ВИПРОБУВАННЯ ФРАГМЕНТУ ВЕНТИЛЬОВАНОЇ УТЕПЛЕНОЇ ФАСАДНОЇ СИСТЕМИ З АЛЮМІНІЄВИМ КАРКАСОМ І ОПОРЯДЖЕННЯМ ПЛИТАМИ ПРИРОДНОГО КАМЕНЮ

Розглянуто результати експериментальних досліджень роботи енергозберігаючої фасадної вентильованої системи Hilti з прихованим кріпленням плит опорядження природного каменю на каркасі з алюмінієвих елементів за допомогою аграфів. Зразок фрагмента фасадної системи розмірами 4×2 м випробували на стенді в горизонтальному положенні на комплексну дію власної ваги, обледеніння та вітру від розрахункових навантажень експлуатаційних і граничних, позитивних і негативних, в рядовій і кутовій зонах будівлі. Наведені розрахунки навантажень, випробувальне обладнання, схеми випробувань та схеми розміщення вимірювальних приладів. Визначено фізико-механічні характеристики природного каменю плит опорядження. Опорядження випробуваного зразка складали 4 плити розмірами 2035×890×30 мм, масою по 122,5 кг. Визначено величини деформацій опорядження та представлено їх вичерпний аналіз. Руйнівне навантаження в площині плит становило 46,6 кН, що відповідає висоті будівлі 27 м. Характер руйнування зразка – деформація аграфів із вертикальним переміщенням та з розривом з’єднання направляючого аграфного профілю з несучим. Хімічні анкери плит опорядження витримали без пошкодження на вирив вітрове від’ємне навантаження 0,652 кН та на зріз вертикальне навантаження 1,664 кН. Випробуваннями зразка фрагменту фасадної системи встановлено, що система витримала всі передбачені види навантажень експлуатаційних і граничних від власної ваги, двостороннього зледеніння облицювання, вітрового навантаження позитивного і негативного на рядових і кутових ділянках. Під час проектування, монтажу та експлуатації цієї фасадної системи слід враховувати її вразливості: масивність опорядження, надійність з’єднань несучих і аграфних профілів каркасу та самих аграфів, можливість конструктивного забезпечення від зледеніння горизонтальних проміжків між плитами на рівні поверхів.

ПОСИЛЕННЯ ДЕФОРМОВАНОГО БУДИНКУ НА ПАЛЬОВОМУ ФУНДАМЕНТІ ПІДВЕДЕННЯМ ПІД РОСТВЕРКИ ПЛИТИ

Представлено результати геомоніторингу технічного стану деформованого п’ятиповерхового будинку, зведеного на забивних призматичних палях, об’єднаних стрічковим ростверком. Встановлено причину наднормативних деформацій основ фундаментів – неможливість досягнути вістрями паль проектної позначки, що призвело до значного зменшення їх несучої здатності. Удосконалено конструктивно-технологічне рішення посилення фундаментів із паль у складі стрічкового ростверку підведенням під існуючі ростверки монолітної залізобетонної плити. Викладено особливості нової розрахункової схеми системи «деформована будівля – палі у складі стрічкового ростверку – грунтова основа зі слабким підстильним шаром» до та після підведення під існуючі ростверки плити та результати моделювання з використанням методу скінчених елементів (МСЕ) напружено-деформованого стану (НДС) цієї системи для оцінювання особливостей спільної роботи її складових. Оприлюднено нові дослідні дані про зміну НДС системи «деформована будівля – палі у складі стрічкового ростверку – основа зі слабким підстильним шаром» внаслідок підведення під ростверки плити. Подано результати реалізації цього проекту без відселення мешканців будинку.

