Одеська державна академія будівництва та архітектури
ТЕРМО- І АЕРОМОДЕЛІ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ОБЛАДНАННЯ ЖИТЛОВИХ КОМПЛЕКСІВ
Під час аварій або руйнувань інфраструктуру житлових комплексів при низьких температурах потрібно у стислий термін відновлювати, особливо роботу систем теплопостачання. Для цього зручно використовувати газотрубні котли. Але потрібні нові рішення проблем підвищення потужності та енергоефективності обладнання та систем за рахунок зменшення опорів руху рідини або газів, а також інтенсифікації теплопередачі. Численні дослідження показали, що збільшення коефіцієнта тепловіддачі на кордоні газ – метал у 5 разів призводить до збільшення витрат енергії вентиляторів котла у 10 разів і більше. У статті використано три методи досліджень з метою покращення показників роботи котлів. Візуальна діагностика руху рідин та газів дозволила виявити ознаки самоорганізації структури потоків. Гідравлічні дослідження в щілинних каналах, де змінювалася лише висота h у діапазоні h = 0,2-2,5мм підтвердили, що структура розподілу пульсаційних компонентів динамічної частини енергії впливає на збільшення або зменшення швидкості при заданому початковому тиску потоку або Re = const. Тепловий експеримент показав, що структура потоку також впливає на характер зміни коефіцієнта тепловіддачі a. Розміри каналів, при яких пульсаційні компоненти мають позитивні значення, дають збільшення коефіцієнта тепловіддачі набагато інтенсивніше, ніж при розмірах, де пульсації мають негативні значення. Тобто, візуальні дослідження структури потоків та правильний вибір поперечних розмірів каналів може збільшити подачу теплоносія до 24% без додаткових витрат енергії, а також усунути проблему невизначеності при вирішенні задачі інтенсифікації перенесення теплоти на межі газів – металева стінка. Візуальні дослідження струменя у затопленому просторі дають інформацію для вирішення задачі інтенсифікації теплообміну. Використання турбулізаторів у газотрубних котлах забезпечило підвищення ефективності котла від hк.1 = 0,84 до величини hк.2 = 0,929. При цьому, витрати енергії на роботу вентилятора змінилися незначно. Використання візуальної діагностики структури потоків дозволяє вирішувати гідравлічні і теплові завдання розробки чи вдосконалення енергетичного обладнання житлових комплексів.
Авторське право (c) MODERN CONSTRUCTION AND ARCHITECTURE
ДОВГОВІЧНІСТЬ БЕТОНІВ ЖОРСТКИХ ДОРОЖНІХ ПОКРИТТІВ, АРМОВАНИХ БАЗАЛЬТОВОЮ ФІБРОЮ
Метою роботи є розробка складів фібробетонів жорстких дорожніх покриттів з високою міцністю, морозостійкістю і зносостійкістю за рахунок використання суперпластифікатору полікарбоксилатного типу і дисперсного армування. Експеримент проводилися за оптимальним 3-х факторним 15-ти точковим планом. Варіювалися наступні фактори складу: кількість портландцементу ПЦ І-500Р-Н, від 290 до 350 кг/м3; кількість базальтової фібри BAUCON®-bazalt, від 0,9 до 1,5 кг/м3; кількість полікарбоксилатного суперпластифікатору STACHEMENT 2570/5/G, від 0,6 до 1% від маси цементу. Рухомість всіх сумішей була рівною, ОК = 2..3 см. При підвищенні кількості цементу та кількості суперпластифікатору до 0,9-1,0% В/Ц сумішей знижується. Кількість базальтової фібри практично не впливає на В/Ц суміші. За рахунок підвищення кількості портландцементу міцність фібробетонів очікувано зростає. При збільшенні кількості базальтової фібри до 1,3-1,4 кг/м3 міцність на розтяг при згині бетонів зростає на 12-21%, при цьому міцність на стиск змінюється не суттєво. Найбільшу міцність як на стиск, так і на розтяг при згині, мають фібробетони з кількістю суперпластифікатору близько 0,9%. При збільшені кількості цементу з 290 до 350 кг/м3 морозостійкість бетонів зростає на рівень до 100 циклів, а також за рахунок підвищення міцності знижується стиранність бетону (зростає зносостійкість). При підвищенні кількості базальтової фібри з 0,9 до 1,3-1,4 кг/м3 стиранність бетонів знижується на 11-16%, а морозостійкість зростає приблизно на 50 циклів. Зміна кількості суперпластифікатору несуттєво впливає на зносостійкість бетону. Проте при підвищенні кількості добавки STACHEMENT 2570/5/G з 0,6 до 0,9% від маси цементу морозостійкість фібробетонів зростає на рівень до 50 циклів. Фібробетони з раціональною кількістю дисперсної арматури (1,3-1,4 кг/м3) і суперпластифікатору (0,9%) в залежності від кількості цементу мають міцність на стиск від 43 до 60 МПа, міцність на розтяг при згині від 4,9 до 6,4 МПа, стиранність від 0,31 до 0,37 г/см2 і морозостійкість від F200 до F300. Це забезпечує високу довговічність розроблених фібробетонів жорстких дорожніх покриттів.
експериментально-статистичне моделювання.
Авторське право (c) СУЧАСНЕ БУДІВНИЦТВО ТА АРХІТЕКТУРА
ВЛАСТИВОСТІ БЕТОНІВ І ФІБРОБЕТОНІВ ОСНОВ ДОРОЖНЬОГО ОДЯГУ НА ВТОРИННОМУ ЩЕБЕНІ З НЕОДНОРІДНИМ СКЛАДОМ
Проблема утилізації бетонного брухту і демонтованих будівельних конструкцій є актуальною для більшості країн світу. Для Україні ця проблема є ще гострішою через значні обсяги руйнувань внаслідок бойових дій та обстрілів. Порівнювалися властивості бетонів і фібробетонів для основ дорожнього одягу на природних і вторинних заповнювачах: гранітному річковому гравії, вторинному щебені з неоднорідним складом, кварцовому піску і вторинному піску з перероблених залізобетонних конструкцій. Використовувався шлакопортландцемент CEM III/A з вмістом доменного шлаку 65% і суперпластифікатор полікарбоксилатного типу. Досліджено три серії зразків: без фібри; з скляною фіброю ANTI-CRAK HP 12 (довжина 12 мм, діаметр 0,017 мм, еквівалентний діаметр ниті 0,3 мм) у кількості 1 кг/м3; з поліпропіленовою фіброю BeneSteel 55 (довжина 55 мм, еквівалентний діаметр 0,48 мм) у кількості 4 кг/м3. У кожній серії досліджено: бетон на гранітному гравії та кварцового піску, бетон з використанням вторинного щебеню і кварцового піску, бетон з використанням вторинного щебеню і вторинного піску. Рухомість всіх сумішей була рівною S1. Завдяки застосуванню різних типів заповнювачів і фібри В/Ц бетонних сумішей суттєво відрізнялося. Бетони на вторинних заповнювачах мали вищу В/Ц, ніж на природних. При використанні фібри Anti-Crak HP 12 В/Ц сумішей рівної рухомості зростало на 5,5-6,9%. При використанні фібри BeneSteel 55 В/Ц підвищувалося на 10,6-15,5%. Тип заповнювача суттєво впливав на середню густину бетонів. При використанні вторинного щебеню та кварцового піску середня густина знижувалася на 3,8-4,6%. При використанні вторинного щебеню одночасно зі вторинним піском середня густина бетонів знижувалася на 5,2-8,5%. При застосуванні фібри Anti-Crak HP 12 середня густина бетонів знижується на величину до 2%, при використанні фібри BeneSteel 55 – до 4,1%. Бетони на вторинному щебені з неоднорідним складом та кварцовому піску мали на 4% вищу міцність на стиск і на 2% вищу міцність на розтяг при згині, ніж бетони на гранітному гравії та аналогічному піску (29,8 МПа і 3,18 МПа відповідно). При застосуванні вторинного щебеню одночасно зі вторинним піском міцність бетону на стиск є лише на 1,1% менше міцності бетонів на природних заповнювачах, а міцність на розтяг при згині – на 10% меншою. Це підтверджує можливість ефективного використання даних бетонів в основах дорожнього одягу. Якісна робота вторинних заповнювачів в бетонах пояснюється їх кращою адгезією до цементно-піщаної матриці. Дисперсне армування фіброю Anti-Crak HP 12 оказує позитивний вплив на міцність на стиск бетонів на всіх типах заповнювача та підвищує міцність на розтяг при згині бетону на природних заповнювачах. Використання фібри BeneSteel 55 не було ефективним через значне підвищення В/Ц суміші при її введенні. В цілому з врахуванням економічного чинника дисперсне армування бетонів на вторинних заповнювачах використаними в дослідженнях типами фібри не є доцільним.
