«Правительство Астраханской области Министерство образования и науки Астраханской области Астраханский инженерно-строительный институт Каспийский государственный университет технологии и инжиниринга им. Ш. Есенова ...»

Проект стартовал в январе 2012 г. В апреле был получен первый опытный образец, который был продемонстрирован на выставке в рамках «Дней инноваций Астраханской области», по результатам выставки проект выиграл конкурс «Лучший инновационный проект в сфере IT». За это министерство экономического развития Астраханской области выделило субсидию. В мае 2012 г. проект получил поддержку от фонда развития малых форм предпринимательства в научно-технической сфере в рамках программы «Старт 12». Более того, 11 марта 2013 г. в АГТУ прошел региональный этап конкурса Imagine Cup. В нем приняли участие 9 студенческих команд из разных учебных заведений, в том числе из ООО «АГТУ РОБОТИКС» с прототипом «MobileBot», который занял почетное третье место.

1. Вьюхин, В. В. Информатика и вычислительная техника : учеб. пос. для инженерных специальностей / В. В. Вьюхин ; под ред. В. Н. Ларионова. – М. : Дрофа, 1992. – 286 с.

2. Малые инновационные предприятия : сб. ст. – Астрахань : АГТУ. – 18 с.

3. Режим доступа: http://vesti.astu.org/articles.php?id=2413, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

АЛЬТЕРНАТИВНАЯ ЭНЕРГЕТИКА. МАЛАЯ ЭНЕРГЕТИКА

Основными традиционными источниками электроэнергии являются различного рода электростанции – тепловые электростанции, атомные электростанции и гидроэлектростанции. Перечисленные источники энергии имеют ряд недостатков. Например, развитие гидроэнергетики будет иметь ограниченные масштабы в силу сложности экологических проблем, возникающие при устройстве ГЭС. Использование атомной энергетики требует значительных трудовых, материальных затрат и сопряжено с повышенным риском возникновения аварий. Выработку электроэнергии за счет методов сжигания топлива можно признать бесперспективным вследПотенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования ствие ресурсоемкости данного способа. Поэтому целесообразно перейти на широкое использование альтернативных источников электроэнергии.

Альтернативные энергетика – это оборудование, которое предназначено для улавливания и аккумулирования неисчерпаемой энергии нашей природной среды. К ним относятся ветряные электростанции, солнечные электростанции, приливные электростанции и др. Что они из себя представляют? В чем их преимущества и недостатки?

Ветряная электростанция – установка, преобразующая кинетическую энергию ветра в электрическую энергию. Производство ветряных электростанций очень дешево, но их мощность мала, а работа зависит от погоды.

К минусам данного способа получения энергии можно отнести то, что они очень шумные, поэтому крупные электростанции даже приходится на ночь отключать. Кроме того, ветряные электростанции создают помехи для воздушного сообщения. Применение ветряных электростанций вызывает локальное ослабление силы воздушных потоков, мешающее проветриванию промышленных районов и влияющее на климат. Для использования электростанций данного типа необходимо огромные площади.

Солнечная энергетика – направление нетрадиционной энергетики, основанное на непосредственном использовании солнечного излучения для получения энергии в каком-либо виде. Солнечная энергетика работает на неисчерпаемом источнике энергии и является экологически чистой, то есть не производящей вредных отходов.

Положительным моментом такой технологии может быть обеспечение диспетчеризации производства электричества (то есть выработка электроэнергии может производиться в период, когда в ней есть необходимость). К недостаткам солнечных электростанций можно отнести зависимость работы от погоды и времени суток, необходимость аккумуляции энергии, высокая стоимость конструкций, связанная с применением редких элементов (индий, теллур), необходимость периодической очистки отражающей поверхности от пыли.

Геотермальная энергия – это энергия, получаемая из природного тепла Земли. Достоинствами геотермальной энергии можно считать неисчерпаемость ресурсов, независимость от внешних условий, времени суток и года, возможность комплексного использования термальных вод для нужд теплоэлектроэнергетики. Недостатками являются и наличие токсичных соединений и металлов, что исключает случаи сброса термальных вод в природные водоемы и высокая минерализация термальных вод большинства месторождений.

Приливная электростанция является одним из перспективных способов получения альтернативной энергии. Приливная энергетика имеет ряд преимуществ социального значения. На прилегающих к бассейну ПЭС терПотенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования риториях выравниваются климатические условия, население защищено от негативных последствий штормовых явлений, расширяются возможности для развития марикультуры в результате увеличения биомассы морепродуктов практически вдвое, появляется потенциал расширения туризма. Помимо этого, приливная энергетика является возобновляемым и стабильным источником энергии, она не зависит от наличия топлива, от водности года.

Малая энергетика – направление энергетики, связанное с получением независимых от централизованных сетей тепла и электричества. Характерной особенностью установок в малой энергетики являются компактные генераторы. Кроме того, малая энергетика – возможность создания резервных источников питания, что может обезопасить потребителя от перебоев в основной сети. К объектам малой энергетики традиционно относятся малые ГЭС и ТЭЦ, биогазовые, ветроэнергетические и солнечные установки, газовые и дизельные электростанции. К преимуществам таких объектов можно отнести автономность, экологичность.

Но в настоящее время в России увеличивается потребность в малой энергетики в связи с изменяющейся в стране социально-экономической обстановки. События последних лет показали существенную неустойчивость в обеспечении электроэнергией и теплом потребителей различных категорий от централизованных энергетических систем. Причиной роста популярности малой энергетики в последнее время является постоянный рост цен на традиционные энергоносители. Все большую популярность приобретают энергетические установки, использующие в качестве топлива возобновляемые источники энергии (ветер, солнце и т. д.).

В соответствии со стратегией развития энергетики России на перспективу до 2020 г. возобновляемые источники энергии будут составлять пока незначительную долю в силу своей дороговизны и невысокой надежности. В связи с чем, малую энергетику на базе возобновляемых источников энергии на ближайшую перспективу надо рассматривать, в первую очередь, как средство решения проблем энергоснабжения в отдаленных и труднодоступных регионах и как решения экологических проблем, которые все больше обостряются, и, наконец, как энергосбережение.

В настоящее время в Астраханской области, особенно в городе Астрахани, идет интенсивное строительство жилья и объектов социального значения. И, конечно, ощущается недостаток в электроэнергии. К примеру, ТЭЦ-2 была построена в конце 80-х гг. XX в. Запуск новых электростанций – это, как считают экологи, не лучшее решение для окружающей среды. Работа тепловых электростанций – это всегда вредные для окружающей среды выбросы, вызывающие парниковый эффект. И стоимость полученной энергии далеко не идеальна. Гидроэлектростанцию строить в услоПотенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования виях нашей равнины – окончательно загубит ту часть рыбы, что у нас еще осталась.

Все же решение есть. Это строительство альтернативных электростанций, идеальных для нашего климата – ветряные электростанции и электростанции на солнечных батареях. Близость Каспийского моря обеспечивает частые ветра, а уж солнечных дней у нас хватает – не поспоришь.

