ivdon3@bk.ru
Рассмотрено регулирование напряженно-деформированного состояния плиты перекрытия с целью выбора оптимального конструктивного решения каркаса уникального здания. Предложено три варианта конструктивных решений с варьированием армирования плиты и сечений вертикальных элементов каркаса. Численный эксперимент выполнен методом конечных элементов с использованием программного комплекса Лира-САПР. Для повышения точности полученных результатов произведены расчеты с учетом нелинейной работы материалов. Расчетная модель плиты перекрытия включает в себя физически нелинейные оболочечные конечные элементы. Нелинейные загружения моделировались с учетом ползучести бетона. По результатам проведенных расчетов выполнен анализ прогибов плиты перекрытия и расхода материалов. Численный эксперимент позволил предложить целесообразное конструктивное решение по каркасу уникального здания.
Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, метод конечных элементов, уникальное здание, физическая нелинейность, закон деформирования, каркас здания
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Уникальное здание центра науки и искусства смоделировано в качестве варианта комплексного освоения территории старого ипподрома в г. Ростов-на-Дону. Выполнен анализ формообразования вертикальных внешних коммуникационных параметрических структур для сферического объекта. По результатам рассмотрения десяти форм определена рациональная форма «Тюрбан», которая сохраняет постоянный комфортный уклон, а при чрезвычайных ситуациях может перейти в автономный режим с сохранением жёсткости конструкции. Визуализация интегрирования объекта в городскую среду осуществлено в Rhino 3D с помощью программы визуального языка программирования Grasshopper. Путем комбинирования специализированных нодов осуществлено моделирование дорог и объемной геометрии зданий, объекта исследования, зонирование и считывание информации с окружающей территории. Полученная модель позволяет оценить эстетичность и комфортность городской среды в случае строительства нового объекта.
Ключевые слова: уникальные здания, моделирование, параметрическая архитектура, городская среда, Grasshopper
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Расчет на прогрессирующее обрушение с вариацией и сравнением различных сценариев осуществлён для каркаса уникального высотного здания многофункционального комплекса. На первом этапе производен расчет в квазистатической постановке, определены максимальные прогибы для двух сценариев разрушения. Требования по состоянию ограниченной работоспособности в условиях прогрессирующего обрушения выполняется. На втором этапе произведен расчет в динамической постановке. Предварительно выполнен модальный анализ каркаса с целью определения форм колебаний, которые будут соответствовать предполагаемым деформациям сооружения в случае возникновения и развития процесса прогрессирующего обрушения. Установлено, что максимальный прогиб плиты при расчете в динамической постановке на 27.6% больше, чем в квазистатической. Остаточный прогиб после затухания колебательного процесса на 4.6% меньше, чем в статическом расчете. Следовательно, объект исследования является безопасным с точки зрения возможности возникновения экстренной ситуации, сопровождающейся частичным разрушением несущих конструкций.
Ключевые слова: прогрессирующее обрушение, метод конечных элементов, параметрическая архитектура, уникальные здания, динамическая постановка
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.17 - Строительная механика
В статье рассмотрено двухэтапное моделирование объекта параметрической архитектуры сложной параметрической формы. На первом этапе исследована эволюция формообразования аналитической поверхности, полученной вращением кривой Ламе в плоскости, перпендикулярной оси вращения, с учетом изменений интенсивности закругления углов формы в горизонтальной плоскости. Для решения задачи определения поверхности объекта параметрической архитектуры, устойчивой к аэродинамическому воздействию, на втором этапе проведено исследование винтовых параметрических поверхностей. Численный эксперимент с использованием метода конечных элементов в ПК ANSYS позволил построить новую аналитическую поверхность с различным углом закручивания плит перекрытий в виде суперэллипса по высоте уникального здания. Предлагаемая методика исследования и применения возможностей эволюции формообразования позволяет перейти к модернизации BIM технологий при проектировании уникальных зданий и сооружений.