ДОСЛІДЖЕННЯ МОДИФІКОВАНОГО В’ЯЖУЧОГО ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ГАЗОБЕТОНУ
Для покращення енергозберігаючих властивостей основним напрямом у технології сучасних стінових матеріалів є зниження середньої густини задля досягнення кращих теплотехнічних показників при одночасному підвищенні характеристик міцності, тобто створення ефективних стінових матеріалів. Одним із таких матеріалів є газобетон, який успішно застосовується у всьому світі. Одним із способів підвищення фізико-механічних властивостей в’яжучого як головної складової газобетону та розширення сировинної бази може бути використання відходів усіляких виробництв, а також вторинне використання пошкоджених будівельних матеріалів із зруйнованих будівель та споруд у результаті бойових дій (рециклінг), що є актуальним. Метою даних досліджень є одержання газобетону на модифікованому в'яжучому з використанням рециклінгу зруйнованих будівельних матеріалів. На даному етапі проводиться дослідження модифікованого в'яжучого. В результаті досліджень встановлено оптимальне співвідношення складових модифікованого в’яжучого (портландцементу, метакаоліну, цегельного бою). Отримані математичні моделі, що описують залежність міцності в’яжучого при згині та стиску від його складу. Результати рентгенофазового та диференціально-термічного аналізу показують, що введення до складу в’яжучого на основі портландцементу добавок метакаоліну та цегельного бою, після 28 діб нормального твердіння, не викликають нових фазово-мінералогічних утворень порівняно із зразками без добавки, а лише впливають на кількісний мінералогічний склад. Спостерігаються інтенсивніше виражені гидросилікатні фази і зменшення кристалізаційного гідроксиду кальцію. На мікрофотографіях структури отриманого в'яжучого чітко проглядається монолітна структура цементного каменю, видно дисперговані лугом зерна цементу, піску та кластери із гідросилікатів кальцію.
НЕСУЧА ЗДАТНІСТЬ, ДЕФОРМАТИВНІСТЬ ТА ТРІЩИНОСТІЙКІСТЬ ПОШКОДЖЕНИХ БАЛОК З ПІДСИЛЕННЯМ ФІБРОБЕТОНОМ
Представлені результати експериментальних досліджень несучої здатності, деформативності та тріщиностійкості пошкоджених балок з підсиленням фібробетоном у стиснутій та розтягнутій зоні. Зразки для випробувань виготовлені з бетону та фібробетону. Кількість сталевої фібри у фібробетоні становить 2% обсягу виробу. Попередні випробування проводилися на призмах та кубах. При виготовленні зразків балок перед бетонуванням у зоні запланованого пошкодження встановлювався пінопластовий вкладиш, форма та розміри якого відповідали пошкодженню. Після набору бетоном 70% марочної міцності вкладиш витягувався, а порожнина, що утворилася, заповнювалася 2% сумішшю з фібробетону. Випробування зразків матеріалів показали, що введення до складу бетону сталевого фібрового волокна у кількості 2 % за обсягом збільшує межу міцності на стиск на 15,3%. Початковий модуль пружності фібробетону означеної суміші на 38,0% вище, ніж у звичайного бетону такого складу. Проведені експериментальні дослідження пошкоджених балок показали, що балка, переріз якої на 40% пошкоджено в середній стиснутій зоні, а форма пошкодження має вигляд, близький до прямокутного, має несучу здатність 92,0 кН, або 93,9 % несучої здатності непошкодженої балки. Тріщиноутворення почалося на 4-му етапі навантаження, коли величина навантаження становила 26,0кН, тобто 28,3 % несучої здатності пошкодженої балки. Максимальна кінцева ширина розкриття тріщин становила 0,6 мм. Балка, переріз якої на 40% пошкоджено в середній розтягнутій зоні, має несучу здатність 92,4 кН, або 93,2 % несучої здатності непошкодженої балки. Тріщиноутворення почалося на 5-му етапі навантаження, коли величина навантаження становила 32,5кН, тобто 35,2% несучої здатності пошкодженої балки. Максимальна кінцева ширина розкриття тріщин становила 0,8 мм. Стверджується, що посилення балки з 40% пошкодженням у стиснутій або розтягнутій зоні розглянутим у роботі способом є ефективним, оскільки дозволяє досягти її несучої здатності, яка становить понад 93 % несучої здатності неушкодженої балки.
МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ПОШКОДЖЕНИХ БЕТОННИХ БАЛОК, ПІДСИЛЕНИХ ВУГЛЕПЛАСТИКОВИМ ПОЛОТНОМ В ПК «ЛІРА-САПР»
У дослідженні розглядається проблема збереження та покращення архітектурної спадщини в Україні. Багато будівель і споруд мають тривалий термін експлуатації або вже виходять з ладу через вік та інші фактори. Особливо це стосується конструкцій залізобетону, які часто мають різні дефекти та пошкодження. На жаль, немає чітких методів для оцінювання залишкової несучої здатності таких конструкцій. Проте дослідження показує, що залишковий потенціал пошкоджених елементів може бути значно недооцінений. Тому важливо досліджувати та застосовувати ефективні інноваційні рішення для зміцнення конструкцій. Одним з таких рішень є використання композитних матеріалів (армованих волокнами полімерів, FRP) для зовнішнього армування конструкцій. Композитні матеріали мають багато переваг, таких як висока міцність, мала вага, стійкість до агресивних середовищ та довговічність. У статті представлено результати чисельного експерименту, який мав на меті дослідити вплив пошкодження та підсилення вуглепластиковим полотном на напружено-деформований стан і залишкову несучу здатність бетонних балок з базальтопластиковою арматурою (BFRP). Для експерименту було підготовлено 15 балок прямокутного перерізу розмірами 2000×200×100 мм, які були розраховані нелінійно за допомогою програми “ЛІРА-САПР”, що використовує метод скінчених елементів. Дані, отримані для кожної балки, були порівняні з результатами лабораторних випробувань, які показали, що підсилення вуглепластиковим полотном збільшує залишкову несучу здатність балок, але не впливає на їх робочу деформацію. Також було проведено порівняльний аналіз залишкової несучої здатності та напружено-деформованого стану складових балок: вуглепластикового полотна, бетону та арматури. Автори стверджують, що моделювання складного напружено-деформованого стану дослідних базальтобетонних балок нелінійними звичайно-елементними розрахунками за допомогою програмного комплексу “ЛІРА-САПР” дозволяє точно відтворити результати експериментів, найімовірнішу схему роботи та руйнування, а також достовірно спрогнозувати їхню несучу здатність.
ПЕРСПЕКТИВНІ НАПРЯМКИ ТРАНСФОРМАЦІЇ УРБАНІСТИЧНИХ КОНЦЕПЦІЙ В КОНЕКСТІ РОЗВИТКУ СЕРЕДОВИЩ ІМЕРСИВНОЇ ПРИСУТНОСТІ
Поширення імерсивних середовищ присутності поступово перетворюється в помітне соціальне явище, яке поступово впливає на життя та взаємодію людей. Як результат, вони мають потенціал змінити очікування та вимоги щодо житлових приміщень та їх розташування. Хоча численні дослідження вивчали вплив технологій віртуальної та доповненої реальності на міське планування, порівняно мало уваги приділялося можливості того, що поведінкові зміни, викликані цими технологіями, можуть спонукати до переоцінки фундаментальних принципів, що лежать в основі міського планування. Завдяки проведеному аналізу визначено п’ять ключових категорій у сучасному постіндустріальному міському плануванні, які можуть зазнати змін: а) житлові райони; б) радіус доступності; в) соціальна згуртованість; г) транспортні вимоги та д) оптимальна щільність. Житлові одиниці вимагатимуть додаткових можливостей і просторів, змінюючи характер та спосіб життя. Значення радіуса доступності, особливо для пішоходів, може зменшитися, оскільки значна кількість бажаних місць стане доступною безпосередньо з помешкання. Зменшення навантаження на транспортні мережі підвищить екологічну стійкість міст і створить нові можливості для зелених насаджень. Концепція соціальної згуртованості зазнає стратифікованих трансформацій, оскільки відмінності, пов’язані з етнічною приналежністю, релігією, статтю, расою, віком, соціальним статусом тощо, певним чином нейтралізуються через розвиток мінливих віртуальних персон і недетермінованих ідентичностей. Ці взаємопов’язані зміни також зменшать вагу категорії оптимальної щільності. У сукупності ці трансформації утворюють комплексну концептуальну основу, яка переосмислює місто. У цій статті окреслено два потенційні напрямки змін у міській парадигмі, які можуть виникнути внаслідок поширення персоналізованих комунікаційних технологій метавсесвіту. Перший напрямок стосується сучасної інтерпретації дезурбаністичних концепцій, що включає елементи самодостатності, стабільності, безпеки та комунікаційної інфраструктури, характерні для інформаційної епохи. Другий напрямок, ймовірно, зосередиться на різних підходах до трансформації існуючого міського середовища. Ця трансформація відбуватиметься шляхом залучення ринкових механізмів регулювання та розробки та реалізації спеціалізованих муніципальних програм, спрямованих на модернізацію та стимулювання зростання населення.