THE RESEARCH AND USE IN CONSTRUCTION OF THE BY-PRODUCTS FROM THE THERMAL POWER PLANT HYDRAULICALLY REMOVED ASH CLASSIFICATION

Today the environment protection is one of the most important issues in the world. The utilization of accumulating industrial waste is an up-todate area of construction research. The paper suggests a method for processing an electricity production waste, namely an ash from the hydraulic removal in the thermal power plant (TPP). The special classification by fractions of ashes from the hydraulic removal allows to receive such products as iron-containing product, fine sand (coarse filler), aluminosilicate hollow microsphere, and product with pozzolanic activity (fine filler).The experts of the State Enterprise "The State Research Institute of Building Constructions" and "Engineering Company "Perspective"" have conducted a series of studies on the obtained products properties and chemical composition, as well as on determining the fractional composition of each product. The density and specific surface area were evaluated, and each product binding properties control was performed. It was found that the aluminosilicate hollow microsphere and the product with pozzolanic activity had binding properties, and hardened mortars based on these materials were insoluble in water. Chemical analysis showed that in each of the products, except for iron-containing one, oxides of silicon and aluminum predominated. The iron containing product had a high content of iron oxides and by its composition was close to magnetite.The carried-out studies show that the products obtained during the hydraulic ash removal at TPP have a wide range of applications, both in the construction industry and in the chemical, mining, and metallurgical industries. In construction, these materials can be widely used as active mineral additives in the grinding of cements, or as additives improving the concrete mixtures and concretes properties. The iron-containing product is applicable in the special ultraheavy concretes manufacture.

РЕКОНСТРУКЦІЯ БУДИНКІВ ПЕРШИХ МАСОВИХ СЕРІЙ – ЗАСАДА СТАЛОГО РОЗВИТКУ МІКРОРАЙОНІВ І КВАРТАЛІВ МІСТ

Житлові будинки перших масових серій забудови 60-70 р. р. складають значну частину житлового фонду України. Основні тримальні конструкції більшості серій цих будинків знаходяться в задовільному стані і при належному ремонті можуть експлуатуватися ще 40 - 50 років. Модернізація фонду будинків перших масових серій пов’язана з втручанням у системи мікрорайонів і кварталів, які характеризують масову забудову. Руйнування цих систем суперечить принципам «Сталого розвитку» - «Sustainable development». Цей двослівний термін в Україні має застосовуватися як прямий переклад з мови оригіналу – «Прояви, що підтримують життя». На території України, в 60-70 р.р. були побудовані понад 5000 п'ятиповерхових великопанельних житлових будинків – головним чином серій 1-464 та 1-480. Конструктивні особливості великопанельних будинків дозволяють здійснити їх реконструкцію з обмеженим за розмірами і в часі втручанням в побут мешканців. Така реконструкція передбачає тільки зміну вертикальних розмірів будинку. Найбільш доцільними схемами для реконструкції будинків вказаних вище серій рекомендовані такі, що базуються на надбудові, або надбудові разом з прибудовою невеликих за розмірами у плані ризалітами у внутриквартальному просторі. Проблемою надбудов є застосування в перекриттях останнього поверху плит зі зниженим рівнем тримальної здатності. Виходом є влаштування подвійного роздільного перекриття. Конструктивна система «Фламінго» забезпечує надбудову п’яти поверхів і може бути застосована в якості вертикальних «акцентів» нової квартальної забудови. Технічне рішення системи полягає у створенні П-подібних тримальних рам на власних фундаментах. Ригелі рам стають основою простора, який використовується як технічний поверх. Найбільш придатними для реконструкції є будинки серії 1-480. Сучасні вимоги щодо реконструкції мікрорайонів п’яти поверхової забудови мають полягати в помірному збільшенні кількості поверхів будинків, без збільшення їх розмірів у плані. Надбудова додаткових поверхів має застосовуватися для створення вертикальних акцентів кварталів. Акцентами мікрорайонів повинні стати нові будівлі громадського призначення. Такі архітектурно містобудівні рішення в комплексі відповідатимуть концепції «сталого розвитку».

НАРУШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СКЛОНОВ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ РАЗЖИЖЕННЫХ ГРУНТОВ