Так, в г. Нариманов с 2013 г. реализуется инновационный проект «Солнечный город» – строительство источника горячего водоснабжения с использованием солнечной энергии. Помимо этого, фотоэлектрические установки, снабжающие альтернативным электричеством жилые подъезды многоквартирных домов в Астраханской области были установлены ООО «ЭЛЕКТРОСТРОЙМОНТАЖ». В целях реализации программы «Энергосбережения» в микрорайоне «Юность» с. Яксатово Приволжского района Астраханской области в проектной документации капитального ремонта жилых домов предусмотрена установка на кровле жилых домов солнечных батарей для электропитания сети подъездного освещения.

Специалисты ООО «Астраханского регионального центр энергосбережения» считают, что «развитие альтернативной энергетики было бы более перспективнее, если бы не совершенствование наших законов. Нам предлагают сначала аккумулировать, а уже потом потреблять. Что потребует больших затрат на запчасти и инструменты».

Проанализировав весь доступный материал, можно сделать вывод, что альтернативные источники энергии в будущем заменят традиционные источники энергии посредством их эффективности, высокого экологического потенциала и сравнительно быстрой окупаемости.

1. Нетрадиционные источники энергии. – М. : Знание, 1982.

2. Усачев, И. Н. Приливные электростанции / И. Н. Усачев. – М. : Энергия, 2002.

3. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. – М. : Наука и техника, 1997.

4. Источники энергии. Факты, проблемы, решения. – М. : Наука и техника, 1997.

5. Режим доступа: http://novostienergetiki.ru/prilivnaya-energetika, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

6. Режим доступа: www.energetica.ru, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

7. Режим доступа: http://batsol.ru/solnechnye-elektrostancii.html, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

8. Режим доступа: http://www.manbw.ru/analitycs/geothermal_power_stations _plant.html, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

9. Режим доступа: http://www.erudition.ru/referat/ref/id.31342_1.html, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

10. Режим доступа: http://5ballov.qip.ru/referats/preview/96038, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования 11. Режим доступа: http://www.technopark.by, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

12. Режим доступа: http://elemo.ru/teplovye_jelektrostancii.html, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

13. Режим доступа: http://www.borshec.ru/pages-view-215.html, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

14. Режим доступа: http://alternattiveenergy.com/99-alternativnye-istochniki-energiiopisanie-alternative-energy-sources-a-description-of.html, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

15. Режим доступа: http://ast-news.ru/node/3591, свободный. – Заглавие с экрана. – Яз. рус.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Проблемы инженерных изысканий и геотехнического строительства на урбанизированных территориях

ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ В СТРАТИГРАФИИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Целью работы являлось выявление характерных особенностей геологического сложения площадок строительства, присущих Астраханской области (далее АО). Данная тема исследования была выбрана неслучайно:

строители АО часто сталкиваются с ситуацией, когда во время забивки свай, они дают отказ, не достигнув проектной отметки. Дальнейшие попытки забивки приводят к разрушению оголовка сваи или выходу из строя рабочего оборудования.

Для решения поставленной задачи была изучена история геологического развития территории АО. В ходе работы с материалом, было выявлено, что важную роль в развитии современного геологического сложения территории играют события, начиная с хвалынского времени и до настоящего.

Уровень раннехвалынского моря достигал плюс 49 м от отметки Мирового океана. Вся территория, была покрыта морем, за исключением горы Большое Богдо, представлявшей собой остров. Через КумоМанычский прогиб существовала связь Каспийского моря с Черным. Море отступило и превратилось в изолированный от Мирового океана водоем приблизительно 15 тысяч лет назад. В это время в очертаниях, близких Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования к современным, оформляется Волго-Ахтубинская пойма. Очередной подъем Каспийского моря до абсолютной отметки 0 м начался в позднехвалынское время. В это время море покрыло значительную часть Астраханской области приблизительно до широты (севернее) с. Сасыколи. Оно было мелководным, и на его дне накапливались преимущественно песчаные отложения. Море начало отступать в регрессивную фазу, начавшуюся 10 тыс. лет назад, до абсолютных отметок минус 50 м. Затем вновь начался подъем новокаспийского моря. Каспийское море пять раз наступало и отступало за последние 9 тыс. лет. Колебания проходили в интервале минус 20 – минус 32 м. Наивысший последний подъем Каспийского моря зафиксирован в начале XIX века, когда его уровень достиг минус 22 м.

Море проникало вглубь суши по наиболее низким участкам, уже не покрывая территорию повсеместно. Морские заливы достигали сел Яндыки, Басы, по рукавам и протокам Волго-Ахтубинской поймы устремлялись к северу. В пределах города Астрахани наиболее пониженные участки были заняты ильменями и ериками. Так, территория от аэропорта до ул. Б.

Хмельницкого представляла собой преимущественно водную поверхность, над которой возвышались редкие бугры.

Следующим этапом исследования, стало изучение геологических отчетов, предоставленных изыскательскими организациями. На данном этапе была выявлена следующая характерная особенность: все площадки можно было разделить на две большие группы:

1) площадки, подстилающим слоем которых являются хвалынские отложения;

2) площадки, подстилающим слоем которых являются аллювиальные отложения.

Хвалынские отложения (по древнерусскому названию Каспийского моря – Хвалынское море) – верхнечетвертичные морские отложения, представленные суглинками и супесями серовато-коричневого цвета, глинами и пылеватыми водонасыщенными песками желтого цвета. Хвалынские отложения подразделяют на нижнехвалынские и верхнехвалынские слои. Нижнехвалынские слои представлены морскими песками и линзами коричневых глин. Верхний горизонт сложен лимано-морскими «шоколадными» глинами, с тонкими прослоями песка и супеси. Верхнехвалынские слои представлены супесями и песками мощностью до 6 м.

Аллювиальные отложения (от лат. alluvio – нанос, намыв) – отложения, слагающие речные поймы и террасы и состоящие из окатанного обломочного материала (галечника, гравия, песка, суглинка и глины), намываемые водными потоками. От гидрологического режима рек, характера размываемых горных пород на водосборе и геоморфологических условий зависит состав и особенности сложения аллювиальных отложений. Различаются старичный, русловой и пойменный аллювии. Старичный, по составу и характеру сложения близок к озерным отложениям, отлагается на дне стариц и затонов;

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования русловой аллювий слагает отмели, острова и косы; пойменный накапливается в половодья. В долине Волги выделяются высокая и низкая поймы и две надпойменные террасы. Аллювий второй надпойменной террасы, общей мощностью 45–80 м, внизу сложен несортированной толщей песка, гравия и плохо окатанной гальки окремнелых карбонатных пород, над которой лежат светлосерые мелкозернистые кварцевые пески с прослоями суглинков, реже торфа, илов. Отложения первой надпойменной террасы, мощностью до 40 м, лежат на аллювии второй террасы, местами – на коренных породах ложа и представлены внизу слоем песка, гравия и галечника мощностью до 6 м, вверху – светло-серыми разнозернистыми, сменяемыми выше тонкозернистыми песками и супесью. Пойменные отложения – пески, супеси, суглинки с прослоями илов, торфа, реже глины достигают мощности до 10 м.

Проанализировав данную особенность и сравнив модули деформаций, было выявлено, что модуль деформации хвалынских отложений, как правило, превышает модуль деформации аллювиальных отложений в 2–3 раза.

Литологическое строение, характерное для строительных площадок г. Астрахани, проиллюстрировано на примере стратиграфических колонок на рисунке.