СУЧАСНИЙ АРХІТЕКТУРНИЙ ПРОЦЕС ТА АКТУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ АРХІТЕКТУРНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ
Стаття присвячена виявленню особливостей сучасного архітектурного процесу та встановленню актуальних завдань архітектурної діяльності. В суспільстві, науці, практиці сьогодення проходять явища, які кардинально змінюють підходи та парадигми архітектурного процесу. В роботі виокремлено протиріччя теорії та практики архітектури, які потребують вирішення; розглянуті аспекти сучасної ідеології архітектури; розвинуті окремі положення теорії середовищного підходу, а саме ‒ особливості «розуміючого» проектування, комунікативної складової архітектурної діяльності; зроблено наголос на взаємодії різних суб’єктів в процесі архітектурної діяльності, діалогу архітектора з стейкхолдерами. Наголошено на визначальної ролі архітектора як організатора та координатора проектного процесу, трактуванні архітектурного процесу як складової загального соціокультурного процесу. Найбільші зрушення проходять в царині середовищного підходу до архітектурної діяльності. Середовищна проблематика, яка виводить на перший план людину та її образ життя, дає поштовх розвитку архітектурного менеджменту та маркетингу. Ці зміни пріоритетів призвели до проблемній ситуації в теорії архітектури та відкрили новий простір роботи - виокремлення та фіксація середовищних переживань та образів, продукування цих переживань та керівництво цим процесом. Середовищний підхід окреслює майбутні траєкторії архітектурної роботи, суть яких - включення проектувальника в життя населення, матеріалізація власної версії життєвих процесів, виявлення сукупності спеціалізованих діяльностей, які підтримують ідеологію прогресу суспільства та розвиток культури. Наукові дослідження та архітектурна практика повинні спиратися на досягнення філософії архітектури, розуміння нових ціннісних орієнтирів, урахування розбіжностей та темпу соціальних змін тощо. Існує потреба в визнанні важливості такого фактору як суб’єкт архітектурного процесу. Зміна базових орієнтирів споживача архітектурного об’єкту вимагає забезпечення вже на стадії проектування можливості трансформацій архітектурного об’єкту в процесі його подальшої експлуатації, прогнозування появи нових функції та утворення їх нової матеріальної оболонки. Стаття окреслює контури наукових інновацій в царині архітектури ‒ теорію архітектурної діяльності в умовах міжсуб’єктної взаємодії; пропонує форми коректного введення поняття «суб’єкт проектування», якій активно діє в архітектурному середовищі, в проектну практику та теорію архітектурної діяльності.
ОСОБЛИВОСТІ СТРУКТУРИ ЖИТЛОВОЇ ЗАБУДОВИ В СУЧАСНИХ УКРАЇНСЬКИХ МІСТАХ, НА ПРИКЛАДІ М. ОДЕСА
В статті розглянуті українські міста, які різноманітні за своєю історією, розмірами, функціями та архітектурою. В період кризи та майже повної зупинки нового житлового будівництва та критичної обмеженості ресурсів найбільш перспективними для розвитку житлових територій є підходи з використанням вже існуючих житлових структур та доступних ресурсів. Одним з перспективних напрямків є робота зі сформованими житловими структурами. Замість будівництва нового житлового фонду з новими мережами та інфраструктурою, можна розвивати та ущільнювати існуючий житловий фонд (як історичний так і радянській), таким чином можливо зменшити кількість ветхого житлового фонду та збільшити кількість доступних квадратних метрів житла для мешканців міста. Кожне місто має свою особливу історію формування та бекграунд, а також житлові структури, сформовані в різні часи. Досліджена історія формування та особливості структури житлової забудови саме міста Одеса, тому для загальної картини важливо побачити його в загальній типології українських міських поселень. Основними критеріями для розподілення міських поселень на типи є такі чинники, як: розмір міста, кількість мешканців, історичний бекграунд, планувальна структура та функціональне наповнення. Досліджено особливості структури житлової забудови сучасних українських міст, визначені характерні особливості та їх вплив на розвиток житлової забудови. Для створення якісного житлового середовища високої щільності в історичних містах, розроблено стратегію розвитку житлових районів Одеси. Метою даної роботи є дослідження особливостей структури житлової забудови в сучасних українських містах, визначення їх характерних особливостей та вплив на розвиток житлової забудови на прикладі м. Одеса. Матеріалами для проведення даного дослідження є особливість структури житлової забудови у сучасних містах. Зокрема розглянуто вплив та наслідки кризового періоду для житлової інфраструктури та структури міст, щоб краще зрозуміти внесок, який роблять кризи у формуванні сучасного міста. Поєднання результатів досліджень наявної матеріальної бази та теоретичних основ особливостей структури житлової забудови у сучасних містах стало головною методичною основою даної роботи.
житлова забудова сучасних українських міст
АРХІТЕКТУРНО-МІСТОБУДІВНІ АСПЕКТИ ВІДНОВЛЕННЯ МІСТ В УКРАЇНІ
Міста, які знаходяться в епіцентрі військових конфліктів, опиняються в надскладній ситуації. Окрім найстрашнішого-людських втрат, руйнується інфраструктура міст, житловий фонд та промисловість. Надзвичайно складним завдання для таких територій є їх післявоєнне відновлення. Цей процес може бути успішним лише тоді, коли є уявлення про основні підходи та механізми до відновлювальних робіт у таких містах. Необхідним вирішенням є розробка ефективних стратегій та програм відбудови міст. Це визначає ряд пріоритетних завдань, а саме: аналіз досвіду відновлення країн світу після подібних руйнувань та дослідження особливостей відбудови житла, як найбільш гострої проблеми. В статті досліджено основні напрямки післявоєнного відновлення міст, оскільки післявоєнна реконструкція є надзвичайно складним завданням для будь якого міста та країни. А для цього, є необхідним визначення пріоритетних напрямків відновлення та розвитку міст в залежності від особливостей та характеру їх руйнувань. Відновлення міст не повинно обмежуватись лише реконструкцією, а вирішуватись конкретним випадком, враховуючи ступінь руйнувань, економічну складову та соціальну реінтеграцію. Неабияке значення у створенні програм по відбудові міст має досвід країн, які пройшли етапи війни та відновлення. Комплекс заходів, що сприятиме реалізації програм відбудови та забезпечення житлом населення акумулює накопичений світовий досвід. Тому, у статті досліджено світовий дослід відновлення зруйнованих війною міст. Для частково зруйнованих міст зі збереженим міським середовищем, можна розробити актуальне проектне рішення, яке буде враховувати тип відтворення – реставрація, реконструкція, чи новобудова. Для територій, що зазнали важких руйнувань можливими варіантами реалізації програми відбудови та забезпечення житлом населення є: нове будівництво, оренда житла, тимчасове будівництво модульного або контейнерного об’єктів, формування фонду підмінного житла, компенсація за житло. Розроблено підхід до архітектурно-містобудівних вирішень, що полягає в освоєні підземного простору, просторової композиції дворового простору та архітектурних вирішеннях будівель.
СУЧАСНИЙ СТАН ТА ПРОБЛЕМИ ФОРМУВАННЯ ІНКЛЮЗИВНИХ ПРОСТОРІВ В СВІТОВІЙ ТА ВІТЧИЗНЯНІЙ АРХІТЕКТУРІ
В статті проведено аналіз сучасного стану та проблеми формування інклюзивних просторів в світовій та вітчизняній архітектурі. Проаналізовано міжнародні та українські нормативні документи, які регулюють інклюзивність та без’барєрність для всіх групп населення. Визначено поняття “інклюзія”, “інвалід”, “інвалідність”, “маломобільні групи населення”, “безбар’єрний простір”. Визначено основні елементи організації якісного інклюзивного середовища у всіх сферах життя. Актуальним завданням є забезпечення доступності житлових та громадських будівель для всіх громадян, незалежно від їх фізичних можливостей. Інклюзивні простори сучасного архітектурного розвитку полягають не лише у створення відповідної інфраструктури, а і у трансформації нині існуючого. Мета даної роботи полягає у визначенні основних елементів організації якісного інклюзивного середовища у всіх сферах життя. Проведено необхідний аналіз сучасних тенденцій архитектурного розвитку інклюзивних просторів великих міст, особливостей доступності для осіб з інвалідністю та маломобільних групп населення. Основні методи дослідження: порівняльно-історичний аналіз; візуально-аналітичний метод; метод мониторінгу; аналіз статистичних данних і якісних показників; збір, аналіз, представлення та інтерпретація відомостей щодо теоретичних і практичних питань організації інклюзивного середовища, яке відображено у роботах зарубіжних та українських дослідників. Проведені дослідження показали, що розробки, направлені на вирішення проблем формування інклюзивних просторів, є актуальними та своєчасними. Важливий аспект безбар’єрного середовища це розвиток інклюзивних просторів в сучасних містах. Різні види безбар’єрного середовища включаючи фізичну безбар’єрність, цифрову, освітню та економічну, суспільну та громадянську, а також інформаційну безбар’єрність мають дуже велике значення для розвитку інклюзивного простору в світовій та вітчизняній архітектурі. Особи з інвалідністю та маломобільні групи населення мають досить обмежені можливості щодо реалізації своїх прав.
