврових балок у горизонтальній площині можуть бути використані з достатньою точністю при відновленні пошкоджених елементів будівель. Не зважаючи на певні недоліки, якими наділені ці методи, вони достатньо прості та відповідають нормам проєктування сталевих будівельних конструкцій.
експлуатаційні геометричні недосконалості
Авторське право (c) 2023 Сергій Гудзь, Віталія Гаркуша, Юрій Сергієнко, Тетяна Годун https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Класифікація антенних споруд мобільного зв’язку
У статті проаналізовано класифікації антенних споруд мобільного зв’язку за конструктивною схемою, розміщенням, матеріалом, типом перерізу та просторовою формою стовбуру; розглянуто їх основні особливості, переваги та недоліки. Узагальнена класифікація антенних споруд складена для тих, що експлуатуються на території Україні. Регулярна повторюваність аварій та руйнувань антенних споруд вказує на те, що існуючі методи розрахунку і проектування таких конструкцій не завжди враховують їх усі конструктивні особливості. Розглянуто технічні та конструктивні рішення, особливості роботи споруд під навантаженням, аспекти застосування та їх вимоги до безпечної експлуатації. Одними з найбільш ефективних та масово використовуваних антенних споруд є решітчасті вежі та щогли. Основною перевагою решітчастих веж є невелика площа забудови, однак з точки зору витрати сталі щогли є більш економічно ефективними при однаковій висоті споруди та корисному навантаженню. Проте, вартість будівництва антенної споруди не завжди є основним критерієм вибору її конструктивної схеми. Передусім, велике значення мають радіотехнічні, технологічні й архітектурні вимоги. При відсутності обмежень на геометричні параметри перевагу віддають вежам з мінімальною кількістю граней, наприклад, при переході від 3-х до 4-х гранної вежі її вага збільшується на 10%. Для техніко-економічної ефективності не тільки підбираються раціональні типи поперечних перерізів елементів, а й розробляються різні комбіновані конструктивні системи. Яскравим прикладом є впровадження у масове будівництво комбінованих опор на базі конічної залізобетонної стійки СК-26, поверх якої встановлена сталева решітчаста надставка. Конструктивним недоліком комбінованих опор на базі конічної залізобетонної стійки СК-26 є їх обмежена несуча здатність на відмітці +2,000…+3,000 м, що в ряді випадків призводило до аварійних руйнувань саме на цій характерній ділянці.
Авторське право (c) 2023 Антон Гасенко, Юрій Падун, Микола Бібік https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Аналіз обладнання для термопластичного формування штучних виробів просторової форми
Будівельна галузь в Україні постійно розвивається, використовуючи сучасні технології та матеріали для підвищення стійкості та ефективності. Одне з таких нововведень передбачає використання переробленого пластику у виробництві цегли, пропонуючи багатообіцяюче рішення для боротьби з пластиковими відходами та сприяння переробці. Виробничий процес передбачає збір і переробку пластикових відходів, які потім змішуються з іншими компонентами та формуються в цеглу за допомогою таких методів, як формування пластику та напівсухе пресування. Ці методи мають явні переваги та недоліки, що впливає на загальну якість і властивості цегли. Критичним аспектом виробничого процесу є розподіл тиску в шнекових пресах, який відіграє ключову роль у пресуванні глини для виробництва будівельної кераміки. Проведено аналіз течії глини через прес на моделі в’язкопластичного матеріалу та розраховано характеристики шнека та формувальних тіл для визначення параметрів режиму роботи. Крім того, вакуумування формувальної маси визначено як вирішальний крок для підвищення якості формованих виробів. Отримані вироби з пластикової цегли демонструють ряд переваг, включаючи змінену міцність, покращені ізоляційні властивості та меншу вагу, що робить їх переконливою альтернативою традиційним цегляним матеріалам. Крім того, порівняння технологічних схем показує, що напівсухий спосіб виробництва цегли демонструє більшу металоємність і меншу трудомісткість на відміну від пластичного. Це дослідження має на меті зробити внесок у поточні зусилля щодо підвищення ефективності та результатів термопластичного формування в будівельній галузі. Досліджуючи інноваційне використання переробленого пластику у виробництві цегли та наголошуючи на важливості розподілу тиску та вакуумування в процесі формування, це дослідження спрямоване на просування екологічних методів будівництва та зменшення впливу на навколишнє середовище.
Авторське право (c) 2023 Іван Сучков, Ростислав Рудик https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Розрахунок оптимальних параметрів установки для віброабразивної обробки декоративних елементів з активним робочим органом
Запропоновано розрахунок оптимальних параметрів числовим методом віброустановки нової конструкції з активним робочим органом. Наведена нова принципова схема обладнання є модифікацією відомої УВВ-04, що містить керований механічний збуджувач кутових коливань, до якої введено додатково робочу камеру обробки з активним робочим органом, оберти якого регулюються окремим приводом. Методом моделювання системи як масово-пружинної демпферної системи та гармонійного Фур’є-аналізу коливань отримано математична модель динамічної взаємодії робочого органу і деталі, з врахуванням додаткових сил тертя, кутом нахилу, пружних і демпфуючих сил, що часто ігноруються в попередніх дослідженнях, і більш точно описує динамічні взаємодії у системі та дозволяє встановити шляхи оптимізації. Модель може бути розширена та вдосконалена з урахуванням конкретних вимог і особливостей оброблюваних деталей. Визначено ключові параметри - фазовий зсув між коливаннями робочого органу, деталі та абразиву. Наведено приклад розрахунку оптимальних параметрів методом чисельного розв'язання системи диференційних рівнянь за допомогою методу Рунге-Кутта. Запропоновано алгоритм визначення оптимальних параметрів з використанням методу градієнтного спуску. Цільова функція оптимізацї включає мінімізацію фазового зсуву та амплітуди коливань робочого органу та деталі По результатам обчислень побудовано часові графіки залежностей величини фазового зсуву коливань деталі та робочого органу, амплітуди. Проведено їх порівняльний аналіз до і після оптимізації, який засвідчив досягнення мінімальних величин фазового зсуву коливань, максимальної амплітуди зі збереженням стійкості системи, синхронізацію коливань робочого органу і деталі. Це є передумовою забезпечення рівномірного контакту між робочим органом та деталлю, покращує передачу енергії, приводить до зменшення енерговитрат та собівартості вібротехнологічного процесу з підвищенням ресурсу міцності та надійності обладнання. Запропонований метод може бути використаний в прикладних задачах на виробництві.