Рис. Характерные стратиграфические колонки, подстилаемые:

а – аллювиальными отложениями; б – хвалынскими отложениями С учетом выявленных закономерностей задачей дальнейшей работы является анализ возможности применения расчета свайного основания, подстилаемого хвалынскими отложениями, по схеме «сваи – стойки» с перспективой разработки регионального норматива, позволяющего реализовать данную возможность.

1. Короновский, Н. В. Историческая геология / Н. В. Короновский, В. Е. Хаин, Н. А. Ясаманов. – М., 1997.

2. Леонов, Г. П. Основы стратиграфии / Г. П. Леонов. –М., 1973–74. – Т. 1–2.

3. Природа и история Астраханского края / под ред. В. А. Пятина. – Астрахань :

Изд-во Астрахан. пед. ин-та, 1996. – 364 с.

4. СП 50-101-2004 «Проектирование и устройство оснований и фундаментов зданий и сооружений».

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования научно-практическая конференция «Научный потенциал молодежи – в развитие инвестиционного строительного и жилищнокоммунального комплексов Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Перспективы развития строительной техники и методов возведения зданий и сооружений

РАСЧЕТ БАЛКИ НА УПРУГОМ ОСНОВАНИИ ПРИ ИЗМЕНЕНИИ

ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИКАХ ПО ГОРИЗОНТАЛИ

Для определения неизвестных граничных условий используется теорема Винера – Пэли – Шварца.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Рассмотрим балку длиной L с постоянными изгибной жесткостью EI, с кусочно постоянной жесткостью основания, определяемой параметрами: K1, K 2...K n и длинами участков: 2l1, 2l2...2ln. Примем начало координат для каждого участка балки в середине участка.

Дифференциальное уравнение для j-го участка балки в обобщенных финитных функциях [1] имеет вид:

Отметим, что функция q j ( x) является так же финитной, так как она определяет нагрузку на конечной части балки. В правой части уравнения (1) содержится вся информация воздействии на балку: нагрузка и граничные условия. Обозначим Q j ( x) правую часть уравнения, будем называть ее обобщенной нагрузкой. Разделив левую и правую часть уравнения на EI.

Применив преобразования Фурье к обеим частям каждого уравнения и выполнив необходимые алгебраические преобразования, получим:

где:

– j – изображение Фурье обобщенной нагрузки j Изображение Фурье обобщенной нагрузки имеет вид:

Изображение Фурье функции прогиба балки конечной длиной имеет вид:

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования должна быть целой, поэтому числитель, представляющий собой сумму целых функций, должен содержать в себе нули знаменателя. Поэтому должны выполняться четыре условия:

Решив уравнение, получили корни:

Решив систему уравнений (5), поставим найденные значения на границах в выражении (4). Для определения функции прогиба необходимо выполнить обратное преобразование Фурье:

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Для вычисления интегралов воспользуемся теорией вычетов.

Из выражения (7), используя известные теории сопротивления материалов, получим выражения изгибающего момента и поперечной силы.

Пример. Рассмотрим тоннель, пересекающий водную преграду.

В тоннеле находится подвижная нагрузка.

Материал тоннельной обделки бетон с модулем упругости E б 2, 4. 10 6 Т / м 2 [3, с. 168], предельное напряжение при растяжении Коэффициенты постели: К1 = 5.102 Т/м3, К2 = 5,5.102 Т/м3 [2].

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования displacement Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования bending moment shear force Максимальный момент: М мак 240(Т.м). Максимальное напряжение растяжения:

Представленная методика позволяет определять напряженно деформированное состояние тоннельной обделки, находящейся в грунтах с различными характеристиками, при движении в тоннеле подвижной нагрузки и при изменении нагрузки вдоль тоннеля.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования 1. Курбацкий, Е. Н. Метод решения задач строительной механики и теории упругости, основанный на свойствах изображений Фурье обобщенных финитных функций : дис. … д-ра техн. наук / Е. Н. Курбацкий. – М.,1995. – 205 с.

2. Александров, А. В. Сопротивление материалов : учеб. для вузов / А. В. Александров, В. Д. Потапов, Б. П. Державин. – 2-е изд., испр. – М. : Высшая школа, 2001. – 560 с.: ил.

3. Подводное тоннелестроение / В. Л. Маковский. – М. : Транспорт, 1983.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЛН

В СЛОИСТОЙ СРЕДЕ

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Записанные акселерограммы состоят из дискретных значений, поэтому для решения таких задач используемся дискретным преобразованием Фурье (ДПФ), на основе которого получен спектр ответов, и обратным дискретным преобразованием Фурье (ОДПФ), служенным для построения акселерограмм в необходимых местах.

ДПФ осуществляет непосредственный переход от дискретного сигнала (акселерограммы) к дискретному спектру и наоборот [1].

Рассмотрим непрерывный сигнала f (t ) конечной длительности 0 t Tc, о котором известно, что он полностью определяется N отсчетами, взятыми через интервал t Tc / N.

Запишем для сигнала f (t ) разложение в ряд Котельникова:

Преобразуя (1), получим выражение для спектра:

Аналогично рассмотрим обратное дискретное преобразование Фурье (ОДПФ) спектра S :

Известно, что грунт обычно расположен слоистыми (рис. 1). Допустим, что характеристики каждого слоя грунта постоянны, и при этом можно использовать преобразование Фурье обобщенных финитных функций [2] для нахождения перемещений и напряжений на границах слоев.

Рассмотрим распространение плоских волн (продольной и поперечной) в слоистом грунте.

Дифференциальное уравнение для продольной волны:

где:

w – функция колебания перемещения грунта по оси, – плотность грунта, и – комплексные коэффициенты Лямэ, Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования – внутренний коэффициент демпфирования грунта, – коэффициент поглощения энергии грунта.

Преобразуя уравнение (4) в частотной области по переменной t, получим:

щения по переменной t, – параметр Фурье (частота).

Напишем функцию W z, в обобщенном виде для j -го слоя на интервале (0, h j ) :

Проводив 2-ю производную (6) по координате z, получаем:

Подставляя (7) в (5), представим дифференциальное уравнение в обобщенном виде W 0,, W hj, – спектры Фурье перемещения на границах границах j -го слоя.

Применив преобразование Фурье в (8), получим:

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования где: W v, W z, eivz dz – прямое преобразование Фурье по переменной z, v – параметр Фурье.

В соответствии с теоремой Винера – Пэли – Шварца [2], числитель выражения (10) должен делиться без остатка на знаменатель. Из этого следует, что он должен быть равен нулю при значениях, равных корням знаменателя. Используя это условие, получим На основании уравнения (11), составим систему уравнения для j -го слоя грунта:

Заметим, что на границах соседних слоев грунта граничные условия слоями составим 2n уравнений с 2n неизвестных, тогда система уравнений определено будет решена.

Обычно зададим начальное условие в ускорениях на границе какогонибудь слоя, и надо определить ускорения других границ. Рассмотрим примеры, показаны в следующем. Используем программу Матлаб.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Характеристики грунтов, расположенных над коренной скальной породой Рис. 2. Акселерограмма колебания скального слоя грунта (м/c2) Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Рис. 4. Спектры Фурье нормальных напряжений границ слоев грунта Из полученных спектров Фурье построить акселерограммы и графики колебания напряжений на границах:

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования, tc/m, tc/m Аналогично рассмотрим передачи вибраций с распространением поперечной волны.