ВПЛИВ СТАЛОГО РОЗВИТКУ НА НОВУ КОНЦЕПЦІЮ МОДЕРНІЗАЦІЇ ЖИТЛОВИХ БУДИНКІВ
Модернізація багатокварних житлових будинків є одним із кроків до досягнення цілей сталого розвитку міст і громад. Це не лише енергоефективні, але й інклюзивні та просторові рішення. Було введено нову концепцію, таку як «Стала модернізація» ‒ це гармонійний і збалансований процес, який поєднує скоординовані зміни в сьогоднішніх і майбутніх потребах, та «Стала модернізація житлових будинків» ‒ це повний набір заходів для регенерації будівель і житлових територій, в тому числі реконструкція комунальних комунікацій та вузлів. Лише енергоефективності будівель недостатньо для досягнення цілей сталого розвитку міст і громад, враховуючи виконання всіх поставлених завдань. Мета полягає в тому, щоб зробити міста та населені пункти інклюзивними, безпечними, стійкими та сталими. На сьогоднішній день, регенерація – це модернізація багатоквартирних будинків для досягнення енергоефективності задля збереження та зменшення використання енергетичних ресурсів, що сприяє зменшенню витрат на комунальні послуги та викидів вуглецю. Але, лише енергоефективність не задовольняє завдання інклюзивних планувальних рішень та необхідних ремонтних робіт зношених частин і елементів будинку, як досягнення сталого розвитку міст. Панельна масова житлова забудова часів Радянського Союзу становить значну частину житлового фонду пострадянських країн. Ці будинки побудовані за стандартами, які не відповідають сучасним нормам і вимогам та є енергонеефективними. Пропонується нова концепція регенерації на засадах сталого розвитку, як модернізація житлових будинків, з урахуванням побажань та потреб співвласників, інклюзивного та сталого планування. Модернізація, з точки зору архітектурно-планувальних рішень, має покривати інклюзивність будинку та прилеглої території, а також включати регенерацію житлової забудови з урахуванням соціальних потреб житлового кварталу.
ОСОБЛИВОСТІ ПОЄДНАННЯ МОЖЛИВОСТЕЙ СОЦІАЛЬНОЇ І ЦИВІЛЬНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ В МІСТОБУДУВАННІ
Термін «інженерія» має своє коріння в латинському слові «ingenium», що означає «інтелект» або «талант». Він походить від слова «ingeniare», що перекладається як «заснувати» або «винайти». Саме в цьому латинському виразі міститься початкова ідея про творчість і здатність розв'язувати складні завдання, знаходитись найближче до людини, її комфортного проживання та роботи. Поняття інженерії, як дисципліни, пов'язано з застосуванням наукових знань і технологій для проектування, містобудування, архітектури, створення та підтримки різних інженерних систем та конструкцій. У своєму сучасному значенні інженерія охоплює широкий спектр галузей, таких як механічна, електрична, комп'ютерна, хімічна, цивільна, аерокосмічна та інші, і має важливе значення для розвитку технологій та інфраструктури населених пунктів, які є необхідними для сучасного суспільства. Саме суспільство потребує розвитку різних видів інженерії, що впливають на його нормальне функціонування та сталий розвиток. У цьому контексті «цивільна інженерія» знаходиться найближче до людини, її комфортного проживання та роботи. Управління соціальними процесами ‒ це сукупність дій та стратегій, спрямованих на вплив і організацію соціальних явищ, процесів та взаємодій у суспільстві. Це включає управління поведінкою, діяльністю, стосунками та іншими аспектами людського життя, що відбуваються в суспільних умовах. При цьому управління соціальними процесами («соціальна інженерія») базується на дослідженні, аналізі та розумінні соціологічних, психологічних, економічних, політичних та культурних аспектів суспільства. Його основна мета полягає у досягненні певних соціальних цілей та розв'язанні проблем, у тому числі технічних, що стоять перед суспільством. Основні аспекти управління соціальними процесами це аналіз та прогнозування: ретельне дослідження та аналіз соціальних процесів допомагає зрозуміти їхні причини, наслідки та тенденції.
АДГЕЗІЯ ПРИ ВИКОРИСТАННІ ЧАСТКОВОГО ТОРКРЕТУВАННЯ МОБІЛЬНОЮ УСТАНОВКОЮ
В статті проаналізовані сучасні методи та матеріали, що застосовуються для ремонту та відновлення бетонних і залізобетонних елементів конструкцій будівель та споруд. Одним з таких є розглянутий метод торкретування, використання мокрого способу торкретування, його переваги та недоліки. Приведені дефекти, які виникають при виготовленні, зберіганні, транспортуванні, монтажу та при експлуатації бетонних і залізобетонних конструкцій. Розглянуте утворення різних типів тріщин, що виникають до процесу експлуатації та виникнення тріщин під час експлуатації конструкцій при центральному розтягу та вздовж однієї поверхні при ексцентричному розтягу. В роботі представлено регулювання технічних властивостей ремонтних сумішей. Воно досягається використанням спеціальних видів цементу, добавок і заповнювачів, особливих методів укладання та умов твердіння, а також відповідної підготовки поверхні старого бетону. Дослідження спрямоване на визначення адгезії ремонтних сумішей, нанесених методом торкретування. Використовувалось часткове нанесення ремонтної суміші, за допомогою мобільної установки в лабораторних умовах, з метою визначення оптимальних технологічних параметрів набризку. Розроблено методику експериментальних досліджень визначення адгезії дрібнозернистого торкретбетону з використанням стандартизованих форм з модернізованими перегородками. Використовувались підготовлені половинки балочок з кутом поверхні 20°, як старий бетон, для збільшення площі контакту та зменшення завихрення при торкретуванні. Розроблено двухфакторний, дев’ятиточковий план експерименту, в якому варіювались: товщина шару дрібнозернистого торкретбетону (1 см, 2 см, 3 см) часткового нанесення та швидкість набризку торкретфібробетонної суміші (0 м/с, 35 м/с, 70 м/с). Проведено експериментальне дослідження та приведені його результати.
Технологія та організація будівельного виробництва
АНАЛІЗ ФАКТОРІВ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА ЦІЛІСНІТЬ УТЕПЛЕНИХ ФАСАДІВ БУДИНКІВ ТА ПОШУК МЕТОДІВ ЇХ РЕМОНТУ
У сучасному будівництві після утеплення фасадів з плином часу необхідний наступний етап – їх ремонт. Ремонт утеплених фасадів зберігає та підвищує експлуатаційну ефективність систем теплоізоляції фасадів, забезпечує довговічність та поліпшує зовнішній вигляд будівлі. Результати досліджень свідчать про важливість коректного улаштування та обслуговування утеплених фасадів на початкових етапах будівництва. Виявлено, що на цьому етапі можуть виникати різноманітні дефекти, які негативно впливають на їхню теплоізоляційну ефективність та загальну надійність при експлуатації. Недоліки у монтажі ізоляційних матеріалів та інші фактори можуть знизити ефективність утеплення. В роботі досліджено різні сторони ремонту, такі як заміна теплоізоляційних шарів, заміна пошкоджених компонентів та відновлення зовнішнього виду фасаду. Одне з ключових завдань – це відновлення теплоізоляційного шару, який може постраждати в результаті механічних або інших впливів. Важливо детально оглянути, визначити ступінь ушкодженності і, за потреби, замінити ізолюючі матеріали, які можуть втратити теплоізоляційні властивості в майбутньому. Крім того, відновлення зовнішнього фінішного шару є частиною процесу ремонту утеплених фасадів, щоб забезпечити привабливий зовнішній вигляд будівлі та захистити внутрішні конструкційні шари, а сособливо теплоізоляційний матеріал від кліматичних та інших факторів. Встановлено, що з плином часу різні матеріали теплоізоляційного шару мають різні показники руйнування. Особливу увагу слід приділити вибору матеріалів системи, що мають аналогічні властивості з паропроникності. Цей підхід допоможе забезпечити необхідні властивості системи теплоізоляції та зберегти зовнішній вигляд будівлі в ідеальному стані протягом тривалого періоду експлуатації. Встановлено, що після відновлення ізольованих фасадів, важливо дбати про їх догляд і обслуговування. Належне виконання регулярної перевірки та обслуговування допоможе своєчасно виявляти можливі проблеми і запобігати серйозним ушкодженням у майбутньому. Необхідно також враховувати клімат і місцеві будівельні стандарти при виборі матеріалів для ремонту, щоб забезпечити оптимальну експлуатаційну ефективність фасаду. В процесі дослідження виявлено, що методи ремонту обираються, в першу чергу, виходячи з технічного стану будівлі та ступеню пошкодженності, яка отримана в результаті обстеження. Це дозволяє вибрати відповідні методи ремонту та оцінку пов'язаних з цим ризиків. Слід зауважити, що фахівець, який ретельно обстежує і визначає стан фасадного утеплення повинен володіти визначеними компетенціями в улаштуванні та ремонті фасадів. Отже, результати досліджень підкреслюють важливість якісного ремонту та обслуговування утеплених фасадів для забезпечення їхньої надійності, ефективності та довговічності. Виявлено, що для забезпечення якості та безпеки будівельних об'єктів важливо проводити систематичний ремонт та обслуговування утеплених фасадів, які можуть бути пошкодженими внаслідок різних впливів. Це дозволяє зберегти енергоефективність будівлі та підтримувати її естетичний вигляд на протязі тривалого часу експлуатації.