математична модель динамічної взаємодії робочого органу і деталі віброустановки
фазовий зсув коливань робочого органу і деталі
Авторське право (c) 2023 Дмитро Бугров, Тетяна Бугрова https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Обґрунтування вибору схеми моделювання процесу підготовки вуглеводнів до транспортування методом надзвукової сепарації
Проведено аналіз методів підготовки вуглеводнів до транспортування та обґрунтовано вибір схеми моделювання процесу надзвукової сепарації. Ця технологія дозволяє ефективно видаляти вологу, важкі вуглеводні та CO₂, що значно покращує якість газу та зменшує негативний вплив на довкілля. Виконано чисельне моделювання в програмному середовищі HYSYS, яке дозволило отримати оптимальні параметри процесу. Досліджено вплив ключових факторів, таких як тиск, температура та швидкість потоку, на ефективність сепарації. Отримано залежності, що демонструють, що збільшення тиску до 12,5 МПа підвищує ефективність процесу, однак подальше його зростання не дає значного покращення. Проведено порівняльний аналіз двох схем моделювання, в результаті якого досягнуто вибору оптимальної моделі, що забезпечує високу точність прогнозування та мінімізує обчислювальні витрати. Визначено, що запропонована схема дозволяє найбільш точно відтворити фізичні процеси, які відбуваються в надзвуковому сепараторі, включаючи розширення потоку, фазовий перехід, розділення рідкої та газової фаз і дифузію. Проаналізовано обмеження сучасних моделей, зокрема їхню чутливість до рівноважних припущень. Встановлено, що для підвищення точності прогнозів необхідні подальші удосконалення методів моделювання, оскільки реальний процес є нерівноважним. Досягнуто висновку, що використання надзвукового сепаратора може значно підвищити ефективність підготовки природного газу та забезпечити додаткове вилучення конденсату. Отримані результати можуть бути використані для подальшої оптимізації технологічних процесів очищення газу та їхньої адаптації до промислового застосування.
Авторське право (c) 2023 Тетяна Нестеренко, Микола Нестеренко, Олександр Шевченко, Олексій Омельченко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Удосконалення методу промислового вилучення гомологів метану
Процеси абсорбції є одними з основних при підготовці природного і супутнього нафтового газів. Застосування схем низькотемпературної абсорбції дає змогу забезпечити високе вилучення компонентів С3+ з вуглеводневих газів при порівняно помірному охолодженні технологічних потоків. Однак, у зв’язку зі зниженням тиску вхідного газу, ряд об’єктів підготовки промислової продукції не можуть забезпечити необхідний технологічний режим і тому потребують реконструкції. Типовим прикладом є установка низькотемпературної абсорбції (УНТА) на головних спорудах (ГС) «Солоха» газопромислового управління «Полтавагазвидобування». При роботі установки абсорбції під середнім і високим тиском разом з пропаном і вищими вуглеводнями абсорбентом поглинається також значна кількість метану і етану. У результаті розвиток процесу може лімітуватися за деякими компонентами внаслідок термодинамічної рівноваги. Отже, поглинання небажаних компонентів в абсорбері спричиняє підвищення середньої температури абсорбції та несприятливого формування профілю температур по висоті апарата. Наслідком цього є зниження ефективності процесу розділення природних і нафтових газів. За результатами аналітичних досліджень для усунення вказаного недоліку запропоновано варіант реконструкції УНТА ГС «Солоха», який передбачає застосування схеми з попереднім насиченням регенерованого абсорбенту. В такій схемі контакт сирого газу і насиченого абсорбенту здійснюється в холодильнику сирого газу при нижчій температурі, ніж в абсорбері. Попереднє насичення регенерованого абсорбенту сухим газом дозволяє підвищити глибину вилучення цільових компонентів з газу в абсорбері. У цьому холодильнику одночасно конденсується частина важких вуглеводнів, що призводить до зниження тепла абсорбції в абсорбері. Завдяки попередньому насиченню абсорбенту метаном, в самому абсорбері відбувається вилучення з газу в основному цільових вуглеводнів. Застосування вузла насичення регенерованого абсорбенту інертними компонентами дозволить мінімізувати наслідки зниження тиску вхідного газу і підвищити рівень вилучення компонентів широкої фракції легких вуглеводнів (ШФЛВ) на 21,96 % (в т. ч. пропану на 22,05 %, бутанів на 30,75 %). При цьому рівень вилучення досягне проектного.