Дифференциальное уравнение Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Преобразуя (14) в частотной области, используя преобразование Фурье обобщенных финитных функций и теорему Винера – Шварца – Пэли о целой функции, получим систему уравнения для j -го слоя грунта с высотой h j трения грунта.

Рис. 7. Спектры Фурье ускорений границ слоев грунта при распространении Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Рис. 9. Ускорения колебаний границ слоев грунта при распространении Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Рис. 10. Касательные напряжения границ слоев грунта при распространении Амплитудные спектры перемещений, записанные на сейсмостанции (точка А), и спектры перемещений, необходимые для разных слоев грунта на строительной площадке (точка Б), могут существенно отличаться. Это различие увеличивается, когда на коренных породах расположены мягкие слои грунтов (см. рис. 1). Это можно объяснить возникновением резонансных явлений в мягких слоях грунтов.

Поэтому, при расчете сооружений, в том случае, когда используются сейсмограммы, полученные на сейсмостанциях, расположенных на некотором расстоянии от объекта, необходимо учитывать инженерногеологические условия, как в месте строительства объекта, так и в месте расположения сейсмостанции.

Получены аналитические выражения, позволяющие корректировать исходные сейсмические данные для строительной площадки.

По этому разработанному методу можно служить для исследования напряженного деформомированного состояния слоистого грунта при распрострасранении сейсмических волн.

1. Серегин, Н. И. Особенности использования дескретного преобразования Фурье при спектральном анализе : учеб. пос. / Н. И. Серегин. – Екатеринбург, 2006. – 36 с.

2. Курбацкий, Е. Н. Метод решения задач строительной механики и теории упругости, основанный на свойствах изображений Фурье обобщенных финитных функций : дис. … д-ра техн. наук / Е. Н. Курбацкий. – М., 1995. – 205 с.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования 3. Сорокин, Е. С. К теории внутреннего трения при колебаниях упругих систем / Е. С. Сорокин ; Академия строительства и архитектуры СССР. ЦНИИС строительных конструкций. – М. : Госстройиздат, 1960. – 131 с.

РАСЧЕТ БАЛКИ НА ОСНОВАНИИ С ДВУМЯ УПРУГИМИ

ХАРАКТЕРИСТИКАМИ, ОСНОВАННЫЙ НА СВОЙСТВАХ

ИЗОБРАЖЕНИЙ ФУРЬЕ ФИНИТНЫХ ФУНКЦИЙ

Рассматривается фундамент длиной l и жесткостью на изгиб EI, лежащий на основании, свойства которого описываются моделью с двумя упругими характеристиками k1 и k 2. Первый коэффициент постели k1 – коэффициент сжатия, который ничем не отличается от обычного коэффициента постели по теории Винклера. Второй коэффициент постели k 2 – коэффициент сдвига, дает возможность выразит интенсивность вертикальной силы сдвига t в виде произведения k 2 на производную осадки в соотdu ветствующем направлении t k2. Эти силы сдвига появляются и в сыпуdx чих и малосвязных грунтах вследствие зацепления и внутреннего трения между частицами грунта. Схема расчета проявляется на рисунке 1.

Двухпараметрическое основание можно рассматривать как близко расположенными линейными пружинами жесткости k1, которые связаны друг с другом мембраны, имеющей поверхностное натяжение k 2.

На рисунке 1 показывает, что реакция основания состоит из двух частей pk1 и p k 2. Первый из них pk1 только связан с первым коэффициентом основания k1 и является вертикальными реакциями линейной упругости отпора основания. А p k 2 соответствует вертикальным реакциям отпора основания, которые вызваны вторым коэффициентом основания k 2. Реакция отпора Tk 2 (рис. 1, 2), вызванная поперечным направлением жесткости массивного грунта.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования 1. Решение, основанное на свойствах изображений Фурье финитных функций Предположим, что балка загружена сосредоточенной силой, приложенной в точке x = a.

Дифференциальное уравнение балки [1], лежащей на основании с двумя упругими характеристиками:

где:

k1, k 2 – коэффициенты постели основания;

странственную работу грунта (по поперечное направление оси балки).

Представим уравнение в финитных обобщенных функциях. Для этой цели запишем функцию прогиба в виде:

где выражение ( x) ( x l ) представляет собой разность функций Хевисайда.

Отметим, что производной функции Хэвисайда является дельта функция Дирака:

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Из уравнения (1) получим:

Отметим, что функция q( x) ( x) ( x l ) является так же финитной, так как она определяет нагрузку на конечной части балки. В правой части уравнения (4) содержится вся информация о воздействии на балку: нагрузка и граничные условия. Обозначим правую часть уравнения Q ( x ), будем называть ее обобщенной нагрузкой. Разделив левую и правую часть уравнения на EI, потом применим преобразование Фурье к обеим частям уравнения, получим:

где: U ( ) – изображение Фурье функции U ( x) ;

Q( ) – изображение Фурье обобщенной нагрузки Q( x) ;

– параметр преобразования Фурье;

При определении изображения Фурье обобщенной нагрузки используются следующие свойства обобщенных функций:

Изображение Фурье обобщенной нагрузки (в рассматриваемой задаче):

Для конечной балки концы не защемлены, то моменты и поперечные силы равны нулю, поэтому перепишем выражение (7) в виде:

Для определения неизвестных параметров на концах балки можно воспользоваться теоремой Винера – Пэли – Шварца, так как функция проПотенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования гиба балки конечной длины является финитной функцией. Изображение Фурье функции прогиба балки конечной длины имеет вид:

Функция U ( ) должна быть целой, поэтому числитель, представляющий собой сумму целых функций, должен содержать в себе нули знаменателя. Поэтому должны выполняться четыре условия:

где j – корни выражения 42 41 0.

В большинстве случаев имеет, что 1 2 [1] 2 1, поэтому положим, что имеет место, получим:

Рис. 3. Расположение корней знаменателя на комплексной плоскости Из выражения (8) мы перепишем систему уравнения (10) в виде:

Решив систему уравнений, подставим найденные значения на границах в выражение (9).

Для определения функции прогиба балки необходимо выполнить обратное преобразование Фурье:

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Для вычисления интеграла (13) воспользуемся теорией вычетов.

2. Численное решение Рассматриваем пример: данные балки и основания которого взяты из книги [5]: балка длиной l = 16, шириной b = 1 и высотой h = 1,2 м нагружена сосредоточенными силами P1 = 1000 т и P2 = 1500 т, соответственно расположенными на расстояниях x1 = 0 м и x2 = 14 м от начала балки (рис. 4). Коэффициент жесткости основания k1 = 2000 т/м3.

Рис. 4. Схема расчета для определения перемещений и усилий балки Решив пример, выбираем, что отношение s 2 0.5, чтобы определить перемещения, усилии балки и реакции отпора основания.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Рис. 5. Эпюры перемещений, усилий балки и реакций отпора основания (s = 0.5) при основании с двумя коэффициентами постели при основании по Винклеру В статье представлен анализ задачи для балки, лежащей на основании, свойства которого описываются моделью с двумя упругими характеристиками. Модель балки на основании с двумя коэффициентами постели представляется более реальной, за счет этого можно исследовать влияние балки на окружающую среду вдоль и также поперек.

По построенным графикам заметим, что использование модели балки на основании с двумя коэффициентами постели дает перемещения и внутренние усилия балки, которые менее чем при основании с одним коэффициентом постели.