На основании данных литературных источников и исследований авторов, выполнен анализ причин и условий, при которых разжижение линзы или прослойки слабых водонасыщенных грунтов приводит к нарушению устойчивости склонов. В зависимости от своего расположения, линзы разжиженного грунта уплотняются под весом вышележащих грунтов или приходят в движение, что приводит к развитию оползней. Разрушение структуры водонасыщенного грунта происходит в зоне действия критических касательных напряжений и переводит последний из твердого состояния в состояние смеси «грунт–вода», которая имеет все характерные свойства неньютоновской жидкости. В последующем, основная деформация образуется за счет пластического скольжения, которое происходит без изменения объема грунта. Пластическое скольжение продолжает разрушать структуру и приводит к нарушению сплошности грунта.Режим текучести наступает, когда напряжение сдвига превышает силы трения между частицами грунта и структурную прочность τо. Характерной особенностью неньютоновских жидкостей является переменная кажущаяся вязкость, она зависит от температуры, давления, скорости сдвига, продолжительности действия нагрузки и других факторов, но в основном – от скорости сдвига.Проанализированы физические основы нарушения устойчивости склонов при разжижении грунтов в отдельных линзах, в зависимости от их расположения в массиве склона.Приведена уточненная зависимость для определения максимально возможной скорости смещения оползневых масс, перемещающихся по наклонной линзе разжиженных грунтов.

РУЙНУВАННЯ СТІНИ ЦЕГЛЯНОЇ БУДІВЛІ У ВИГЛЯДІ ПОЗДОВЖНЬОГО РОЗКОЛЮВАННЯ. ПРИЧИНИ, МЕТОДИ ВИЯВЛЕННЯ ТА ПІДСИЛЕННЯ

Викладені основні результати натурного інструментального обстеження адміністративної будівлі в м. Києві. Первісна проектна документація на будівлю за давністю не збереглася. При обстежені виявлено розкол у товщі кладки вздовж несучої цегляної зовнішньої стіни в рівні 1-го поверху. Два простінки внаслідок пошкоджень повністю втратили несучу здатність, повне їх руйнування не відбувається тільки за рахунок перерозподілу зусиль на сусідні простінки, поперечні стіни, перегородки тощо. Простінки несучої зовнішньої стіни, які зазнали пошкоджень, складені з різних матеріалів (кладка з жовтої цегли і кладка з червоної цегли). Визначені показники міцності матеріалів комплексної кладки стін: жовта керамічна цегла в кладці обрамлення віконних прорізів за міцністю на стиск відповідає марці 75; червона керамічна цегла в кладці простінків – марці 35. Пошкоджена частина стіни має вигин в бік вулиці. Для визначення геометричних параметрів вигину зовнішньої поверхні стіни були виконані вимірювання поздовжнього профілю стіни в трьох рівнях. Виявлено, що у рівні над карнизом стіна практично прямолінійна. В той же час, безпосередньо під карнизом горизонтальні зміщення стіни назовні складають до 68 мм. На рівні цокольного пояска зміщення стіни назовні складають до 20 мм. Проведені розрахунки міцності елементів несучих стін, згідно з якими несуча здатність не забезпечується, значення коефіцієнтів перевантаження сягають до k = 1,402 > 1. Проаналізовані результати багаторічного моніторингу вертикальних осідань будівлі. Характер руйнування простінків і підкарнизної ділянки стіни 1-го поверху обумовлений конструкцією цієї стіни. Руйнування стіни в рівні 1-го поверху відбулося шляхом утворення вертикальних поперечних тріщин у простінках по межі кладки обрамлення вікон з жовтої цегли, а також утворення поздовжнього розриву простінків та надвіконної частини стіни з загальною орієнтацією між концентраторами напружень – кут над карнизом, де відбувається зміна товщини стіни, і підвіконними нішами. На підставі результатів обстеження та розрахунків встановлені причини аварійного стану стіни. Був зроблений висновок, що всі простінки стін 1-го поверху потребують підсилення, з врахуванням перевантаження за розрахунком, також рекомендоване підсилення простінків стін 2-го поверху. Надані рекомендації щодо підсилення несучих стін будівлі при пошкодженні у вигляді поздовжнього розколу.

