ЭКОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ной системой проездов, т. е, отсутствие навигации. Отдельной проблемой городских территорий является неорганизованная парковка транспорта различной принадлежности во дворах [11].

Следует обратить внимание на назревшую проблему проведения реконструкции домов со снижением этажности, увеличением площади квартир и организацией террас для жителей первых этажей, расселению и сносу аварийных домов или домов со значительным количеством пустующих квартир [12].

Необходимо четкое функциональное зонирование открытых пространств с помощью элементов благоустройства и компактного размещения плоскостных парковок (рис. 11].

<»: X

fÄoж шч

Рис. 11. Компактное размещение плоскостных парковок

Астрахань относится к уникальным территориям с любой точки зрения. К сожалению, наблюдаемое освоение территорий происходит с нарушением любого из существующих сценариев развития, этот процесс носит скорее стихийный характер.

Будем ли мы жить в городе, внешним обликом которого гордятся поколения астраханцев, либо опять будем сетовать на недоработку власти и специалистов?

Необходимо вернуться к системе социологических опросов и учета мнения проживающих в тех или иных районах города, в части направления развития территорий, учитывать благоприятные условия проживания населения, обеспеченного экологическим благополучием городской среды.

Авторы благодарят коллектив архитектурно-проектного бюро Ш за возможность использования материалов по перспективной застройке микрорайона по ул. Бакинской (рис. 67), а также архитектора Жильцову С.Е. за совместную работу по созданию эскизного проекта застройки квартала по ул. Куйбышева и Чехова (рис. 3-5).

Список литературы

© Н. С. Долотказина, Ю, Г. Кожевникова

Ссылка для цитирования:

Н. С. Долотказина, Ю. Г. Кожевникова. Особенности реновации городских территорий с учетом существующих ограничений // Инженерно-строительный вестник Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГА0У АО ВО «АГАСУ», 2020. № 2 (32). С. 36-40.

УДК 691

ЭКОЛОГИЧНОСТЬ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

А, Г. Зима

Санкт-Петербургский архитектурно-строителъныйуниверситет, г. Санкт-Петербург, Россия

Рассмотрено релевантное в современном мире понятие экологичности строительных материалов, а именно конструкционных, приведена его характеристика. Сформулировано понятие конструкционного материала, описаны его характерные черты, свойства. Сформулированы и описаны основные факторы и признаки материалов, влияющие на его экологичность и детерминирующие ее. Обозначена многоплановость экологической стороны материала, объединяющей процесс его производства и эксплуатации. Представлены экологические требования к конструкционным материалам, показатели их оценки. Рассмотрены основные примеры данных материалов и их характеристика. Описано влияние выбора конструкционного материала на здоровье человека. Обозначены тенденции развития материалов данного типа, применения новых технологий производства, позволяющих уменьшить их негативное влияние на окружающую среду, способствовать ее сохранению.

ENVIRONMENTAL FRIENDLINESS OF STRUCTURAL BUILDING MATERIALS A G. Zima

St. Petersburg University of Architecture and Civil Engineering, St. Petersburg, Russia

The article considers the concept of environmental friendliness of building materials, namely structural materials, which is relevant in the modern world. The concept of structural material is formulated, its characteristic features and properties are described. The main factors and characteristics of materials that affect and determine its environmental friendliness are formulated and described. The multi-dimensional nature of the environmental side of the material, which combines the process of its production and operation, is denoted. Environmental requirements for structural materials and their evaluation indicators are presented. The main examples of these materials and their characteristics are considered. The influence of the choice of structural material on human health is described. Trends in the development of materials of this type, the use of new production technologies that reduce their negative impact on the environment and contribute to its preservation are denoted.

Объект исследования - конструкционные строительные материалы.

Предметом исследования будет выявление и описание основных характеристик экологичности материалов, воспринимающих и передающих нагрузки в строительных конструкциях.

Актуальность темы исследования обусловлена ситуацией массовой жилищной застройки, строительства общественных зданий и сооружений, когда безопасность людей играет первостепенное значение, использование «безопасного внутреннего скелета здания» тщательно контролируется и изучается. И материаловедческое описание, а главное знание грамотного выбора наиболее безвредного материала внутреннего остова становится целью строителей, архитекторов и инженеров.