1. Пастернак, П. Л. Основы нового метода расчета фундаментов на упругом основании при помощи двух коэффициентов постели / П. Л. Пастернак. – М., 1954. – 55 с.

2. Курбацкий, Е. Н. Метод решения задач строительной механики и теории упругости, основанный на свойствах изображений Фурье финитных функций : дис. … д-ра техн. наук / Е. Н. Курбацкий. – М., 1995. – 205 с.

3. Коренев, Б. Г. Вопросы расчета балок и плит на упругом основании / Б. Г. Коренев. – М. : Госстройиздат, 1954. – 231 с.

4. Горбунов-Посадов, М. И. Расчетконструкций на упругом основании / М. И. Горбунов-Посадов, Т. А. Маликова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. :Стройиздат, 1973. – 627 с.

5. Клепиков, С. Н. Расчет конструкций на упругом основании / С. Н. Клепиков. – М. : Киев, 1967. – 185 с.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования

НОВЫЕ СИСТЕМЫ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ

ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ЖИЛОГО ФОНДА

С целью достижения данной задачи на российском рынке существуют технологии и оборудование как отечественных, так и зарубежных производителей. Эти системы обеспечивают высокое эффективное воздействие на загрязнения воздуха. Но недостатками данных технологий является их локально-избирательный характер, позволяющий очищать воздух от определенного вида токсиканта.

Существует метод создания комфортного микроклимата помещения [2], который заключается в следующем «при перемешивании приточного и внутреннего воздуха, воздушная смесь нагревается до определенной температуры, увлажняется, осушается и очищается. Система кондиционирования состоит из «вентилятора, камеры смешения и фильтра очистки воздуха, регулирующих клапанов с исполнительными механизмами, прибора регулирования с датчиками, воздухоохладителя, воздухонагревателя и камеру орошения». В результате создается комфортный микроклимат помещения».

Применяется другой вариант очистки воздуха, Авторы предлагают решение проблемы путем реконструирования воздухоочистительной системы жилого фонда. Для этого очистку воздуха производится фильтром с новым сорбентом, находящимся в приточной вентиляции перед вентилятором. Преимущество предложения – новый сорбент СВ-ДА, позволяющий очищать воздух от совокупности токсикантов («сорбент получен смешиванием измельченных 100 г цемента – 500, 100 г природных циолитов (опок) Астраханской области с 100 см3 10%ного водного раствора поваренной соли и формированием гранул, необходимых размеров (от 0,5 до 5 см в диаметре)»).

1. Способ мокрой очистки воздуха : пат. на изобретение № 2477166 (13) C2 (51) МПК B01D47/00, B01D47/02, B01D53/44, C02F1/32, F24F7/00, 2011 / О. Ю. Кузнецов, Н. А. Иванцова, Е. А. Панкратова.

2. Способ кондиционирования воздуха : пат. на изобретение №2162572, (51) МПК 7 F24F3/14, F26B21/00 2001 / Д. Н. Малова, Е. М. Агарев, Е. Е. Павлов.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования 3. Сорбент СВ-ДА для очистки атмосферного воздуха : патент 2452561 Рос. Федерация, / Н.М. Алыков, Е.М. Евсина ; заявитель и патентообладатель Астраханский государственный университет. - № 2010128819; заяв. 10.06.10 ; опубл. 12.07.10.

4. СанПиН 2.2.4.1294-03.

УСТАНОВКА ДЛЯ ВДАВЛИВАНИЯ КЛИНЬЕВ

ПРИ ВОЗВЕДЕНИИ СВАЙНОГО ФУНДАМЕНТА

С ПОВЕРХНОСТНЫМИ УШИРЕНИЯМИ

ДЛЯ ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ

Возникает потребность в использовании более усовершенствованного оборудования при строительстве зданий различного назначения. Парк техники ограничен в своем ассортименте из-за традиционного подхода к возведению зданий. Эффективность работы строительных предприятий в значительной степени определяется стоимостью строительных материалов, техники.

Разработанная авторами новая конструкция фундамента решение заключается в использовании конструкции сваи (сборной, призматической, железобетонной) с последующим устройством клиньев (длиной, составляющей 1/3-1/4 от длины сваи). Возможный метод погружения – забивка, вдавливание, вибропогружение, подмыв. После погружения сваи, с четырех сторон устраиваются сборные клинья из того же материала. В результате чего сокращается расстояние между макропорами просадочного грунта и упрочняется поверхностный слой грунта, а также конструкция сваи хорошо начинает работать на горизонтальные усилия. Если в дальнейшем необходимо усилить основание и под нижним концом сваи, то совместно с погружением клиньев подается цементный раствор, или силикат натрия, в результате чего повышается несущая способность конструкции сваи в структурно-неустойчивых грунтах.

Теоретическая проработка: расчет напряженно-деформированного состояния данной конструкции с клиновидным уширением и сравнение с конструкцией сваи без клиньев получен с помощью системного численного изучения на основе решения методом конечных элементов в системе Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования пре - постпроцессора FEMAP с решателем NE/NASTRAN изополя напряжений и деформаций показывают увеличение показателей у сваи без клиньев. Применение данной конструкции в просадочных грунтах с погружением методом подмыва и устройством клиньев и концевого уширения позволяет полностью исключить затраты на мероприятия, направленные на устранение просадочных свойств грунта.

Цель работы – создание установки для вдавливания клиньев при возведении свайных фундаментов с поверхностными уширениями на слабых водонасыщенных, просадочных и сейсмоопасных основаниях.

В связи с поставленной целью решаются следующие задачи:

1. Конструирование модели установки с учетом различных физикомеханических и гидрогеологических условий строительства.

2. Отработка способов вдавливания клиньев при возведении свайных фундаментов с поверхностными уширениями.

3. Применение нового типа фундамента для малоэтажного строительства с использованием конструкции сваи (сборной, призматической, железобетонной) с последующим устройством клиньев (длиной, составляющей 1/3-1/4 от длины сваи). Возможный метод погружения – забивка, вдавливание, вибропогружение, подмыв. После погружения сваи, с четырех сторон устраиваются сборные клинья из того же материала.

Установка для вдавливания клиньев при возведении свайных фундаментов с поверхностными уширениями представляет собой систему механизмов, которая значительно сократит расход времени, повысит качество проведения работ нулевого цикла.

Рис. Структурная схема установки вдавливания клиньев при возведении свайных фундаментов с поверхностными уширениями Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования На рисунке показана структурная схема установки вдавливания клиньев при возведении свайных фундаментов с поверхностными уширениями.

Данная установка состоит из следующих основных частей: 1 – пневматический пресс; 2 – пружинистый цилиндр для подачи усилия (вдавливания); 3 – корпус для фиксации сваи; 4 – форма для закрепления клиньев к свае с 4-х сторон. Преимуществом данной установки является ее высокая производительность, низкая себестоимость, экологичность, полная звукоизоляция, автоматизированная система подхода.

Значительно сокращаются сроки возведения свайного фундамента.

Трудозатраты также сокращаются на 35–40 %.

Экономическая привлекательность данного проекта подтверждается расчетами, из которых следует, что в результате замены старого парка техники на предлагаемую установку значительно сократит расходы на сырье и материалы, соответственно, возрастет и прибыль.