МЕТОДИ ВІДНОВЛЕННЯ БАГАТОПОВЕРХОВИХ ЖИТЛОВИХ БУДИНКІВ В СУЧАСНІЙ УКРАЇНІ
Сучасна ситуація в Україні свідчить про те, що відновлення багатоповерхових житлових будинків є однією з найважливіших проблем суспільства. Наявні дослідження здебільшого зосереджені на оцінці технічного стану будівель для продовження терміну їх експлуатації або усунення пошкоджень, спричинених нерівномірним осіданням фундаментів та іншими експлуатаційними факторами. Оскільки багатоповерхові залізобетонні будівлі житлового та громадського призначення зазвичай проектувалися та будувалися без урахування можливих навантажень від воєнних конфліктів, а також через відсутність практичного досвіду з їх відновлення та посилення, питання забезпечення їхньої експлуатаційної придатності та відновлення є дуже актуальним. До етапів процесу експлуатації будівлі, як єдиного технологічного процесу, при пошкодженні є: обстеження, моніторинг, плановий, позаплановий і капітальний ремонти та ліквідація. У статті було проведено аналіз поточного стану пошкоджених багатоповерхових будівель, вивчено накопичений досвід їх обстеження та розглянуто конструктивно-технологічні заходи для їх відновлення та реконструкції. Конструктивні особливості панельних будинків унеможливлюють заміну зруйнованих або сильно пошкоджених конструкцій новими заводськими елементами через відсутність технічної можливості доступу для монтажу. Найбільш оптимальним рішенням є зведення нових конструкцій на місці зруйнованих з використанням прокатних профілів, арматури, монолітного бетону, цегли та газобетонних блоків. Враховуючи це, перспективою для подальших досліджень є детальніше вивчення проблеми та розробка конструктивно-технологічних рішень для відновлення житлових будівель з економічним обґрунтуванням доцільності їх впровадження. Крім того, існує потреба у доповненні чинних нормативних документів щодо реконструкції будівель, пошкоджених внаслідок воєнних конфліктів.
ПРОТИЗСУВНІ ЗАХОДИ ДІЛЯНКИ СХИЛУ ОДЕСЬКОГО УЗБЕРЕЖЖЯ
В роботі виконані розрахунки стійкості ділянки зсувного схилу Одеського узбережжя. Ділянка розташована в Київському районі м.Одеса та примикає до дитячого оздоровчо-спортивного табору «Вікторія». Територія охоплює прибровочну частину плато, терасовий схил і ділянку пляжу. В рельєфі схилу виділяються штучно створені тераси та берми, у підніжжі схилу місцями збережений природний пляж. Особливості даної ділянки полягають в складних інженерно-геологічних (блокова будова схилу, лесові просадні ґрунти) і гідрогеологічних (кілька водоносних горизонтів, високий рівень підземних вод) умовах. Раніше, до проведення комплексу протизсувних заходів, на цій території відбувалися масштабні глибинні зсуви ковзання та видавлювання. Частково виконані заходи інженерного захисту, що полягали в плануванні поверхні схилу та влаштуванні берегоукріплення, не призвели до повної стабілізації зсувних процесів. В теперішній час на зсувному схилі відбуваються незатухаючі повільно текучі деформації. Ці деформації пов’язані з блоковою будовою схилу, гідрогеологічними умовами, а також реологічними властивостями меотичних глин. Стабілізація зсувних процесів можлива тільки при комплексному підході в призначенні протизсувних заходів. Оцінка стійкості схилу та призначення протизсувних заходів були виконані з врахуванням особливостей інженерно-геологічної будови, гідрогеологічних умов, а також результатів натурного обстеження схилу. Розрахунки стійкості схилу виконувались за плоскими схемами методами Бішопа та Янбу. Також розрахунки проводились у тривимірній постановці методом скінченних елементів в геотехнічному програмному комплексі Midas GTS NX. Поведінка ґрунту в розрахунковій схемі описувалась пружно-пластичною моделлю Мора-Кулона. Ця модель заснована на залежності між швидкістю зміни ефективних напружень і швидкістю деформацій. Запропоновано комплекс протизсувних заходів, що включає: влаштування поглинаючих свердловин на плато, для зниження рівня ґрунтових вод; влаштування нижнього та верхнього ярусів паль-шпонок з вертикальним дренажем над ними; організоване відведення зливових вод з поверхні схилу; планування та кріплення поверхні схилу.
ЕФЕКТИВНІСТЬ ДЕЦЕНТРАЛІЗОВАНОГО ТЕПЛОПОСТАЧАННЯ НА ОСНОВІ ТРАДИЦІЙНИХ ГЕНЕРАТОРІВ ТЕПЛОТИ З ПАРОКОМПРЕСІЙНОЮ ТРАНСФОРМАЦІЄЮ ЕНЕРГІЇ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНИХ ДЖЕРЕЛ
Дослідження присвячене вирішенню актуальної задачі підвищення ефективності децентралізованого теплопостачання громадських будівель та промислових підприємств з типовими комунально-побутовими і промисловими теплогенераторами на основі парокомпресійної трансформації енергії доохолодження теплових потоків відпрацьованого енергоносія з теплової мережі, початкової холодної води димових газів. Метою роботи стало аналітичне обґрунтування умов розширення загального обсягу генерованої теплоти та підвищення ефективності удосконаленої системи децентралізованого теплопостачання, а також екологічності використання енергії первинного палива. Запропонований підхід передбачає підвищення енергетичних та екологічних показників джерел теплоти з регулюванням обґрунтованої температури відпрацьованого енергоносія відносно її розрахункового значення відповідно нормованого температурного графіка. Важливим результатом дослідження є встановлена узагальнена залежність для визначення дійсного коефіцієнта перетворення в роботі теплонасосної системи. Вона дає змогу проводити якісний аналіз залежності енергетичної ефективності системи теплопостачання від зміни температури аналізованих низькотемпературних джерел, співвідношення вищезазначених витрат водних потоків та режимів розподілу холодної води для комунально-побутового та промислово-технологічного спрямування. Встановлено, що значення дійсного коефіцієнта перетворення суттєво залежить від обраної температури підігріву відпрацьованого енергоносія з теплової мережі на вході в теплогенератор. Значне зростання дійсного коефіцієнта перетворення відмічається при збільшенні складової витрати води на гаряче водопостачання технологічного призначення. Встановлено, що підтримка раціональної температури підігріву відпрацьованого енергоносія має базуватись на термоекономічній оптимізації розрахункової різниці температур абонентського теплоносія та кипіння робочого тіла в випарнику ТНУ. Результати дослідження вдосконаленої системи теплопостачання створюють основу для коригування раціональної температури відпуску теплоти з врахуванням характерних умов децентралізованого теплопостачання та режимів споживання теплоти системами комунально-побутового та промислового призначення.