Авторське право (c) 2023 Михайло Педченко, Лариса Педченко, Назар Педченко, Василь Савик https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
У статті виконано комплексний аналіз конструкцій привантажувачів, які застосовуються в технологіях ущільнення жорстких і легких бетонних сумішей. Розкрито роль привантаження як одного з ключових факторів, що впливає на ефективність формування виробів із бетонів з низьким водоцементним відношенням. Описано основні принципи дії привантажувачів, які реалізують додаткову силову дію на бетонну суміш у поєднанні з вібраційним навантаженням. Наведено класифікацію привантажувачів за конструктивними ознаками та джерелом енергії: інерційні, безінерційні, пневматичні, вібропривантажувачі. Особливу увагу приділено комбінованим пристроям, які поєднують вібраційний та імпульсний вплив на бетон. Узагальнено результати досліджень, що підтверджують переваги комбінованого ущільнення, зокрема з використанням пневматичних привантажувачів із регульованим тиском. Встановлено, що застосування активних привантажувачів дозволяє зменшити витрати цементу до 30 %, скоротити час формування виробу до 50 %, покращити однорідність ущільнення по висоті та підвищити поверхневу якість. Запропоновано оригінальну конструкцію привантажувача активної дії із віброзбуджувачем та ударними елементами, що забезпечує імпульсне ущільнення із регульованим тиском і частотою. Визначено основні нерозв’язані аспекти проблеми — відсутність уніфікованих методик розрахунку параметрів привантаження, недостатня адаптивність конструкцій до змін геометрії виробів та властивостей бетонних сумішей. Обґрунтовано доцільність розроблення інтелектуальних керованих привантажувачів з можливістю адаптації до умов формування для підвищення ефективності виробництва залізобетонних виробів.
Авторське право (c) 2023 Микола Нестеренко, Олександр Панфілов, Максим Пирлик https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Огляд досліджень багатошарових згинаних залізобетонних конструкцій прямокутного поперечного перерізу
завданням у сучасному будівництві. Для його вирішення впроваджуються різні методи, зокрема використання як знімних, так і незнімних пустото утворювачів, поєднання декількох матеріалів для взаємовигідної їх сумісної роботи. Хоча у нормативних документах зазначено, що бетон в розтягнутій зоні не працює, попри це, бетон у розтягнутій зоні традиційно приймають того ж класу міцності, що й у стиснутій зоні елемента. Однак систематизований огляд досліджень можливості заміни розтягнутого бетону у таких конструкціях на більш дешевий матеріал, наприклад бетон меншого класу по міцності чи із пористими заповнювачами, не виконаний. Метою роботи є огляд експериментальних і теоретичних досліджень, що обґрунтовують можливість та доцільність зменшення міцності бетону в розтягнутій зоні згинальних залізобетонних конструкцій, і як результат зменшення витрат цементу на приготування бетонної суміші для конструкцій, без попереднього напруження останніх. Глуховський В.Д. і Пахомов В.А. вперше науково обґрунтували застосування шлаколужного цементу замість портландцементу для виробництва розтягнутої частини залізобетонних конструкцій. Байков В.М. та Сігалов Е.Є. розробили ряд прикладів, в яких наведено економічне обґрунтування застосування бетонів меншого класу у розтягнутій зоні. Дослідники Національного університету «Львівська політехніка» Рутковська І.З., Рутковський З.М., Вознюк Л.І., Марущак А. провели експериментальні дослідження тришарових балок, виготовлених у двох серіях: у першій серії середній шар складався з керамзитобетону, у другій – із пінобетону. Науковці з В’єтнаму T.Q.K. Lam, T.M.D. Do, V.T. Ngo, T.T.N. Nguyen, D.Q. Pham експериментальним шляхом та методом чисельного моделювання дослідили зміну класу бетону у шарах тришарових сталефібробетонних балок. Слід відзначити, що багатошарові згинані залізобетонні конструкції із бетоном меншого класу утворюються також у під час підсилення. Так Мазурак А., Ковалик І. та інші наводять результати експериментальних випробувань залізобетонних конструкцій, підсилених торкретуванням.
Авторське право (c) 2023 Дмитрій Романенко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Сортувальні лінії як елемент управління побутовими відходами на регіональному рівні
У статті визначено проблеми перероблення побутових відходів, узагальнено дані щодо запланованих об’єктів інфраструктури управління відходами, обґрунтована доцільність будівництва на території Полтавської області об’єктів оброблення відходів. Основними проблемами у сфері поводження з побутовими відходами залишаються значні обсяги відходів, що утворюються, площі сміттєзвалищ і полігонів, застарілі методи управління у цій сфері, відсутність можливостей та небажання сортувати відходи, відсутність можливостей для роздільного збору та переробки різних видів відходів. Кількість відходів збільшується з ростом населеного пункту та доходом населення. Відсутність системи перероблення (у тому числі системи роздільного збирання) побутових відходів призводить до втрати Україною щороку мільйонів тонн ресурсоцінних матеріалів, що містяться у відходах, які потенційно можуть бути введені у господарський обіг. Розвиток роздільного збирання та відновлення відходів є важливою частиною підвищення ефективності використання природних ресурсів і переходу до сталої економіки. Встановлено, що сортування змішаних побутових відходів дасть можливість їх подальшого вторинного використання та відновлення зменшить рівень навантаження на сміттєзвалища побутових відходів. Для зменшення об’ємів видалення відходів на звалищі (полігоні), збільшення терміну експлуатації полігону, забезпечення відбору та повторного використання ресурсоцінних відходів (деревини, металу, паперу, пластику та скла тощо) доцільним є застосування сортувальних ліній, що надасть можливість сортувати відходи впродовж року. Визначено, що етап сортування (відокремлення) побутових відходів є невід’ємною складовою комплексних рішень в сфері управління відходами й відповідно є обов’язковим етапом перед подальшим застосуванням технологій оброблення відходів
Авторське право (c) 2024 Голік Ю.С., Ілляш О.Е., Серга Т.М., Чепурко Ю.В. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Прикладні аспекти використання виявлених закономірностей сумісної поведінка структурних компонентів у водно-сольових системах нітратів цезію, стронцію і неодиму
Проведене комплексне дослідження дає достовірне уявлення про тенденції у спільній поведінці структурних компонентів у водно-сольових системах нітратних прекурсорів неодиму, цезію, стронцію у підготовчих стадіях технологічних регламентів концентрування й іммобілізації рідких радіоактивних відходів ядерного енергопромислового комплексу за схемами з використанням пористих і шаруватих матричних фіксаторів радіонуклідів 137Cs, 90Sr і тепловою активацією. Виявлено стадійність таких перетворень; з’ясовано закономірності комплексо- і фазоутворення в системах та фактори впливу на них; вивчений ряд фізико-хімічних властивостей утворюваних проміжних фаз – координаційних нітратів неодиму: їхній склад, види сполук, атомно-кристалічну будову, форми координаційних поліедрів Ln, типи координації лігандів, особливості і закономірності поведінки в процесах термооброблення. Встановлено, що в умовах існування розчинів система CsNO3 – Nd(NO3)3 – H2O характеризується утворенням 2 аніонних комплексних сполук Ln3+, система Sr(NO3)2 – Nd(NO3)3 – H2O – евтонічного типу. Протікаючі конкуруючі реакції є сильнодіючим технологічним фактором суттєво впливаючим на зміну активності структурних форм Ln3+. Систематизовані відомості дозволяють з’ясовувати механізми, кінетику перетворень структурних компонентів в аналогічних об’єктах та дають можливість перенести одержану систему знань у площину перспективних технологічних рішень отверднення рідких радіоактивних відходів.