Исследуемая тематика звучит в научных конференциях, выставках, форумах, таких как «Всероссийская студенческая научная конференция «Студент и аграрная наука» на базе Башкирского государственного аграрного университета, «Актуальные проблемы современного строительства» Санкт-Петербургского архитектурно-строительного университета, «Строительные материалы, конструкции и сооружения XXI века» Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I, Российский архитектурно-строительный форум, международная выставка MosBuild, Futurebuild, HAUS Dresden и т.д. Исследование экологичности и безопасности строительных материалов весьма актуально и находит свое отражение в работах как ученых, так и аспирантов, студентов. Данная сфера исследования определяется в работах таких авторов, как Е.Г. Величко, Э.С. Цховребов, Б.В. Гусев Б.В., В.М. Дементьев, И.И. Миротворцев, Ю.Д Губернский, Н.В. Калинина, Е.Г. Растянников,

B.П. Князева, В.П. Дмитренко, А.Е. Сорокин,

C.Н. Булычев, С.И. Горбачев и многих других.

Целью проведенного исследования является

составление «модели» экологичного конструкционного материала.

Задачами исследования являются:

Практическая значимость - расширение существующей тематики и проблематики, что, конечно, понимается в дальнейшей корреляции с другими исследования в данной области как теоретическими, так и практическими.

Метод исследования

Методика исследования научной статьи основана на синтезе и анализе библиографических материаловедческих, архитектурных источников, использовании исторического, архитектурно-строительного опыта по рассмотрению экологичности материалов, описательно-сравнительном эмпирическом методе, классификации и систематизации системы экологической оценки материала, рассмотрении современных тенденций и требований.

Объективность исследования будет интегрироваться с рассмотрением поставленной проблематики при учете зависимости «свойство материала - качество среды». Изучение вопроса в данном ключе с научной точки зрения доказывает возможность и необходимость отказа от экологически опасных и некачественных для здоровья человека и состояния среды материалов.

Важно дефинировать понятие «конструкционный строительный материал».

Конструкционные материалы - материалы, из которых изготавливают детали строительных конструкций, воспринимающих и передалов (каменные (армокаменные], бетонные (железобетонные, металлические, цементные (хри-зотилцементные], деревянные, стеклянные конструкции и т. д.], обладающих набором описанных выше свойств и характеристик, в процессе конвергенции последовательно структурировались, формировался перечень требований к качеству материала, система стандартов. Согласно ГОСТу 4.200-78 «Система показателей качества продукции (СПКП]» номенклатура показателей качества представлена группой из четырех основных критериев: эксплуатационно-технический уровень, стабильность показателей качества, экономическая эффективность, конкурентоспособность на внешнем рынке. Педалирующим оценочным критерием конструкционного материала является эксплуатационно-техничес-кий, а именно показатели назначения, надежности (жестокость, прочность, состав, структура, огнестойкость, морозостойкость, теплоизоляция и т. д.], детерминирующие устойчивость конструкции к «средовому» экологическому фактору. Важно отметить, что одновременно с этим данные показатели материала являются важными при интегра-тивной оценке их экологичности, что отражено мерой сбережения и сохранения используемых ресурсов, благоприятным воздействием на человека. Так показатель прочности, состав, коррозионная стойкость и огнестойкость напрямую связан с материалоемкостью; тепло- и звукоизоляционные показатели - с эргономикой среды; морозостойкость, влагостойкость - с уменьшением отрицательного воздействия среды и т. д.

Влияние конструкционных свойств (критериев качества] пено- и газобетона на их экологические характеристики отражено в таблице 1.

Таблица 1

Технический уровень и экологическая характеристика конструкционного пено- и газобетона [31

ющих нагрузки, подвергающихся воздействию окружающей среды.

Свойства конструкционных материалов:

• физические, по химическому составу материалу конструкции (плотность материала, электропроводность, теплопроводность);

• механические, которые проявляются при испытаниях материалов (твердость, пластичность, гибкость, хрупкость - составляют конструкционную прочность материала];

• технологические, которые взаимосвязаны с процессом обработки материалов (усадочные явления, жидкотекучесть, свариваемость, обрабатываемость и т. д.);

• эксплуатационные, проявляющиеся во время эксплуатации деталей конструкций (коррозионная, радиационная стойкость, износостойкость, жаростойкость, усталостная прочность и т. д.) [1].

Полноценное функционирование строительных конструкций, а именно ее материалов косвенно и напрямую зависит от «экологичности», экологических показателей. Экологичность конструкционных материалов собирательное явление, состоит из следующих компонентов:

Ячеистые бетоны

Газобетон

Пенобетон

Характеристика влияния на экологичность, наиболее

безопасный материал по данной характеристике

Имеют тождественный состав (автоклавный способ), однако разный способ производства:

• связующее (портландцемент), 15-50 %

• заполнитель (кварцевый песок), о) и 31-42 %

• высокодисперсная алюминиевая пудра (газообразователь), ш и 0,1-1%

• клееканифольный, смолосапониновый пенообразователь, продукты переработки нефти.