Ключевые слова: параметрическая архитектура, эволюция формообразования, аэродинамика, метод конечных элементов, аналитические поверхности
В статье представлена оценка пылеулавливающего оборудования с точки зрения технологических, экономических, эксплуатационных характеристик. Определены критерии данной оценки и способы расчета показателей, характеризующие эффективность применения его в реконструкции зданий, проводимой в стесненных условиях городской застройки. Разработка проектных решений по реконструкции объектов не должна снижать уровень безопасности строителей и персонала объекта реконструкции, а также наносить ущерб окружающей среде, в частности загрязнению атмосферного воздуха частицами пыли от строительных процессов. Внедрение в проектные решения экономически обоснованных средств борьбы с загрязнением атмосферного воздуха, а также эффективная организация строительного производства, снижающая экологическую нагрузку на территорию, позволит подрядчику повысить свое конкурентное преимущество при участии в тендерах и определении договорной цены на реконструкцию зданий. Выбор экономически эффективных защитных мероприятий позволит сэкономить затраты, впоследствии определив прибыль от работ по реконструкции здания. Приведенный в статье экономический расчет позволяет в каждом отдельном случае определить объем эксплуатационных затрат, и сделать рациональный выбор с экономической точки зрения приобретения и использования оборудование в процессе производства работ.
Ключевые слова: экологическая безопасность, экологический мониторинг, защита атмосферного воздуха, экология в строительстве, пылеподавление, технико-экономическое обоснование, системы пылеулавливания, охрана труда в строительстве
Рассматриваются наиболее востребованные методы контроля достоверности. В работе внимание уделено аналитическому обзору методов оценки достоверности измеряемых параметров, их достоинствам и недостаткам. В процессе анализа статистической информации установлены виды возникающих недостоверностей и причины их появ-ления. Приведены методы борьбы с недостоверностью при помощи: метода уровневой обработки, способа оценки скорости изменения сигнала, цифровой фильтрации. Показано решение задачи обнаружения неявной недостоверности при помощи метода опорных векторов.
Ключевые слова: недостоверность измерений, неявная недостоверность, временной ряд, датчик, АСУ ТП, уровневая обработка, фильтр Калмана, метод опорных векторов
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье рассмотрено моделирование ветрового воздействия на объекты параметрической архитектуры. Для определения оптимальной формы поверхности исследована эволюция формообразования аналитической поверхности, образующаяся конгруэнтными кривыми в параллельных плоскостях, полученная вращением треугольника Рело с плоскостью, перпендикулярной оси вращения. По результатам численного эксперимента с использованием метода конечных элементов определена рациональная аналитическая поверхность объекта параметрической архитектуры, устойчивая к ветровому воздействию. Получены динамические характеристики объекта параметрической архитектуры. Даны рекомендации по уточнению методики определения ветровой нагрузки для зданий и сооружений сложной геометрической формы.
Ключевые слова: параметрическая архитектура; ветровая нагрузка; модальный анализ; пульсационная составляющая; каркас здания; метод конечных элементов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассмотрен вопрос интеграции трехмерной модели объекта параметрической архитектуры, созданного с помощью программы Autodesk Revit, и его конечно-элементной модели. Особенности IFC форматирования расширяют возможности по представлению проектных данных для решения задач по совмещению информационной и расчетной модели. Проиллюстрированы преимущества и недостатки данного подхода к моделированию уникальных высотных зданий, архитектурное решение которых представляет собой сложную геометрическую поверхность.
Ключевые слова: информационное моделирование, параметрическая архитектура, метод конечных элементов, архитектурная модель, расчетная модель, интеграция, IFC форматирование
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.21 - Архитектура зданий и сооружений. Творческие концепции архитектурной деятельности
В статье исследованы принципы параметрического моделирования и проектирования зданий, архитектурный образ которых представляет собой поверхность спиралевидной циклической модели с окружностями переменного радиуса в плоскостях пучка, заданных по координатам через функции соответствующих поверхностей в программном комплексе САПФИР. Приведены исследования зависимостей параметров функции поверхности, способы задания поверхностей в ПК САПФИР с последующим экспортом в ПК ЛИРА.