Авторське право (c) 2024 Олександр Дрючко, Наталія Бунякіна, Олександр Шефер, Руслан Захарченко, Дмитро Кислиця, Марина Москаленко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Експериментальні та теоретичні дослідження залізобетонних конструкцій із використанням дрібного заповнювача з відходів збагачення залізної руди
Відходи збагачення гірничо-збагачувальних комбінатів характеризуються високою міцністю, однорідністю та низькою вартістю, що робить їх перспективними для використання як дрібного заповнювача у конструкційному залізобетоні. Це відкриває широкі можливості для практичного застосування таких техногенних матеріалів у виробництві збірного залізобетону, зокрема у регіонах з обмеженими запасами природних нерудних ресурсів. Практичний досвід і дослідження підтверджують доцільність заміни традиційних заповнювачів на відходи збагачення залізної руди. У дослідженні, виконаному на базі Криворізького національного університету, розглянуто особливості роботи бетону та залізобетонних конструкцій, що містять як дрібний заповнювач відходи збагачення залізної руди. Наведено результати фізико-механічних випробувань, проведених як у лабораторних умовах, так і у вигляді натурних експериментів на типових елементах конструкцій. Доведено, що бетон з техногенними заповнювачами характеризується підвищеною міцністю, зменшеною деформативністю та підвищеною тріщиностійкістю. Розглянуто поведінку таких конструкцій під дією постійного, змінного та малоциклового навантаження різної інтенсивності. На основі експериментальних даних проведено порівняння з теоретичними моделями, що дозволило підтвердити можливість використання діючих нормативних методик розрахунку за умови урахування особливих властивостей бетонної суміші. Зроблено висновки щодо ефективності використання відходів збагачення як альтернативного джерела заповнювачів, що одночасно сприяє підвищенню економічності, довговічності та екологічної безпечності будівельного виробництва.
Авторське право (c) 2024 "Валовой О.І., Бровко Д.В., Валовой М.О., Попруга Д.В., Єрьоменко О.Ю. " https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
З′ясування технологічних умов для формування лужно-силікатних теплоізоляційних виробів на основі золи-винесення теплових електростанцій і рідкого скла
Розроблено сировинну суміш із кремнеземвмісної техногенної складової – золи-винесення теплових електростанцій та способи приготування водостійких пористих теплоізоляційних матеріалів широкого призначення за двостадійною технологією гарячого спінювання порошкоподібної сировини. У розробці використовуються полі функціональні властивості рідкого скла як а) зв’язуючого компонента; б) пороутворювача; в) регулятора швидкості твердіння сирцевої маси. Сирцева маса, приготовлена за оптимізованою рецептурою, починає тверднути за звичайної температури вже з моменту її «за творення» розчинним склом й утворює пастоподібний корж з набором властивостей, необхідних для наступної фрагментації. Оптимізована рецептура приготування сирцевої суміші дозволяє перероблення композицій різними способами з формуванням термоізоляційних матеріалів широкого призначення: гранульованих теплоізоляційних наповнювачів, матеріалів для термоізолювання у складних за формою конструкціях, плитного і оболонко подібного видів термоізоляційних матеріалів. Така поставлена задача в залежності від цілей і особливостей вирішуваних завдань досягається можливістю проведення декількома відмінними способами завершальних стадій їх отримання. Двох стадійність процесу перероблення визначають характер і поведінка складових компонентів рідко-скляної композитної системи під час термічної обробки, їх міцна адгезію до більшості конструкційних матеріалів і необхідність вирішення проблеми легкого видалення заготовок із розбірних форм оснащення. Результати досліджень можуть бути використані у галузі виробництва будівельних матеріалів, зокрема пористих штучних виробів, при отриманні зернистого ізоляційного матеріалу та легкого заповнювача для бетону промислового та цивільного будівництва, у теплотехніці як теплоізоляція тощо.