БЕТОНИРОВАНИЕ КОНСТРУКЦИЙ МОНОЛИТНЫХ ЗДАНИЙ

С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАЩИТЫ БЕТОНА ОТ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ

Главным фактором, формирующим структуру цементного камня, является процедура выдержки бетона до достижения прочности и защита бетона от излишней влагопотери. При испарении влаги, в бетоне возникают микротрещины, в результате чего значительно уменьшаются физикомеханические свойства, а также на 20–35 % уменьшается его прочность.

Одним из действенных способов уменьшения или предотвращения испарения влаги является использование пленкообразователей.

Ускорение высыхания бетонной смеси приводит к ее большой неравномерной усадке и способно спровоцировать образование усадочных трещин. Также вода, испарившаяся из бетона, оставляет пустоты, которые уменьшают его прочность. Капиллярные поры – основной недостаток уложенного бетона, уменьшающие его морозостойкость. Применение действенных методов предохранения бетона от влагопотерь – важная задача в современных условиях.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Присутствие достаточного количества воды в бетоне обеспечивает получение заданной проектной прочности. Процесс испарения влаги зависит от взаимодействия твердеющего бетона с окружающих его условий.

Процесс испарения влаги имеет 2 фазы, с характерными постоянными и падающими интенсивностями испарения. Первичной фазе твердения характерна максимальная сила испарения влаги из бетонной смеси. После достижения некоторой влажности бетона возникает фаза замедляющейся интенсивности испарения, характерная углубленной зоной испарения и дегидратацией бетона от краев к центру.

Исследование процесса твердение бетона показало, что существенными факторами, оказывающими влияние на испарение влаги из бетонной смеси при термообработке являются температура, влажность окружающей стены, пористость заполнителя, способ ухода за бетонной смесью и вид цемента.

Во время термообработки бетон важно защищать от неправильного испарения воды. Действенность мероприятий по защите от влагопотерь определяет качество и срок службы бетона. Смысл мероприятий состоит в создании подходящего температурно-влажностного режима, который обеспечит достижение необходимой прочности, предотвратит деформации и возникновение трещин.

Как показывают исследования и опыт строительства, испарение воды с поверхности бетона возникает даже при подходящих температурновлажностных условиях. Испытания показывают, что прочность образца бетона, выдержанного в обычных условиях (при температуре 30–35 С), оказывается меньше на 20–35 %, при сравнении с образцом, выдержанным в условии защиты от быстрого испарения влаги. Пленкообразующее покрытие создает условие для гидротации цемента в поверхностном слое приближенном к нормальным условиям его хранения. В тоже время степень гидротации цемента в поверхностном слое без пленкообразующего покрытия значительно снижается.

Пленкообразующие вещества наносятся на бетонную поверхность в объеме не менее 400 г/м2 при температуре воздуха до 25 С и 600 г/м2 при температуре от 25 С. Их необходимо наносить в 2 слоя с интервалом 20– 30 минут. Пленкообразующие материалы равномерно наносятся путем распыления на всю открытую поверхность, включая боковые грани. При задержке нанесения материалов необходимо нанести на поверхность депрессор испарения влаги, чтобы предотвратить высыхание поверхности свежеуложенной бетонной смеси. При выпадении осадков необходимо использовать пароводонепроницаемые материалы. Уход за свежеуложенной бетонной смесью нужно осуществить до достижения ей проектной прочности. При максимальной суточной температуре 25 С и больше, темные пленкообразующие материалы после образования пленки нужно осветлить способом нанесения суспензии алюминиевой пудры или известковым расПотенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования твором. Также, вместо осветления, возможно нанести на поверхность слой песка толщиной 5 см.

Таким образом, для обеспечения эффективности использования пленкообразующих материалов при защите бетона монолитных конструкций от чрезмерных влагопотерь должны быть выполнены все требования проекта производства работ, включая выбор материала для бетона, расчет его состава, технологию приготовления, доставку, укладку и условий его выдерживания.

ФАКТОРЫ ПОВЫШЕНИЯ КОНКУРЕНТОСПОСОБНОСТИ

СТРОИТЕЛЬНОЙ ПРОДУКЦИИ ПРЕДПРИЯТИЯ

Повышение качества продукции строительного предприятия, а также соблюдение строительных норм и правил является наиболее важной проблемой в условиях современного конкурентного рынка. Для решения задач обеспечения и повышения качества продукции, строительные организации должны выполнять такие требования, как:

использование наиболее качественных и экологичных стройматериалов;

расчеты всех конструктивных элементов здания, в особенности подземной части, должны быть очень точны;

использование современных методов и технологий строительства зданий и сооружений;

четкое соблюдение всех санитарных норм и правил.

Существует несколько путей повышения конкурентоспособности организации не только в строительстве, но и в других областях промышленности: использование инноваций, учет интересов потребителей, совершенствование условий труда, использование высококачественных материальных и трудовых ресурсов, повышение качества выпускаемой продукции.

Кроме этого, строительная индустрия предъявляет особые условия для повышения конкурентоспособности.

Например, такие как:

климатические условия территории строительства;

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования расположение железнодорожных и автомобильных путей;

развитость инфраструктуры в районе строительства;

покупательная способность населения;

наличие денежных вложений (инвестиций) в строительство от частных инвесторов, инвестиционных компаний и градообразующих организаций.

Конкурентоспособность строительной организации определяется несколькими важными факторами:

эффективность управления;

объем, занимаемый организацией на строительном рынке;

стратегия развития строительного предприятия;

инновационные возможности;

возведение зданий и сооружений, имеющих преимущество и способных к конкурентной борьбе со строительной продукцией других фирм;

запас трудовых, материальных и финансовых возможностей.

Применение инновационных строительных методов и технологий на рынке стройиндустрии оказывает значительное влияние на конкурентную борьбу предприятий, работающих в данной сфере. Инновационные строительные методы и технологии включают в себя использование ультрасовременных материалов. Например: натуральные и экологичные обои, джут, бамбук, пробковые покрытия, дизайнерские штукатурки, а так же другие натуральные и искусственные материалы.

Приведем несколько примеров современных технологий строительства:

1. Строительство домов из газобетонных (газосиликатных) блоков.

Это одна из наиболее популярных технологий строительства. В изготовлении газобетонных блоков применяют высокоэкологичные и качественные материалы: песок, цемент, вода и известь. Такие блоки находят свое применение не только в строительстве внутренних и внешних стен и перегородок, но и используются в качестве звуко- и теплоизоляции. Широкий выбор продукции позволяет построить здание, качество которого будет на высоком уровне, а цена значительно меньше по сравнению с кирпичом.

2. Возведение зданий и сооружение с применением неснимаемой опалубки из пенополистирола.

Основная концепция данной технологии заключается в объединении прочностных качеств монолитного железобетона и исключительных теплотехнических характеристик неснимаемой опалубки из пенополистирола.

На сегодняшний день это единственная технология строительства, имеющая самые высокие показатели по теплоизоляции и скорости строительства. Неснимаемая опалубка имеет полости, которые армируются и заполняются бетоном.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Строительство зданий с использование технологии неснимаемой опалубки само по себе простое, чистое и тихое. Не требуется применение большого количества тяжелой техники, минимальное количество отходов, а кроме того данный метод строительства позволяет возводить постройки любого назначения: многоэтажные жилые и общественные здания, объекты торгового, общественного, промышленного и сельскохозяйственного назначения.