Ключевые слова: параметрическая архитектура, формообразование объекта, оболочка, формульная поверхность, поверхность с окружностями переменного радиуса, уникальное здание
В работе рассмотрена проблема оценки устойчивости высотных зданий к прогрессирующему обрушению. Выполнен анализ существующих методик по расчету каркаса здания на прогрессирующее обрушение. Даны рекомендации по повышению несущей способности железобетонных элементов каркаса при аварийных воздействиях. Предложено имитационное моделирование аварийного воздействия с использованием метода конечных элементов при расчете каркаса здания на прогрессирующее обрушение; моделирование и исследование напряженно-деформированного состояния отдельных элементов каркаса здания на действие взрывной нагрузки; моделирование и исследование устойчивости к прогрессирующему обрушению каркаса высотного здания; разработка конструктивных решений по повышению устойчивости к прогрессирующему обрушению.
Ключевые слова: прогрессирующее обрушение, аварийное воздействие, метод конечных элементов, моделирование каркаса здания, напряженно-деформированное состояние
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.00 - Строительство и архитектура , , 05.23.17 - Строительная механика
В статье рассмотрено моделирование пульсационной составляющей ветровой нагрузки на железобетонный каркас здания методом конечных элементов. Выполнен расчет пульсационной составляющей ветровой нагрузки по методике, указанной в СП20.13330.2011 «Нагрузки и воздействия» и расчет пульсационной составляющей ветровой нагрузки в соответствии с рекомендациями ЦНИИСК им. Кучеренко. По результатам расчетов выполнен анализ полученных результатов и сделаны выводы.
Ключевые слова: метод конечных элементов, расчетная схема, формы колебаний, пульсационная составляющая ветровой нагрузки, каркас здания
Разработана конечно-элементная модель высотного монолитно-каркасного здания с выполнением расчета несущей способности основных конструктивных элементов при прогрессирующем разрушении. Исследовано влияние введения в конструктивную схему аутригерных этажей.
Ключевые слова: Конечно-элементная модель, аутригерный этаж, прогрессирующее разрушение, несущая способность, железобетон, каркас, конструктивный элемент
В статье рассматриваются закономерности индивидуального и совместного однонаправленного массопереноса двух компонентов с различными поверхностно-активными свойствами в экстракционной системе четыреххлористый углерод – 4%-ый раствор йодистого калия на плоской границе раздела фаз при возникновении самопроизвольной межфазной конвекции. Обнаружено взаимовлияние потоков переносимых веществ на интенсивность массопереноса друг друга в условиях самопроизвольной межфазной конвекции при однонаправленном массопереносе компонентов. При совместном однонаправленном массопереносе уксусной кислоты и йода в условиях самопроизвольной межфазной конвекции происходит увеличение коэффициента массопередачи йода по сравнению с его индивидуальным массопереносом.
Ключевые слова: самопроизвольная межфазная конвекция, эффект Марангони, совместный массоперенос, экстракция, коэффициент массопередачи, уксусная кислота, йод, тетрахлоруглерод, интенсивность массопередачи
Разработан вариант рационального проектного решения торгового комплекса «Золотой» в г. Ростове-на-Дону путем замены конструкции покрытия для увеличения шага колонн 2 этажа. Исследование напряженно-деформированного состояние элементов каркаса здания методом конечных элементов. Для оптимизации проектных решений здания торгового комплекса выполнен сравнительный расчет конструктивных схем структурных покрытий типов «Кисловодск» и «БрГТУ». Даны рекомендации по конструктивным решениям покрытия каркаса здания.
Ключевые слова: метод конечных элементов, конечный элемент, структурное покрытие, расчетное сочетание нагрузок, конструктивная схема, расчетная схема.
В статье рассматривается регулирование напряженно – деформированного состояния в элементах структурного покрытия, относящегося к каркасу уникального здания технического музея. Архитектурное решение объекта выполнено в форме планера самолета, фюзеляж которого образован сводчатым покрытием пролетом 30 м, а крылья представляют собой консольный вылет 38 м. Конструкцией, формирующей консоль крыла, является система основных консольных ферм и связей между ними, образующих структурное покрытие. Предлагается несколько вариантов геометрических схем основных консольных ферм, входящих в структуру покрытия. Оптимальный вариант геометрической схемы сооружения выбирается по результатам статического расчета. Анализ напряженно – деформированного состояния структурного покрытия при различных вариантах связей между основными фермами выполняется по результатам расчетов на динамические нагрузки.
Ключевые слова: регулирование напряженно – деформированного состояния, геометрические схемы, консольный вылет, структурное покрытие, метод конечных элементов, статический расчет, динамическое воздействие