лужно-силікатні теплоізоляційні композиційні матеріали
Авторське право (c) 2024 Олександр Дрючко, Наталія Бунякіна, Василь Галай, Богдан Боряк, Андрій Трет′як, Дмитро Кислиця https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Комп’ютерне моделювання структури потоку у комбінованому змішувачі для водних суспензій з твердою та газовою фазами
У статті виконано огляд процесів комп’ютерного моделювання структури багатофазного потоку у змішувачах для водних суспензій із твердою та газовою фазами. Проаналізовано особливості взаємодії рідкої, твердої та газової фаз у змішувальних системах, а також визначено, як локальні швидкості, турбулентні флуктуації та реологічні властивості середовища впливають на характер циркуляції і масообміну. Починаючи з розвитку CFD-DEM методів, моделювання дозволило наблизити реконструкцію реальних процесів у змішувачах до тривимірної картини, однак складність реальної динаміки середовища досі вимагає вдосконалення моделей. Дослідження показують, що газова фаза не лише підтримує циркуляційні процеси, а й змінює локальні структури швидкості, і таким чином впливає на розподіл твердих частинок у потоці. Крім того, в процесі аналізу виявлено, що деформація бульбашок газу, їхня коалесценція і руйнування, а також агрегація твердого компонента призводять до утворення зон із різною інтенсивністю масообміну та локальними нерівномірностями концентрації фаз. Робота змішувача залежить від співвідношення висоти камери, діаметра ротора і швидкості його обертання, що визначає стабільність циркуляційних контурів і рівномірність розподілу фаз. Відхилення від оптимальних режимних характеристик призводить до розвитку нестійких зон, де накопичення твердих частинок і газових бульбашок порушує загальну ефективність процесу змішування. Окрему увагу приділено питанню впливу реологічних властивостей суспензії на турбулентні характеристики потоку, оскільки підвищення концентрації твердого компонента змінює в’язкість і впливає на локальну стійкість циркуляційних структур. У статті також розглянуто перспективи інтеграції хімічно-кінетичних процесів у обчислювальні моделі змішування, що відкриває можливості для створення нових технологічних рішень у промисловості. Таким чином чисельне моделювання змішувальних систем із багатофазним середовищем залишається ефективним інструментом для оптимізації сучасних виробничих процесів, спрямованих на підвищення енергоефективності та зниження технологічних втрат.
Авторське право (c) 2024 Руслан Тойстер, Антон Храпач https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Розрахунок конструктивних параметрів вібраційної машини
Стаття присвячена розробці вібраційної машини для ущільнення бетонної суміші, що забезпечує адаптацію режимів вібрації до її стану для підвищення енергоефективності та якості бетону. Дослідження проводилося шляхом аналізу літератури, моделювання параметрів вібрації та розрахунку конструктивних характеристик. Встановлено, що сучасні методи, такі як DEM та CFD, вказують на потребу гнучкого управління вібрацією для уникнення дефектів мікроструктури. Запропоновано конструкцію машини на еластичних пневмооболонках, яка працює в режимі. Наведені основні формули для розрахунку запропонованого вібромайданчику. Конструкція забезпечує зниження енерговитрат до 15% порівняно з традиційними машинами, стабільність ущільнення та адаптацію до різних типів сумішей. Результати підтверджують ефективність запропонованого рішення для формування щільної мікроструктури бетону. Подальші дослідження передбачають експериментальну перевірку та оптимізацію параметрів
Авторське право (c) 2024 Володимир Герасименко, Olena Protsenko, Володимир Лусь, Ірина Бєлих https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Дослідження залежності амплітуди вертикальних вібропереміщень робочого органу віброплощадки від її інерційних та жорсткісних параметрів за допомогою трифакторного експерименту
Під час проведення пробних експериментальних досліджень було встановлено, що на амплітуду вібропереміщень точок рухомої рами віброплощадки найсуттєвіший вплив створюють такі її параметри, як жорсткість віброізоляційних опор, відстань від центра коливань та маса рухомої частини. Саме ці чинники були обрані як незалежні фактори проведенні досліджень за допомогою трифакторного експерименту. Серед зазначених факторів особливу увагу слід приділити жорсткості віброізоляційних опор, оскільки їхнє завдання полягає у зниженні рівня передавання вібрацій від робочого органу на опорні конструкції. Ефективна ізоляція дозволяє запобігти виникненню небажаних резонансних коливань, зменшити втрати енергії, підвищити стабільність вібраційного процесу та забезпечити більш якісне ущільнення бетонної суміші. Ізоляційні характеристики конструкції віброплощадки безпосередньо впливають на точність процесу формування виробів, а також на зменшення зносу елементів конструкції. У результаті математико-статистичної обробки отриманих даних було отримано рівняння множинної регресії другого порядку. Розраховані значення дисперсії в нульовій точці, дисперсії адекватності та критерію Фішера підтверджують можливість використання отриманого рівняння для опису досліджуваного процесу. На основі моделі побудовано три тривимірні поверхні відгуку, які відображають залежність амплітуди вібропереміщень вибраних точок поверхні робочого органа віброплощадки від зміни двох незалежних факторів при фіксованому значенні третього фактору на основному рівні. Графічне представлення результатів дозволяє наочно оцінити вплив кожного параметра та вибрати оптимальні умови для роботи віброплощадки. Отримані результати дають змогу здійснювати оптимальні регулювання віброізоляційних опор зі змінною жорсткістю, що, в свою чергу, сприяє підвищенню ефективності ущільнення бетонних виробів, зниженню енерговитрат та підвищенню технологічної надійності обладнання.
Авторське право (c) 2024 Олександр Орисенко, Олександр Шека https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Дослідження тепловологісного режиму холодних горищ інструментальним методом
Стабільний тепловологісний режим у горищному просторі є запорукою збереження конструктивних елементів покрівлі та внутрішнього мікроклімату житлових приміщень. Особливу увагу під час дослідження приділено аналізу температурних коливань у зимовий та перехідний періоди року, коли ризик утворення конденсату є найвищим. Інструментальні спостереження виявили типові проблеми: надмірне зволоження дерев’яних елементів перекриття та даху, утеплювача горища, накопичення вологості в горищному просторі. Проведено оцінку ефективності існуючих рішень та розроблено практичні рекомендації щодо вдосконалення вентиляційної системи горища, і регламентів сезонного моніторингу. Результати можуть бути корисними для проектувальників, експлуатаційних організацій та власників приватних будинків, що прагнуть підвищити енергоефективність і довговічність будівель.