Технологическая карта производства строительных работ в составе проекта – это главный документ, регламентирующий технологию и организацию строительного производства.

Основой рекомендаций по составлению технологической карты являются законодательные и нормативные акты РФ в строительстве, результаты работ ЦНИИОМТП и другие. В состав технологической карты должны входить следующие разделы (согласно МДС 12-29.2006):

1. «Область применения» – раздел содержит правила, порядок разработки и оформления технологических карт.

2. «Организация и технология выполнения работ» – раздел содержит состав машин и механизмов (с их техническими характеристиками и количеством), схемы их расположения, складирования конструкций и материалов, схемы и последовательность выполнения строительных процессов и операций.

3. «Требования к качеству работ» – в разделе перечисляются контролируемые характеристики технологического процесса и операций контроля строительства, размещение мест контроля, объемы и содержание операций контроля, методы и схемы измерений, правила документирования результатов контроля и принятия решений об исключении дефектной продукции из технологического процесса строительства, а так же контролирующие исполнители.

4. «Потребность в материально-технических ресурсах» – раздел содержит список технологического оборудования и строительных машин, инструментов, инвентаря и приспособлений, технической оснастки, а так же список материалов и изделий.

5. «Техника безопасности и охрана труда» – в разделе указываются решения, правила и мероприятия для соблюдения требований технических регламентов строительстве, обеспечивающих пожарную, механическую, биологическую, химическую, электрическую безопасность.

6. «Технико-экономические показатели» – раздел содержит график производства строительных работ, продолжительность выполнения работ, сметные расчеты затрат, затраты труда и машинного времени и их калькуляция.

Некоторые строительные организации занимаются одним определенным видом строительства, не проводя маркетинговые исследования рынка строительных работ и услуг, позволяющие определить потребности Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования потребителей. Это может являться одной из причин понижения конкурентоспособности как строительной продукции, так и предприятия. Следовательно, строительным фирмам необходимо проводить исследования рынков, что бы создавать конкурентоспособную продукцию.

Качество управления строительной организацией является одним из главных факторов увеличения конкурентоспособности фирмы. Инвесторы внимательно исследуют строительные организации в регионе прежде чем вкладывать деньги в строительную отрасль. Так же конкурентоспособность строительной фирме гарантируют опыт работы, квалификация персонала, надежное и современное техническое оснащение, финансовая устойчивость.

Также для увеличения конкурентоспособности строительной организации необходимо соблюдать следующие требования:

1) осуществлять свою деятельность в соответствии с законодательными документами РФ, такими как Земельный кодекс РФ, Гражданский кодекс РФ, Трудовой кодекс РФ и другими;

2) иметь необходимый запас финансовых средств и производственных фондов;

3) вести свою деятельность в соответствии со строительными нормами и правилами, указанными в различных ГОСТ, СНиП и ЕНиР;

4) нанимать в штат высококвалифицированных, опытных и ответственных сотрудников;

5) использования инновационные материалы и современные технологии строительства зданий;

6) умело использовать рекламу строительной продукции;

7) применять гибкую систему скидок и цен на продукцию своего предприятия.

К методам увеличения конкурентоспособности строительной фирмы так же можно отнести контроль за производимой продукцией, который позволяет уменьшить риск возникновения брака.

Существуют внешние и внутренние факторы, влияющие на конкурентную среду в строительной отрасли. Внутренние факторы включают в себя: методы управления организацией, наличие высококвалифицированных трудовых ресурсов, уровень используемых технологий, система менеджмента и т. д. К внешним факторам обычно относят: состояние конкурентной среды на рынке стройиндустрии, наличие конкурентов, влияние государства на налоговую и ценовую политику, социальные программы, меры по поддержки отечественных производителей.

Соблюдая условия, рассмотренные выше, строительная организация сможет повысить уровень конкурентоспособности, увеличить рост прибыли и укрепить свою позицию на строительном рынке.

Соблюдая данные направления, предприятие сможет повысить свой уровень конкурентоспособности, укрепить свои позиции на рынке, увеличить уровень прибыли.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ФУНДАМЕНТОВ 22-ЭТАЖНОГО ЖИЛОГО

ДОМА КАРСТОУСТОЙЧИВОЙ КОНСТРУКЦИИ

предложить конструкцию надежного и экономичного фундамента на неустойчивых основаниях, получить методику его расчета.

В настоящей работе рассмотрена работа здания каркасной конструктивной системы на вертикальные нагрузки [1]. План типового этажа представлен на рисунке 1. Каркасные здания отличаются большой маневренностью внутренних помещений и имеют меньший вес, за счет разделения несущих и ограждающих функций вертикальных конструкций.

Чтобы придать зданию карстовую устойчивость, колонны каркаса опирают на монолитный ленточный фундамент в виде пересекающихся железобетонных лент, высотой с цокольный этаж. Чтобы проверить здание на прочность, рассчитывают все возможные варианты образования карстовых провалов под зданием. При этом возникновение провала под одной из колонн не приводит к обрушению здания, так как вертикальная нагрузка этой колонны передается через изгибающие моменты и поперечные силы по всей длине поперечных и продольных лент, а с них на ненарушенный грунт. В данной работе произведено исследование влияния положения Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования карстовой воронки на величину внутренних усилий в фундаментных лентах. В качестве модели упругого основания принята модель Винклера, представленная в виде не связанных между собой упругих опор, жесткость которых зависит от упругих свойств грунта [4]. Коэффициент жесткости упругой опоры вычисляют по формуле: Сi = Kп*li *b. Коэффициент постели принят Kп = 20000 кПа/м, ширина подошвы b = 2 м. Упругие опоры установлены в узловых точках перекрестного набора.

Рис. 1. План типового этажа каркасно-панельного 22-этажного здания Задача решена методом конечных элементов в линейной постановке.

Основная расчетная формула МКЭ: R V P, где R – матрица жесткости, суммарная для фундамента и основания, V – вектор перемещений наложенных связей (в каждую узловую точку накладываем линейную вертикальную связь и две угловых, препятствующих повороту фундаментных лент в вертикальных плоскостях), P – вектор внешних нагрузок. Нагрузки, приходящиеся в узловые точки, были вычислены с учетом постоянных и временных распределенных нагрузок общей величиной 6 кН на 1м2 площади этажа, с учетом 22 этажей. В зависимости от грузовой площади колонны рассматриваемого здания сосредоточенные силы варьируются в пределах от 555,6 до 2791,2 кН. Расчет выполнен с использованием программы CREST [5]. Результатами расчета по этой программе являются пеПотенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования ремещения узлов перекрестного набора, реакции упругих опор и усилия в конечных элементах. С учетом конструктивных особенностей здания в расчетной схеме приняты конечные элементы 11 типоразмеров, отличающиеся длиной (рис. 2).

Рис. 2. Расчетная схема фундамента в виде монолитных продольных и поперечных лент с номерами конечных элементов Учитывая симметрию здания, был произведен расчет 27 вариантов образования карстовых провалов (под каждой колонной на половине здания), после чего построены огибающие эпюры моментов и поперечных сил. Для задания карстового провала под колонной исключалась соответствующая упругая опора, и фундаментная лента начинала работать на изгиб, как многопролетная балка на упругих опорах, при действии сосредоточенной нагрузки от колонны. Наибольшие усилия при этом возникают в двух взаимно перпендикулярных лентах, поддерживающих эту колонну.