ОСОБЛИВОСТІ РОЗРАХУНКУ МІЦНОСТІ НОРМАЛЬНИХ ПЕРЕРІЗІВ ПОЗАЦЕНТРОВО РОЗТЯГНУТИХ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ КОНСТРУКЦІЙ ІЗ МАЛИМИ ЕКСЦЕНТРИСИТЕТАМИ

Реалізована методика розрахунку міцності нормальних перерізів прямокутних плитних (оболончастих) залізобетонних елементів при плоскомупозацентровому розтягу за деформаційним методом.Проаналізовані результати розрахунку прямокутного залізобетонного нормального перерізу фрагменту плити із симетричним подвійним армуванням для випадку позацентрового розтягу із малими ексцентриситетами із варіюванням висоти та коефіцієнта армування перерізу. Розглянуто дві можливі форми рівноваги залізобетонного перерізу при плоскому позацентровому розтягу: позацентровий розтяг із великими ексцентриситетами; позацентровий розтяг, із малими ексцентриситетами – лінія дії зовнішньої розтягувальної сили знаходиться між стрижнями поздовжньої арматури перерізу, переріз майже повністю розтягнутий із порівняно невеликою висотою стиснутої зони бетону.Досліджено характер зміни діаграм стану перерізу «N-εc(1)» при поступовій зміні НДС із позацентрового до центрального розтягу; дослідженоефект зменшення висоти стиснутої зони прямокутного перерізу при поступовому зменшенні ексцентриситету зовнішніх зусиль. Програмування таналагодження розрахункового алгоритму, аналіз та отримання результатів розрахунку виконувався у програмному комплексі «MathCAD 15».Виявлено, що при зменшенні ексцентриситету зовнішніх зусиль стиснута зона бетону зменшується аж до повного її зникнення і придостатньо малих значеннях ексцентриситетів прикладення зусилля, за допомогою методики норм, рівновагу між зовнішніми і внутрішніми зусиллями знайти не вдається. Рівновага між зовнішніми і внутрішніми зусиллями знаходиться за допомогою дволінійної діаграми розподілу відносних поздовжніх деформацій (у стиснутій зоні).Запропоновані варіанти вирішення даної задачі, без значної втрати точності, із використанням чисельного моделювання, які базуються на алгоритмі розрахунку за методом граничних зусиль. Результати чисельного моделювання у програмному комплексі Ліра-САПР і відповідногоматематичного моделювання підтвердили раціональність і достатню точність подальших розрахунків за запропонованою методикою.

ВИЗНАЧЕННЯ КЛАСУ МІЦНОСТІ БЕТОНУ ЗА ДИНАМІЧНИМ МОДУЛЕМ ПРУЖНОСТІ ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВИХ ВИПРОБУВАННЯХ

Клас міцності бетону встановлюється за середньою міцністю і його однорідністю в контрольованій партії. За відсутності прямої функціональної залежності, основою отримання таких показників, ультразвуковим імпульсним методом, є градуювальні залежності між міцністю бетону на стиск і швидкістю (часом) поширення ультразвуку у бетоні. При випробуваннях стандартні процедури передбачають встановлення нових або коригування базових залежностей шляхом паралельних механічних випробувань зразків бетону відібраних з конструкцій. Недотримання таких вимог може призвести до значних похибок, при визначенні міцності і однорідності бетону, і як наслідок, до недостовірної оцінки класу міцності бетону в конструкціях.Характеристикою міцності бетону, функціонально пов'язаною з швидкостями поздовжніх і поперечних хвиль у зразках, є динамічний модуль пружності. Сучасні технічні засоби дозволяють однозначно ідентифікувати і з високою точністю вимірювати швидкості таких хвиль, що значно спрощує його визначення.Застосування динамічного модуля пружності для оцінки класу міцності бетону в конструкціях потребує обґрунтування його зв’язку з нормованими показниками міцності. Згідно будівельних норм таким показником є початковий модуль пружності, що відповідає конкретному класу міцності бетону.Проаналізована і експериментально підтверджена відповідність динамічного модуля пружності, початковому модулю пружності, для важкого бетону.В практичних роботах, це дає змогу застосовувати визначені за результатами акустичних вимірювань фактичні показники динамічних модулів пружності, для переходу до класів міцності бетону в конструкціях. При випробуваннях бетону ультразвуковим імпульсним методом, у разі неможливості відбору зразків для порівняльних випробувань, зв’язок динамічного модуля пружності з класом міцності бетону дозволяє коректно вибирати базову градуювальну залежність для конкретного діапазону міцності.