Авторське право (c) 2024 Олена Філоненко, Максим Філіпець, Денис Берун https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Збірний безбалковий каркас будівель для поновлення житлового фонду України
У сучасному будівництві широко застосовуються каркасні конструктивні системи будівель з плоскими безбалковими перекриттями. Реалізація таких систем у збірному варіанті з мінімальною кількістю елементів створює широкі можливості для прискорення термінів будівництва. Запропонована до використання безбалкова каркасна конструктивна система будівель складається з колон і плоских плит, які з’єднуються з колонами без використання консолей або капітелей. Розрахунок несучої здатності перекриття безбалкової конструктивної системи пропонується здійснювати на основі кінематичного способу методу граничної рівноваги. Розглядається граничний стан перекриття, котрий характеризується появою пластичних шарнірів. При цьому в збірному перекритті утворення лінійних пластичних шарнірів наперед запрогнозовано вздовж ліній стиків збірних плит. Це дає змогу розглядати в розрахунку кожну плиту окремо з урахуванням умов її завантаження та закріплення у складі перекриття. У граничному стані плита внаслідок утворення пластичних шарнірів перетворюється в механізм з подальшим зростанням деформацій без збільшення навантаження. Навантаження, що відповідає такому станові плити, є несучою здатністю плити. Використання кінематичного методу спрощує розроблення розрахункових схем для ймовірних випадків руйнування та визначення руйнівного навантаження для всіх типів збірних плоских плит безбалкового перекриття. Цей підхід характеризується чітко визначеним алгоритмом і підтверджується експериментальними даними. На основі кінематичного способу виведені аналітичні залежності для визначення несучої здатності надколонної, міжколонної та середньої плит збірного перекриття, а також формули для розрахунку необхідної площі арматури цих плит. Ці рівняння зручні для інженерного застосування і усувають потребу в ітераційних або наближених методах розрахунку. Отримані залежності базуються на нелінійній деформаційній моделі залізобетонних елементів та враховують передумови розрахунку за діючими нормативними документами.
Авторське право (c) 2024 Андрій Павліков, Ольга Гарькава https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Порівняння експериментально-теоретичних досліджень згинаних бібетонних армованих балок прямокутного поперечного перерізу
Одним з варіантів зменшення витрат цементу для приготування бетону згинаних залізобетонних конструкцій є застосування двошарових балок із раціональним розподілом матеріалів: бетон з вищою міцністю застосовують в стиснутій зоні, тоді як менш міцний бетон використовується в розтягнутій зоні, що й забезпечує економію цементу без втрати міцності конструкції. У статті наведено конструкцію та методику виготовлення експериментально досліджених п’яти серій зразків бібетонних балок загальною кількістю 15 штук із розмірами поперечного перерізу – b×h = 100×160 мм; загальна довжина балок – 1500 мм; відстань між опорами L = 1200 мм; бетон стиснутої зони класу С20/25; бетон розтягнутої зони класу С12/15; армування в розтягнутій зоні – 2Ø12мм класу А400С. Балки відрізнялися товщиною шарів бетону стиснутої та розтягнутої зон. У результаті порівняння експериментальних випробувань та теоретичних розрахунків деформацій бетону стиснутої зони встановлено, що середнє значення відхилення теоретичних від експериментальних результатів рівне 15,1%; математичне сподівання відношення теоретичних від експериментальних результатів становить 0,856; коефіцієнт варіації відношення – 9,3%, що свідчить про достатньо високу кореляцію результатів експериментальних випробувань та теоретичних розрахунків.
Авторське право (c) 2024 Дмитрій Романенко, Олександр Крупченко, Павло Юрко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Комплект обладнання для приготування полістиролбетонної суміші
Дослідження процесу виробництва виробів із полістиролбетонної суміші обумовлене необхідністю забезпечення високої якості матеріалу за умов дотримання сучасних будівельних стандартів. Для досягнення поставленої мети було застосовано аналітичний метод аналізу літературних джерел, а також конструктивно-розрахунковий підхід при розробці нового типу обладнання. Основні результати дослідження вказують на недоліки традиційних бетонозмішувачів, що проявляються у тривалому часі приготування суміші, її неоднорідності та налипанні матеріалу на робочі поверхні. Запропоновано конструкцію бетонозмішувача гравітаційно-примусової дії каскадного режиму роботи з горизонтальним стрічково-лопатевим валом і обертовим корпусом. Особливістю є можливість змінювати режими обертання залежно від складу суміші та наявності піску. Створено малогабаритний комплект обладнання, що включає змішувач, різчик фібри, стрічковий і шнековий живильники, змонтовані на єдиній рамі. Використання стрічкового живильника із синхронною подачею компонентів і автоматизованого різчика фібри дозволяє рівномірно розподіляти армуючі елементи в суміші. Розроблена методика визначення продуктивності установки враховує об’єм заповнення змішувача, геометричні параметри робочих органів та особливості процесу перемішування. Визначені залежності для підбору основних параметрів різчика і роликової подачі джгута. Запропоноване обладнання сприяє підвищенню якості полістиролбетону, зменшенню енергоспоживання і часу виробництва. Перспективою подальших досліджень є оптимізація режимів роботи обладнання для різних типів полістиролбетонних сумішей із використанням фібрового армування.