На рисунках 3 и 4 приведены эпюры изгибающих моментов в наиболее нагруженных лентах по осям «Г» и «3» при различных вариантах образования карстового провала, а также огибающие эпюры.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Рис. 3. Эпюры поперечных сил и моментов при первом варианте образования Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Рис. 4. Эпюры поперечных сил и моментов при втором варианте образования Кроме того, были вычислены внутренние усилия в лентах при обычном нагружении, без провалов. Анализ этой эпюры показал, что следует предпринять конструктивные меры для уменьшения изгибающих моментов и поперечных сил на некоторых участках, возможно, за счет увеличения площади подошвы фундамента. Исследование, выполненное автором ранее, показало, что устойчивость при образовании карстового провала можно повысить за счет консольных выпусков фундаментных лент за периметр здания (не менее чем на 3 м), что позволит несколько уменьшить внутренние усилия при образовании провала под крайними колоннами каркаса, стоящими по периметру здания, и особенно под угловыми колоннами. Кроме того, подобные выпуски не усугубляют работу фундамента, если провал образуется под ними, так их вес незначителен.

Анализ огибающих эпюр моментов и поперечных сил, полученных в данной работе, выявил максимальные внутренние усилия. Например, в продольной ленте по оси «Г» при различных вариантах образования карстового провала изгибающий момент изменяется в пределах от 5400 кН*м на нижних волокнах и до 2400 кН*м в верхних волокнах. Поперечная сила Q = 1760 кН (рис. 3). В поперечной наиболее нагруженной ленте по оси «3» изгибающий момент изменяется в пределах от 5590 кН*м в нижних волокнах и до 2400 кН*м на верхних волокнах. Поперечная сила Q = 2258,4 кН. Высота стеновой части продольных и поперечных лент принята из конструктивных соображений равной 2 м, что равно высоте стен цокольного этажа, ширина сечения – 40 см. Фундаментные ленты запроектированы на действие максимальных растягивающих усилий в верхних и Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования нижних волокнах. В результате расчета по поперечной оси 3 и продольной оси Г принято армирование продольной арматурой в верхней зоне – по 9 22 А-400; в нижней зоне – по 10 32 А-400.

Поперечная арматура в поперечных лентах 8 А-400 установлена с шагом 150 мм, в продольных лентах 5 Вр-500 с шагом 150 мм.

1. Предложенная методика расчета монолитного железобетонного фундамента, базирующаяся на применении перекрестного стержневого набора на упругом основании Винклера, отличается простотой расчета и достоверностью результатов.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования 2. Предложенная конструкция фундамента может быть использована под здание любой конструктивной системы, в т. ч. каркасное, при этом колонны каркаса опираются на перекрестья фундаментных лент, образуя жесткий монолитный узел. Выше лежащие конструкции могут быть и сборными.

3. Предлагаемая конструкция фундамента отличается экономичностью в расходе строительных материалов, в отличие от, например, сплошной монолитной плиты постоянной толщины, т. к. изгибающие моменты здесь воспринимаются лентами значительной высоты, а следовательно, и жесткости. При этом фундаментные ленты являющимися стенами подвала, т. е. выполняют несущие и ограждающие функции.

4. Улучшить предлагаемую конструкцию фундамента (уменьшить внутренние усилия) можно за счет дополнительных консольных выпусков фундаментных лент за периметр здания (не менее чем на 3 м). Карстовая устойчивость здания при этом еще более возрастет.

1. СП 20.13330.2011 Нагрузки и воздействия (Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85*).

2. СП 63.13330.2011 Бетонные и железобетонные конструкции (Актуализированная редакция СНиП 52-01 -2002).

3. Байков, В. Н. Железобетонные конструкции: Общий курс : учеб. для вузов / В. Н. Байков, Э. Е. Сигалов. – 5-е изд., перераб. – М. : Стройиздат, 1991. – 728 с.

4. Завьялова, О. Б. Расчет конструкций на упругом основании : учеб.-метод. пос.

для студ. строит спец. / О. Б. Завьялова, И. А. Кузьмин. – Астрахань, 2010.

5. Кузьмин, И. А. Программа CREST для расчета перекрестного стержневого набора на упругом основании / И. А. Кузьмин. – Астрахань : АИСИ, 2000.

ОСОБЕННОСТИ СТРОИТЕЛЬСТВА ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

НА РЫХЛЫХ ВОДОНАСЫЩЕННЫХ ПЕСКАХ

Актуальность темы обусловлена дискуссионностью и недостаточной изученностью многих вопросов возведения зданий и сооружений на рыхлых водонасыщенных песках, несмотря на значительное количество исследований в этой области. На данный момент известно немало различных методов усиления рыхлых водонасыщенных песков в основаниях зданий и сооружений, однако большинство из них в условиях современных урбанизированных территорий малопригодны.

Потенциал интеллектуально одаренной молодежи – развитию науки и образования Из этого следует, что исследование новых, современных особенностей строительства на рыхлых водонасыщенных песках, а вместе с тем изучение действенных, не оказывающих отрицательного воздействия на прилегающие территории и сооружения способов укрепления оснований на таких грунтах, является актуальной задачей в настоящее время.

Цель и задачи работы Основная цель работы заключается в исследовании особенностей строительства зданий и сооружений на рыхлых водонасыщенных песках.

При этом необходимо учесть, что исследование обычных способов укрепления основания при наличии в нем водонасыщенных слоев грунта (например, устройство свайных фундаментов, выполненных из отдельных свай или группы свай, объединенных сверху ростверком) не является актуальным. Поэтому в данной работе необходимо уделить внимание именно малоизвестным, эффективным современным методам укрепления исследуемого вида основания.

Для достижения этой цели в работе были поставлены следующие основные задачи:

анализ и обобщение найденного материала по вопросу особенностей строительства на рыхлых водонасыщенных песках;

исследование современных, наиболее эффективных методов усиления рыхлых водонасыщенных песков;

анализ отобранных способов и выбор наиболее выгодных и эффективных в условиях современного строительства.

Прочность и устойчивость любого здания зависит, прежде всего, от надежности основания. Основанием называют массив грунта, расположенный под фундаментом и воспринимающий нагрузку от всего здания.

В данной работе мы рассмотрим один из видов основания – рыхлые водонасыщенные песчаные грунты. Такие грунты содержат менее 50 % по весу частиц крупнее 2 мм, сыпучие и в сухом состоянии не обладают свойством пластичности. Пески в зависимости от размеров зерен могут быть крупные, средние, мелкие и пылеватые. Песчаные грунты, как вид по классификации ГОСТ 25100-95, относятся ко II классу природных дисперсных грунтов с механическими и водно-коллоидными структурными связями и выделяются в группе несвязных, подгруппе осадочных, типе – минеральных грунтов.

Гравелистые, крупные и средней крупности пески относятся к рыхлым при коэффициенте пористости е > 0,70, пески мелкие – при е > 0,75, пески пылеватые – при е > 0,8. Водонасыщенными называются пески влажностью до 35–45 %, то есть процент влажности песчаных грунтов (при полном насыщении) равен объему его пор, заполненных водой, объем песчаных грунтов практически не изменяется с увеличением влажности.