ДОСЛІДЖЕННЯ МІЦНОСТІ І ДЕФОРМАЦІЙ КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ НАПОВНЕНИХ ПОЛІМЕРІВ
Метою даної роботи є вивчення залежності міцності при стиску та згині і деформацій полімерних матеріалів від кількості наповнювача для визначення його оптимальної кількості. Полімерний композиційний матеріал складається із зв’язуючого поліметилметакрилата і наповнювача – піску кварцового фракцій 0,14 мм, 0,315 мм, 0,63 мм. Кількість наповнювачів кожної фракції змінювалася від 100 до 500 масових частин. Міцність полімерного наповненого матеріалу визначали випробуванням зразків-кубів на стиск і зразків-балочок при згині. Деформації визначали на зразках-призмах при їх розтягуванні. Результати дослідження свідчать про значний вплив фракційного складу піску на міцнісні і деформативні властивості композиційного матеріалу на основі поліметилметакрилату. Найбільшу міцність (90 МПа при стиску і 40 МПа при згині) продемонстрували зразки із найменшою фракцією наповнювача 0,14 мм при кількості 150 масових частин. Збільшення як розміру частинок так і їх кількості призводить до зменшення міцності наповненої композиції. Аналіз залежностей напруження-деформації показав, що деформації знижуються зі зменшенням кількості мінерального наповнювача. При збільшенні кількості наповнювача деформації текучості з’являються при менших значеннях напруження розтягу, що пов’язано із меншою взаємодією на границі наповнювач-полімер і, за рахунок цього, більшої здатності полімеру до пластичних деформацій. На основі отриманих залежностей запропоновано механізм розвитку пошкоджень структури при навантаженні, який полягає у врахуванні міжфазної взаємодії на границях розподілу полімер-наповнювач і наповнювач-наповнювач. Менший розмір частинок наповнювача призводить до збільшення їх питомої поверхні і більшої структуруючої ролі поверхні. Збільшення розмірів частинок піску і їх кількості збільшує пористість матеріалу, що зменшує міцність композиційного матеріалу і здатність до пружних оборотних деформацій. Практичне значення проведених досліджень полягає у можливості застосування наповнених полімерних композитів для відновлювальних ремонтних робіт, в яких традиційні дороговартісні цементні наповнювачі замінено більш дешевим і екологічним дрібним піском.
ПОРІВНЯННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ СУПЕРПЛАСТИФІКАТОРІВ В БЕТОНАХ ЖОРСТКИХ ДОРОЖНІХ ПОКРИТТІВ
Дороги з жорсткими цементобетонними покриттями все частіше будуються в розвинених країнах світу, зокрема в Україні. При виробництві майже всіх типів бетонів використовуються добавки пластифікатори. На сьогодні найбільш ефективними серед пластифікаторів є добавки полікарбоксилатного типу. Проте вплив водоредукуючих модифікаторів залежить від рецептурно-технологічних особливостей бетону. При влаштуванні жорстких покриттів використовуються бетонні суміші з відносно низькою рухомістю, в яких необхідно визначати ефективність різних пластифікаторів з урахуванням типу цементу. Відповідно метою роботи є визначення впливу пластифікаторів різного типу на міцність бетонів жорстких дорожніх покриттів. Порівняно міцність бетонів з чотирма пластифікаторами: Поліпласт СП-1 (на основі суміші натрієвих солей і поліметиленуфталінсульфокислот); Coral ExpertSuid-5 (на основі полімерів карбонових кислот та ефірів), Coral MasterSilk (на основі лігносульфонатів) і Sika® Plastiment®-1230 (виробляються на основі лігносульфонатів). Усі добавки вводилися у двох дозуваннях – 0,8 і 1,2% від маси цементу. Використовувався цемент ПЦ ІІ/А-Ш-500 Р-H у кількості 350 кг/м3, щебінь фракції 5-20 мм і митий кварцовий пісок з модулем крупності 2,4. Рухомість всіх бетонних сумішей була рівною S1, відповідно залежала від складу бетону. Встановлено, що використання Coral ExpertSuid-5 В/Ц дозволяє найбільш істотно знизити В/Ц. Застосування Coral Master Silk дозволяє знизити В/Ц в дещо меншому ступені. СП-1 і Sika® Plastiment®-1230 мають приблизно однакову і найменшу ефективність у зниженні водопотреби суміші. Встановлено, що у проєктному віці найбільшу міцність (55,9-57,5 МПа) мають бетони жорстких дорожніх покриттів, модифіковані пластифікаторами Coral ExpertSuid-5 і Sika® Plastiment®-1230. У віці 3-х діб найбільшу міцність мають бетони з добавкою Coral ExpertSuid-5. Зростання дозування даних двох пластифікаторів від 0,8% до 1,2% підвищує ранню міцність бетону, але не викликає змін міцності у проєктному віці. Міцність модифікованих добавками Поліпласт СП-1 і Coral MasterSilk бетонів була нижчою у ранньому і проєктному віці. Тобто з урахуванням використання сумішей невисокої рухомості та цементу ПЦ ІІ/А-Ш-500 Р-H ефективність у підвищенні міцності бетону у проєктному віці добавки на основі полімерів карбонових кислот є приблизно рівною ефективності добавки на основі лігносульфонатів.
ОПТИМІЗАЦІЯ ЕФЕКТІВ ПРИСКОРЕНОГО КАРБОНІЗАЦІЙНОГО ТВЕРДНЕННЯ КЕРАМЗИТОБЕТОНУ
У роботі досліджуються дані, одержані при дослідженні прискореного карбонізаційного тверднення керамзитобетону. Розглядається механізми та методика здійснення карбонізаційного тверднення, вплив на міцнісні характеристики рецептурних та технологічних факторів. Найбільш значущими з них були витрата в’яжучого, відносна кількість і гранулометрія наповнювача (змеленого вапняку) та заповнювача (керамзиту), концентрація пластифікуючої добавки (СДБ) та технологічні параметри карбонізації – максимальний тиск та час карбонізації. Розглядається природа впливу відповідних властивостей на міцнісні характеристики. Досліджувалися результати спланованого та здійсненого експерименту за допомогою методології поверхонь відгуку. Будувалися експериментально-статистичні моделі міцності при стиску на строках 1 година, 28 діб та 180 діб від кінця процедури карбонізації. Визначені ступені впливу різних чинників. Побудовані залежності відображалися за допомогою серії діаграм ізоліній міцності при граничних значеннях трьох факторів слабкого впливу. Запропонована гіпотеза, згідно з якою в експериментально-статистичних моделях властивостей матеріалів, тісно зв’язаних з їхньою структурою, створюється тенденція до спрощення під час проходження відповідними матеріалами стадії структуроутворення. Зникають складові, переважно пов’язані з взаємодією факторів, визначаючих структуру матеріалу. Відповідні трансформації виникають, зокрема, для побудованих моделей міцності. Сформульовані два завдання оптимізації довгострокової міцності керамзитобетону. Перша задача пов’язана з усуненням жорстких додаткових обмежень при оптимізації, при цьому довгострокова міцніть досягає свого максимуму. Друге інженерно обґрунтоване завдання, містить додаткові вимоги економного витрачання в’яжучого та зручності технологічного режиму карбонізації. Для обох завдань були визначені розподіли параметрів функції бажаності. В результаті проведеної оптимізації одержані два основних набори рецептурно-технологічних факторів і відповідних властивостей композиційних матеріалів.
МЕХАНОХІМІЧНА АКТИВАЦІЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТУ І ЇЇ ВПЛИВ НА ТЕРМО-МЕХАНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦЕМЕНТНО-ВОДНИХ КОМПОЗИЦІЙ ТА РОЗЧИНІВ НА ЇХ ОСНОВІ
Розглянуті у статті питання пов’язані з визначенням впливу механоактивації у роторному швидкісному змішувачі цементно–водних композицій та розчинів на їх основі. Актуальним для даного дослідження є активація цементу в поєднані з витратою меленого кварцового піску (S = 250 м2/кг), кількість якого корегувалася в діапазоні від 0 до 40% маси цементу. Застосування даної технології забезпечує, поряд із зниженням витрати цементу, прискорення процесів гідратації цементу та інтенсифікації екзотермічного розігріву тверднучої композиції. Віддзеркалюється механоактивація також на прискоренні термінів втрати рухливості, наповнених меленим піском, цементно-водних композицій. Наведені експериментальні дані дозволили оцінити вплив термінів активації (90 та 180 сек) в’яжучого на діаметр розпливу водної цементно-вміщуючої композиції. Встановлено, що основний вклад (до 90% загального значення) в зниження водо-в’яжучого відношення (при умові одержання рівнов’язких композицій) досягається при активації цементно-вміщуючої композиції протягом 90 сек. Подальша активація в’яжучого (до 180 сек) незначно впливає на зростання діаметру розпливу композиції і не перевищує 5-10 %. Визначена термосним методом екзотермія тверднучої цементно-водної композиції свідчить про значний вплив механоактивації як на кінетику, так і на досягнення максимальної температури її розігріву. Введення меленого піску не змінює загальної картини впливу механоактивації на екзотермічний розігрів, змінюючи лише зменшення інтенсивності та зниження максимального розігріву цементно-водної композиції. Виявлено вплив механо-хімічної активації портландцементу з добавкою кварцового піску на міцність будівельного розчину складу 1:1 у 3-х та 7-и добовому віці. Експериментальні дослідження свідчать про позитивний вплив активації в’яжучого на міцність при стиску розчину. Зростання міцності зразків на механоактивованому цементі досягало 15-25 % в порівнянні з контролем.