Авторське право (c) 2024 Анна Аніщенко, Володимир Блажко, Алевтина Алейникова, Юлія Саленко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Минеральная комплексная добавка для бетона
Розглянуто способи прискорення тверднення портландцементу без застосування тепловологісної обробки, з використанням комплексних хімічних добавок–прискорювачів тверднення та тонкодисперсних центрів кристалізації. Встановлено доцільність поєднання кількох технологічних прийомів, зокрема хімічного впливу, введення попередньо гідратованого цементу як активного мінерального наповнювача, а також використання повторного вібрування після першої стадії структурування. Дослідження поділено на кілька стадій, у межах яких проведено понад 120 експериментів з різними варіантами добавок та їх поєднань. Вивчено дію одно- та багатокомпонентних комплексних добавок, до складу яких входили хлориди, нітрити, сульфати, залізо-, калій- та натрійвмісні сполуки, а також надпластифікатор С-3. Виявлено оптимальні комбінації компонентів, які забезпечують прискорене тверднення цементного тіста без погіршення фізико-механічних характеристик. Окремо досліджено вплив тонкодисперсних центрів кристалізації, зокрема попередньо гідратованого портландцементу, який виконує функцію структурного ініціатора в період індукційного сповільнення гідратації. Показано, що поєднання мінеральних центрів кристалізації з комплексними хімічними добавками забезпечує приріст міцності цементного каменю вже на першу добу в 1,6–1,8 рази порівняно з контрольними зразками без добавок. Запропоновано рекомендовані склади добавок для цементів різних типів (ПЦ 42,5; ПЦ-Ш 32,5), які дозволяють скоротити тривалість технологічного циклу тверднення та досягти енергозберігаючого ефекту у виробництві бетонних та залізобетонних конструкцій.
Авторське право (c) 2024 Ахмеднабієв Р. М., Демченко О.В., Гукасян О.М., Ільченко В.В., Гасанов Е.Е., Лихач Д.В. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Діагностика несучих будівельних конструкцій підприємств будівельної індустрії, що працюють під впливом технологічних рідин
Діагностування несучих конструкцій на підприємствах будівельної галузі, які піддаються впливу технологічних рідин, представляє унікальний комплекс завдань. Ці рідини, від корозійних хімікатів до абразивних суспензій, можуть значно прискорити руйнування бетону, сталі та інших будівельних матеріалів. Ефективна діагностика вимагає багатостороннього підходу, який враховує конкретні рідини, їх концентрацію, температуру та тривалість впливу. Візуальні перевірки, доповнені такими методами неруйнівного контролю, як ультразвуковий контроль, георадар і ехо-сигнал, мають вирішальне значення для виявлення прихованих пошкоджень, таких як корозія, розтріскування та розшарування. Крім того, відбір проб матеріалу та лабораторний аналіз забезпечують остаточну оцінку ступеня хімічного впливу та його впливу на цілісність конструкції. Зрештою, комплексна програма діагностики дозволяє приймати обґрунтовані рішення щодо ремонту, відновлення або навіть заміни пошкоджених конструкцій, забезпечуючи безпеку та безперервність роботи підприємства.
Авторське право (c) 2024 "Семко О.В., Авраменко Ю.О., Зигун А.Ю., Петрікей І.І., Плешинець А.В. " http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Особливості проєктування евакуаційних виходів при реконструкції сховищ цивільного захисту громадських будівель
В умовах війни в Україні гостро стало питання безпеки громадян. Заходи з цивільного захисту передбачають проектування сховищ або реконструювання існуючих підвальних приміщень. Складовою реконструкції підвального приміщення є перепланування евакуаційних виходів зі сховищ. Проаналізована відповідна діюча нормативна база. Об’єктом дослідження є корпус навчального закладу в місті Полтава зведеного в 19 столітті. В межах роботи проведено технічне обстеження об’єкта, за результатами якого надані рекомендації з підсилення конструкцій перенкриття. Розроблено проєкт реконструкції підвального приміщення у приміщення подвійного призначення з окремим евакуаційним виходом поза зоною обвалу будівлі. По результатам геологічних досліджень прийнято рішення опустити рівень підмоги приміщення подвійного призначення на 300 мм для забезпечення вимог ДБН. Для розроблення конструктивного рішення евакуаційного виходу запропонована розрахункова схема обвалу будинку. Заходи з утеплення конструкцій запроектовано згідно результатів моделювання температурних полів методом кінцевих елементів.
Авторське право (c) 2024 Філоненко О.І., Токарь Б.С., Аніскін А. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Аналіз обємно-планувальних рішень споруд цивільного захисту за нормативними вимогами
В статті представлено аналіз нармативно-правової документації, яка регулює будівництво та реконструкцію укриттів цивільного захисту таких країн як Ізраїль та Україна. У дослідженні використано метод порівняльного аналізу для ідентифікації розбіжностей у вимогах до укриттів між країнами. Було виділено конкретні технічні вимоги, які мають вагомий вплив на процес проєктування та будівництва. Проведене порівняння підходу до визначення необхідної площі укриттів в обох країнах для різних об’єктів. Зроблено огляд і опис вимог до систем вентиляції, водопостачання та водовідведення, електричних підключень. Описано загальний підхід до вибору оздоблювальних матеріалів та типів покриттів внутрішніх та зовнішніх конструктивних елементів. Виявлено значні розбіжності в вимогах та підходах до будівництва чи реконструкції укриттів в цих країнах. Результати можуть бути використані для підвищення ефективності проєктування та будівництва укриттів в Україні, що є особливо актуальним у сучасних умовах підвищеного ризику для цивільного населення.
Авторське право (c) 2024 Філоненко О.І., Юрченко І.О., Львовська Т.В., Магас Н.М. http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Аналіз тенденцій розвитку норм навантажень на будівельні конструкції
У статті послідовно розглянуті підходи до врахування навантажень на будівельні конструкцій та їхнє відображення у нормативних документах різних років. Зосереджено увагу на спадкоємність методу граничних станів і методу допустимих напружень у частині опису навантажень. Показано, як протягом останніх дев'яноста років норми проектування будівельних конструкцій щодо нормування навантажень зазнали значних змін і розширили свої статистичні основи. Перші рекомендації, що містилися в Урочному положенні, із запасом враховували снігове навантаження на основній території країни. Початкове нормування вітрового навантаження регламентувало однаковий вітровий тиск для всіх місцевостей. З роками стосовно кліматичних навантажень (снігових, вітрових) приділялась увага змінам територіального районування (кількість районів на території України було збільшено) та розрахункових коефіцієнтів, призначенню нормативних і розрахункових значень та залученню до цього дослідних статистичних даних. Приділено також увагу зв’язку розвитку норм кранових навантажень з результатами експериментальних досліджень цих навантажень. Норми кранових навантажень поступово змінювали, але тільки у 2006 р в національних нормах ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження і впливи» помилкову формулу гальмівних сил було замінено на формулу бічних сил, що спричиняються перекосами мостових кранів і непаралельністю кранових колій. Модифіковано обґрунтування нормативних (характеристичних) та розрахункових значень кліматичних і кранових навантажень на основі збільшеного періоду повторюваності. Вітчизняні дослідження навантажень активізувалися останні десятиліття у зв’язку із впровадженням Державних будівельних норм України. Відзначено високий науковий рівень вітчизняних норм ДБН В.1.2-2006 «Навантаження та впливи», які мають сучасний статистичний базис, асоціюються з нормами Єврокод та забезпечують необхідний рівень надійності будівельних конструкцій.