ВИЗНАЧЕННЯ НЕСУЧОЇ ЗДАТНОСТІ ЗАЛІЗОБЕТОННИХ БАЛОК З ПОШКОДЖЕНЯМ ЗА ДІЇ НАВАНТАЖЕННЯ

В статті наведено результати експериментальних та теоретичних досліджень залізобетонних балок з пошкодженням бетону в стиснутій зоні за дії навантаження. Для порівняння впливу пошкодження, було виконано дослідження залізобетонних балок без пошкодження, з пошкодженням без дії навантаження і з пошкодженням за дії навантаження. В останньому випадку зменшення стиснутої зони здійснювалось при рівні 0.3 від руйнівного навантаження контрольного зразка. Таким чином, пошкодження здійснювалось в першій стадії напруженодеформованого дослідного зразка - до появи тріщин. Для моделювання було взято розрахункову програму FEMAP, з використанням розрахункового апарату NX Nastran. Пошкодження здійснене по середині стиснутої зони розмірами 30х20мм. Для теоретичного моделювання використовувався програмний розрахунковий комплекс FEMAP з використанням обчислювального апарату NX Nastran. Також, було проведено порівняння розподілу внутрішніх напружень експериментального і теоретичного зразків при пошкодженні бетону. Дослідження показало збільшення несучої здатності при пошкодженні елемента при навантаженні 0,3 від очікуваної величини руйнівного навантаження контрольного зразка, в порівнянні при пошкодженні до дії навантаження. Втрата несучої здатності при пошкодженні під дією навантаження в порівнянні зі зразком без пошкоджень становить 18,9%. Пошкодження впливає і на тріщиностійкість елемента, та утворення не типових тріщин. Утворення не типових тріщин відбувається зарахунок зміни напрямку головних напружень із виконанням пошкодження. Цей досвід показав, що допустиме відхилення не було перевищено за рахунок значного зменшення точності розрахунку. Однак, при необхідності можна зменшити відсоток відхилення показань через складність розрахунку. Існують різні способи зменшити відхилення, підвищити відповідності фізико-механічних характеристик матеріалів (наприклад, використовувати нелінійні діаграми замість білінійних), збільшення кількість кінцевих елементів та інші. А також їх комбінації.

АНАЛІЗ КРИТЕРІЇВ ОЦІНКИ ФАСАДНИХ КОНСТРУКТИВНИХ СИСТЕМ ЗІ ШТУКАТУРНИМ ШАРОМ

Вирішення стратегічного завдання із забезпечення зміни енергетичного статусу житлових та громадських будівель можливе тільки при застосуванні сучасних конструктивних рішень фасадної теплоізоляції. Як конструктивна система фасадна теплоізоляція виникла при реконструкції будівель і споруд, у вітчизняній будівельній практиці. Ці конструктивні рішення широко застосовуються і у новому будівництві, що обумовлює необхідність удосконалення системи критеріїв, які визначають можливість зниження питомих тепловтрат на опалення будинків з одночасним забезпеченням необхідної теплової надійності конструкцій під час експлуатації. У статті наводиться аналіз розробки та впровадження нових критеріїв оцінки фасадних систем зі штукатурним шаром з урахуванням європейського досвіду, розглядаються особливості імплементації європейських стандартів унаціональне нормативне поле. Стаття є продовження попередніх наукових робіт, що здійснюються у ДП НДІБК на протязі останніх п’ятнадцяти років направлені на розробку методологічних основ при створенні системи норм та стандартів, що забезпечує впровадження сучасних інноваційних технічних рішень у практику вітчизняного будівництва. В статті розглянуто особливості здійснення оцінки відповідності та визначення придатності застосування конструкцій фасадної теплоізоляції згідно методологічних принципів, що існують в Україні та країнах Європейської спільноти. У статті аналізуються вимоги, що встановлюються для конструкцій фасадної теплоізоляції з опорядженням штукатурками національним нормативним документом – ДСТУ Б В.2.6-36:2008 «Конструкції зовнішніх стін із фасадною теплоізоляцією та опорядженням штукатурками», та для цих конструкцій -згідно європейській термінології ETICS (Exterior Thermal Insulation Composite System), що встановлюються настановою з європейських технічнихухвалень та визначення придатності для застосування ETAG 004 «Guideline for European technical approval of external thermal insulation compositesystems with rendering».