ДОСЛІДЖЕННЯ РОБОТИ СТРУКТУРНОЇ ПЛИТИ ПОКРИТТЯ
На перерозподіл і величину осьових зусиль в стержнях структурних плит впливає ряд факторів: спосіб розташування та кількість опор, наявність чи відсутність попереднього натягу в конструкції, форма базового кристалу плити, що є формоутворюючим, висота (товщина) плити, що може варіюватися в певних допустимих межах. Зміна однієї з цих ознак при незмінній решті показників суттєво змінює напружено-деформований стан конструкції. В статті наведено опис скінченоелемених моделей структурної плити покриття з розміром в плані 12,0×24,0 м. Прийнято чотири моделі плити, що відрізняються лише одним параметром ‒ товщиною конструкції. Прийнято такі значення висоти конструкції: 1,5 м (модель № 1); 1,3 м (модель № 2); 1,1 м (модель № 3); 0,9 м (модель № 4). Виконано статичні та конструктивні розрахунки всіх моделей, що прийнято. Підібрано нові профілі конструктивних груп стержнів таким чином, щоб вони відповідали умовам перевірки за першою та другою групами граничних станів та відсоток використання перерізу стержня був якомога вищим. Проаналізовано максимальні прогини моделей після статичного розрахунку. Найменша вага як критерій оптимальності є для будівельх конструкцій, зокрема металевих, найбільш поширеним критерієм, оскільки цей критерій достатньо легко формалізувати. Обчислено вагу кожної моделі плити й встановлено, що оптимальним конструктивним рішенням є модель № 1 з висотою 1,5 м, оскільки лише для цієї моделі деформативність знаходиться в допустимих межах. Модель, що характеризуєтся найменшою вагою, є модель № 3, але максимальний вертикальний прогин такої конструкції є більшим за гранично допустимий. У висновках встановлено, що аналіз переміщень вузлів моделей плити виявив, що лише максимальний прогин плити за моделлю № 1, не перевищує гранично допустимий прогин в 4,8 см. Максимальні прогини в моделях №№ 2, 3, 4 перевищують гранично допустиме значення абсолютного прогину. Отже, в моделях №№ 2, 3, 4 умова перевірки за другою групою граничних станів не виконується й модель № 3, що має найменшу вагу, не може бути прийнята як певне конструктивне рішення. Зважаючи на умову достатньої жорсткості, оптимальним конструктивним вирішенням буде модель № 1. Різниця у вазі моделі № 1 (8,9 т) та моделі № 3 (8,33 т) з найменшою вагою становить 6,8 %.
МЕХАНІЗМИ РУЙНУВАННЯ СТАЛЕВИХ КАРКАСІВ БАГАТОПОВЕРХОВИХ БУДІВЕЛЬ ПРИ ПОЖЕЖІ
Проведено огляд попередніх досліджень присвячених питанню живучості багатоповерхових будівель зі сталевим каркасом. Проаналізовано наявні на сьогодні заходи посилення живучості сталевих каркасів багатоповерхових будівель при пожежі, які впливають на потенційний механізм їх руйнування. Визначені кількісні показники живучості, досліджені раніше. Описано використану в дослідженні модель сталевого каркасу багатоповерхової будівлі. Представлено спосіб моделювання дії пожежі на сталеві конструкції. Визначено критерій руйнування елементів сталевого каркасу. Представлено використані заходи посилення живучості для моделі сталевого каркасу багатоповерхової будівлі. Визначено послідовність руйнування різних елементів сталевих каркасів багатоповерхових будівель за різних заходів посилення живучості. Проаналізовано тривалість руйнування кожного з розглянутих механізмів. Встановлено, що початкове руйнування в ненагрітому елементі призводить до менш прогнозованого і більш несприятливого механізму руйнування з точки зору евакуації в разі аварії. Визначено, що для уникнення початкового руйнування в ненагрітому елементі потрібно використовувати вузол кріплення аутригерів до колон з допущенням вертикальних переміщень. Встановлено, що у випадку руйнування балки раніше за колону, механізм буде тривалішим, ніж у випадку початкового руйнування колони. Більш раннє руйнування середньої колони призводить до тривалішого механізму, ніж більш раннє руйнування крайньої колони. Встановлено, що механізм руйнування типу «балка-середня колона-крайня колона-остаточне руйнування» найбільш тривалий та найбільш передбачуваний. Визначено градацію типів механізму руйнування сталевих каркасів в ролі якісного показника живучості. Представлена градація може бути використана для досліджень каркасів різної прольотності та поверховості.
ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК КОМФОРТУ ІНТЕР’ЄРУ БАГАТОКВАРТИРНИХ ЖИТЛОВИХ БУДИНКІВ ДЛЯ РІЗНИХ ТИПІВ ОСОБИСТОСТІ
Під час періоду карантинних обмежень, а пізніше повномасштабного вторгнення росії на територію України загострили проблеми, що пов’язані зі зміною місця проживання, відповідно зміни рівня соціальних комунікацій, проблем комфорту та реалізації всіх життєвих функцій у житловому просторі квартир житлових будинків. Основною метою статті є вивчення зв'язку між архітектурними характеристиками комфорту в інтер'єрі житлової квартири та типами особистості мешканців. Предметом нашого дослідження є архітектурно-просторові характеристики комфорту житлової квартири. Аналіз наукових досліджень у галузі психодизайну та соціодизайну вказує на стратифікацію типів людської особистості на 4 типи, які реалізують всі свої життєві функції в “полі життя”. Інша сфера досліджень зосереджена на знаходженні найбільш інтегрованих характеристик інтер'єру житлового простору. До таких характеристик належать розмір, форма, колір і деталі. Основним методом дослідження є побудова двокомпонентної матриці, за допомогою якої можна визначити зв'язки між компонентами інтер’єру житла та рівнем комфорту для його мешканців. В результаті аналізу та оцінки концепції взаємодії соціопсихологічних особливостей характеру та відповідних архітектурно-просторових характеристик комфорту в залежності від типу особистості сформовані практичні рекомендації, які можна застосувати в процесі передпроектного аналізу та на етапі створення архітектурно-планувальних рішень квартир та створенні дизайну інтер'єру. Експериментально перевіривши отримані результати в процесі створення дизайну інтер'єрів кількох житлових квартир м. Івано-Франківська демонструє, що рівень комфорту житлових квартир де застосовувались алгоритми даного дослідження є значно вищим, ніж у архітектурно-планувальних рішеннях, де дана методика не використовувалась.
НАВАНТАЖЕННЯ НА ЗАГЛИБЛЕНІ СТІНИ ЗАХИСНИХ СПОРУД
Активізація воєнних дій на території України, які супроводжуються ракетними обстрілами і бомбардуванням територій, обумовлює необхідність застосування надійних захисних споруд. Сучасні норми вимагають забезпечення кожної новобудови сховищами, які гарантують збереження життя і здоров’я громадян, тому актуальним питанням є коректне визначення всіх навантажень на конструктивні елементи захисних споруд. Зважаючи на те, що попередні норми були дещо застарілими і на протязі тривалого часу мали обмежений доступ, значущою подією було прийняття в 2023 році нових норм щодо проектування захисних споруд цивільного захисту. Основні вимоги і рекомендації ДБН В.2.2-5:20023 були враховані при проведенні досліджень стосовно визначення навантажень на заглиблені стіни бомбосховищ. Такі конструкції, як відомо, сприймають постійне навантаження від бічного тиску ґрунту, яке при вибуху доповнюється епізодичним навантаженням від дії повітряної хвилі. Сучасна спеціалізована література містить доволі обмежену інформацію щодо наукових досліджень і розробок в сфері проектування захисних споруд. Актуальним питанням також є вивчення впливу визначальних факторів на інтенсивність навантаження на стіни заглиблених захисних споруд і можливості його регулювання з метою зменшення. Враховуючи характер розподілення навантажень на підземні стіни бомбосховищ, була отримана залежність для визначення результуючої від активного тиску і квазістатичного навантаження, обумовленого дією повітряної хвилі. Досліджувались тиски від ґрунту і вибухової хвилі при різних орієнтаціях контактної стіни і для різних типів ґрунтового середовища. Розглядались навантаження при контакті гладкої і шорсткої стіни з піщаними, супіщаними і суглинистими ґрунтами з різними показниками фізико-механічних характеристик. Отримані результати свідчать про суттєвий вплив геометричних параметрів стіни і особливостей контактного ґрунту на результуючу тисків, яка може змінюватись в залежності від досліджуваних факторів на 10-20%, що свідчить про можливість зменшувати навантаження на захисні споруди, оперуючи розглянутими показниками.
квазістатичне навантаження від дії повітряної хвилі.