Авторське право (c) 2024 Сергій Пічугін https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Підсилення поперечних перерізів cталевих двутаврових балок в зоні розтягу: огляд наукових досліджень
В результаті довготривалої експлуатації сталеві балкові конструкції в існуючих будівлях і спорудах зазнають фізичного зношення, часткового чи повного руйнування під впливом агресивного середовища, статичних і динамічних навантажень вибухового типу. Під впливом агресивного середовища з підвищеною вологістю і перепадом температур, який характеризується циклічним заморожуванням та відтаюванням, наявністю хімічно активних сполук в рідині і повітрі, які безпосередньо контактують з конструкцією, в стальних балкових елементах виникають пошкодження у вигляді: появи і розвитку поверхневої корозії різної глибини на визначених ділянках чи по всій їх поверхні. Випадкова або непередбачена дія позапроектного статичного чи динамічного навантаження вибухового типу, також можуть призвести до перевантаження і появи ознак значного фізичного зносу і зрілої форми видимого руйнування сталевих балкових конструктивних елементів, таких як: залишкові деформації у вигляді прогинів, величина яких перевищує гранично допустиме значення; поява і розвиток тріщин різної орієнтації в полицях і стінці перерізу балки у зонах її згину і зрізу, особливо у місцях поблизу зварних швів чи місць зміни площі перерізу, де виникають локальні зміни структури матеріалу чи додаткові внутрішні напруження різної інтенсивності; наявність загального вигину поздовжньої осі балкового елементу із вертикальної площини, величина якого перевищує гранично допустиме значення; точкові чи локальні вминання (малкування, погнутість) полиці в стиснутій зоні чи вертикальної стінки, ребер жорсткості в перерізі балки на величину, що перевищує гранично допустиме значення. В п. 8.3 норм ДБН Б В.3.1-2:2016 [1] приведені основні методи і способи підсилення сталевих конструкцій, одним із варіантів яких є метод їх підсилення шляхом часткового збільшення площі їх поперечних перерізів. Також при виборі способу підсилення сталевих балок, згідно вимог п. 8.4.2 норм ДБН Б В.3.1-2:2016 [1], необхідно враховувати: умови обпирання на балку елементів перекриттів чи покриттів (по верхньому чи нижньому поясах); можливість збільшення будівельної висоти балки і наявність простору для розміщення елементів підсилення; можливість виконання робіт без зупинки виробництва або під час природних технологічних перерв; технологічні можливості виготовлення і монтажу елементів підсилення. В статті проведено огляд наукових досліджень, які присвячені методам і способам підсилення сталевих балкових конструктивних елементів шляхом збільшення (нарощування) поперечних перерізів за допомогою додаткових елементів із сталевих прокатних профілів, пластин, арматурних стержнів та пластин із полімерних матеріалів. Обгрунтовані основні висновки і напрямки подальших наукових досліджень ефективних методів і способів підсилення сталевих балкових конструктивних елементів, що здійснюються шляхом збільшення (нарощування) їх поперечних перерізів, які маємо можливість застосувати при ремонті та реконструкції будівель і споруд.
Авторське право (c) 2024 Андрій Река, Тетяна Галінська, Дмитро Овсій, Мухліс Гаджієв https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0
Технологічні особливості влаштування фундаментів із використанням віброармованих ґрунтоцементних паль
У статті розглянуто технологічні особливості влаштування фундаментів із використанням віброармованих ґрунтоцементних паль. Технологія базується на методі бурозмішування, який дозволяє формувати палі без вилучення ґрунту, використовуючи наявний ґрунт як основний компонент ґрунтоцементної суміші. Використання віброармованих ґрунтоцементних паль суттєво підвищує несучу здатність фундаментів, зменшує трудомісткість будівельного процесу та забезпечує стабільну роботу фундаменту в складних інженерно-геологічних умовах. У статті досліджено особливості технологічного процесу виготовлення віброармованих ґрунтоцементних паль, зокрема етапи їх формування, віброущільнення та застосування високочастотного вібратора під час заглиблення арматурного каркасу. Доведено, що фізико-механічні властивості ґрунтоцементних паль, зокрема міцність на стиск, покращуються при використанні глибинних вібраторів під час встановлення паль. Порівняльний аналіз віброармованих і звичайних ґрунтоцементних паль показав суттєве зростання несучої здатності віброармованих паль, що дозволяє зменшити їх кількість у конструкції фундаменту та знизити загальні витрати на будівництво. Крім того, у статті проведено порівняння методів цементації ґрунтів - Jet Grouting, Pressure Grouting і Deep Soil Mixing, які застосовуються для покращення несучої здатності ґрунтів та зменшення деформацій. Кожна з цих технологій має свої особливості, які визначають ефективність їх застосування за різних умов. Розглянуто переваги та недоліки кожного методу, зокрема здатність досягати значних глибин, економічність та можливість локального застосування.
Авторське право (c) 2023 Олександр Новицький, Євгеній Скрипка https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0