МЕТОДИ І ПРАКТИКИ ВПРОВАДЖЕННЯ ТА ЗАСТОСУВАННЯ РІЗНИХ ТИПІВ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ І НАУКИ ПРО ДАНІ ДЛЯ РІШЕННЯ ПРОБЛЕМ У ВОДНІЙ ІНФРАСТРУКТУРІ
Предметом дослідження в даній статті була практика впровадження та методики застосування різних типів штучного інтелекту, науки про дані для виявлення витоків з водопровідних мереж, моніторингу станів прісної води та виявлення забруднень, очищення прісних водойм від відходів з підприємств промисловості та видобутку корисних копалин, контроль витрати прісної води та розробка ефективніших методів фільтрації води. Були визначені переваги та недоліки практики впровадження та застосування технологій різних типів штучного інтелекту та науки про дані для автоматизації традиційних методів виконання робіт з моніторингу, контролю та супутніх робіт в індустрії водного господарства. У статті вирішуються такі завдання: обґрунтування ефективності впровадження технологій різних типів штучного інтелекту та методів науки про дані та їх практичне застосування з програмними та апаратними технологіями для автоматизації традиційних методів виконання робіт у галузі водного господарства. Для вирішення поставлених завдань була використана методика із застосуванням загальнонаукових та спеціальних методів досліджень – теоретичних (аналіз, пояснення, узагальнення, порівняння). Використання такого підходу дозволило отримати такі результати: встановлені особливості, що впливають на точність аналізу зібраних даних, що застосовується технологіями різних типів штучного інтелекту та методів науки про дані. Відображено практики та методи більш ефективного та точного застосування даної технології. Проаналізовано наукові дані. Проведене дослідження дозволило визначити практичні можливості та проблеми, що є в даній технології. Розроблені рекомендації щодо ефективного використання цієї технології. Виявлені чинники, що впливають ефективне використання цієї технології у промисловості.
АНАЛІЗ СУЧАСНИХ НАУКОВИХ ТА ПРАКТИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ В ГАЛУЗІ РОЗПОДІЛЬЧОЇ СИСТЕМИ ВОДОВІДВЕДЕННЯ
Розв'язання проблеми забезпечення надійного функціонування систем водовідведення є важливим не лише для вчених нашої країни, але й для науковців усього світу. Оскільки ці системи є критично важливими для життєзабезпечення, їх безперебійна робота має стратегічне державне значення. Особливої актуальності набуває питання збереження та відновлення існуючих підземних комунікацій через посилені екологічні вимоги. Для захисту ґрунтових вод від забруднення агресивними реагентами важливо розуміти причини руйнування конструкцій підземних комунікацій та ефективні методи їх ремонту. У статті проведено аналіз наукових праць що стосуються проблем забезпечення безаварійної експлуатації об’єктів, що входять до комплексу споруд каналізаційних тунелів міста. Згруповано відповідно до напрямку робіт досліджень: дослідження корозійного процесу в мережах водовідведення; аналіз сучасних; матеріалів, лабораторні випробування; технології відновлення мереж водовідведення. Аналіз досліджень стану конструкцій об’єктів; дослідження матеріалів і методів ремонту та відновлення каналізаційних тунелів і оглядових шахт, які на сьогодні з високою ефективність застосовуються у вітчизняній та зарубіжній практиці; розробку технологічних та організаційних рішень та відновлення зруйнованих каналізаційних конструкцій мереж водовідведення. Аналіз досліджень вітчизняних вчених показав, що каналізаційні тунелі великих міст України зношені внаслідок тривалої експлуатації, не ефективних рішень щодо захисту конструкцій від впливу агресивного середовища, низької якості матеріалів і конструкцій, які застосовувались під час будівництва. Відновлення нормативних експлуатаційних характеристик, підвищення довговічності каналізаційних тунелів витратна і технічно складна задача, вирішення якої гостро необхідне для запобігання аваріям, у тому числі таким, що мають серйозні екологічні наслідки. Існуючі сучасні технології виконання робіт, матеріали та конструкції, що застосовуються для ремонтно-відновлювальних робіт із різною ефективністю, вирішують ці задачі, разом з тим потреба зниження витрат на ремонтно-відновлювальні роботи вимагає пошуку економічно ефективних матеріалів, конструкцій та методів виконання робіт. Аналіз здійснених досліджень показує, що проблема підвищення довговічності конструкцій каналізаційних мереж повинна розв'язуватися комплексно з урахуванням поточної ситуації.
РОЛЬ САСО3 У ФОРМУВАННІ МІЦНІСНИХ І ДЕКОРАТИВНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОРОШКОВОГО ЛУЖНО-АКТИВОВАНОГО ШЛАКОПОРТЛАНДЦЕМЕНТНОГО БЕТОНУ
У статті розглянуто підходи до формування складів лужно-активованих декоративних шлакопортландцементів для порошкового бетону з вмістом в них портландцементу типу ПЦ1 5…45% з високими експлуатаційними і декоративним властивостями. Була виконана оптимізація складів декоративних лужно-активованих шлакопортландцементів з використанням статистичних методів планування експериментів. В якості відбілюючих і структуроутворюючих компонентів були використані тонкодисперсні добавки ТіО2 і СаСО3 з білизнóю ³ 90%. В якості лужного компоненту - метасилікат натрію у вигляді негігроскопічного порошку. Виконані дослідження дозволили отримати декоративні шлакопортландцементи з білизною 45…77%, що дозволяє використовувати їх для отримання кольорових цементів з широким спектром кольорів - від білого до чорного. Встановлено, що лужно-активовні декоративні шлакопортландцементи мають у віці 28 діб активність 37...59 МПа. Усі склади мають хорошу динаміку твердіння і, виходячи з міцності у віці 2 діб - 22...36,6 МПа, їх можна віднести до швидкотверднучих. На їх основі можна виготовляти сухі будівельні суміші. Усі склади розчинів на основі лужно-активованих декоративних шлакопортландцементів демонструють достатньо високу морозостійкість - F200. Це дозволяє використовувати їх для виготовлення виробів і розчинів як для експлуатації у приміщеннях, так і при дії атмосферних впливів без втрати проєктних характеристик і декоративної привабливості. Власні деформації усадки декоративних лужно-активованих шлакопортландцементів складають 0,51…0,61 мм/м, що виключає тріщиноутворення і передчасне руйнування виробів. Особливо ефективне для управління власними деформаціями усадки використання добавки СаСО3. Таким чином, добавка СаСО3 виконує функції не тільки декоративного, але й структуроутворюючого компоненту. Бетонні та розчинові суміші можуть бути використані для виробництва декоративних та інших виробів традиційним способом, способом екструзії, 3D-друком на будівельних принтерах тощо. А не надто довгі строки тужавлення і швидкий набір міцності дозволяють виготовляти вироби без тепловологої обробки або з мінімальними витратами теплової енергії.
лужно-активовані декоративні шлакопортландцементи
ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ ЕКСПЕРИМЕНТИ ПРИ ВИВЧЕННІ ВЛАСТИВОСТЕЙ МАТЕРІАЛІВ ПІД ВПЛИВОМ ФАКТОРІВ «СУМІШІ»
Наводиться коротка інформація про комп’ютерне матеріалознавство та про методологію рецептурно-технологічних полів властивостей як його складової. Це передумови дослідження, представленого у цій статті. Один із основних засобів методології полів властивостей – випадкове сканування повних і локальних полів. Цей інструментарій було розроблено та використано під час вирішення багатьох завдань матеріалознавства, коли властивості визначалися дією взаємо-незалежних чинників. Мета представленого дослідження – розробити інструмент для випадкового сканування полів властивостей, що визначаються «сумішами» компонентів q, лінійно пов'язаними їх частками в діапазонах від 0 до 1; сума q часткою дорівнює 1. У цих випадках факторна область (або її підобласть) є симплексом. Використовуються спеціальні плани експериментів, щоб отримати спеціальні наведені поліноми, що описують поля у симплексних координатах. Розроблено дві процедури для генерування будь-якого числа рівномірно розподілених точок на симплексі. Їм відповідають «суміші» у обчислювальних експериментах. Процедури були випробувані при скануванні полів двох реологічних характеристик вапняної суспензії, наповненої короткими, середніми і довгими целюлозними волокнами. Експериментально-статистичні моделі, у вигляді наведених поліномів, для ефективної в’язкості при швидкості зсуву 1 с-1 та темпу руйнування структури рідини (параметрів степеневої моделі течії, K = η1 та m), отримані в попередньому дослідженні, дозволяють визначити рівні цих характеристик для кожної симульованої суміші. Виконані обчислювальні експерименти, в яких проскановані поля η1 та m у всій симплексній області та в деяких її зонах, дозволяючи оцінити узагальнюючі показники полів та різну кореляцію η1 та m у різних зонах сумішевого трикутника. Розроблені засоби, процедури генерації випадкових точок, які симулюють склади «сумішей», роблять значний внесок у розвиток методології рецептурно-технологічних полів властивостей та в комп’ютерне матеріалознавство.