(Для равномерного распределения и наилучшего смачивания в раствор рекомендуется вводить ПАВ в виде стеарата, ал-килбензолсульфоната, нафтената натрия, стирального порошка и т.д. Для увеличения эффективности алюминиевого порошка добавляют известь.

• каустическая сода, о> и 0,05-0,45 %

» вода_

Материал с открытыми мелкоячеистыми (О = 1-3 мм) сообщающимися между собой порами, равномерно распределенными по всему объему (ка-пиллярно-порис-тая структура)

Закрытопористая структура с порами, неравномерно распределёнными по всему объему (О = 2-5 мм)

Экологичны по составу: имеют минеральный и органический состав (учитывается, что в результате хим. реакции металлический алюминий полностью переходит в гидроалюмосиликаты), не выделяют вредных или токсичных веществ. Газобетон не гниет и не подвержен воздействию, насекомых, но из-за открытой структуры пор условно гигроскопичен, что опасно при избыточном увлажнении конструкции в виду возможности частичной потери ее несущей способности. Пенобетон устойчив и к воздействию воды, что также повышает сопротивляемость «сре-довым» факторам

Продолжение таблицы 1

Номер и наименование критерия Ячеистые бетоны Характеристика влияния на экологичность, наиболее безопасный материал по данной характеристике

Газобетон Пенобетон

Вывод (1 и 2 пункт): исследование положительных и отрицательных конструкционных свойств двух основных видов ячеистых бетонов в совокупности критериев формирует систему экологических характеристик материала. Поэтому «экологическое качество» материала, совместно с основным свойствами, а также визуальными особенностями является предметом для изучения, материаловедческого структурирования для дальнейшего практического использования. Однако показатели конструкционного качества материала не каузируют полноценное представление об экологичности.

Санитарно-токсикологический анализ и эколого-гигиеническая экспертиза - важнейшие составляющие данного вида экологического критерия. Данные исследования проводятся с целью определения степени токсичности материала, выявления выделяемых ими токсичных веществ (их кумулятивных и миграционных свойств), для создания безопасной среды для проживания человека [2].

Токсичность материалов описывается среднесуточными значениями предельно допустимой концентрации веществ (ПДК) - концентрации примесей в атмосфере, не оказывающей вредного воздействия ни на человека, ни на окружающую среду как при периодическом, так и постоянном действии [4]. В соответствии с ГОСТом 12.1.00776 «Система стандартов безопасности труда

(ССБТ). Вредные вещества Классификация и общие требования безопасности» выделяют четыре класса опасности вещества (по степени воздействия на организм человека]:

Таким образом, концентрация вещества в воздухе не должна превышать ПДК.

Конструкционные материалы с включением различных добавок, улучшающих их конструкционные, эксплуатационные и другие свойства, подлежат контролю, в виду возможности миграции токсичных веществ в окружающую среду. Среди таких веществ, отрицательно воздействующих на здоровье человека, наблюдаются метаналь и его гомологи, фенол, бензол и его гомологи, стирол, диметилкетон, аммиак, эти-лацетат, аэрозоли свинца, кобальта, ртути, меди, хрома и т. д. [4].

Возможные токсичные выделения веществ, присутствующих в добавках конструкционных материалов, описаны и представлены в таблице 2 (в соответствии с МУ 2.1.674-97].

Таблица 2 Конструкционные материалы с различными добавками и выделяющиеся из них токсичные вещества

Данные виды конструкций (и другие, не описанные выше] в виду присутствия в их составе промышленных отходов, многообразных химических веществ, потенциально негативно воздействующих на окружающую среду, а также конструкции, потенциально не содержащие такого рода добавок (металлические, строительные конструкции], подлежат обязательной санитарно-гигиенической экспертизе, необходим грамотный подбор отделочных материалов.

При нарушении режима эксплуатации зданий, нормативных требований микроклимата помещений создается эвентуальность появления биоповреждений конструкции, что являет экологическую нестабильность материала.

Явления биокоррозии строительных материалов детерминированы жизнедеятельностью различных биодеконструкторов, среди которых выделяют различные микроорганизмы, лишайники, водоросли и т.д., снижающие эксплуатационно-технические характеристики строительных конструкций, а именно прочностные, теплоизоляционные, морозостойкость, влагостойкость и др., являющиеся причиной инфекционных заболеваний, заболеваний дыхательной, покровной системы человека.

Преобладающее количество строительных материалов подвержены биопоражениям: древесина, бетоны, металлы и т. д. Важно понимать, что жизнедеятельность микроорганизмов может происходить на поверхностях любых материалов, но не все из них являются питательной средой (стеклянные конструкции, арболит, газо-и пенобетон].

Деконструкторами древесины считаются плесневые, деревоокрашивающие и деревораз-рушающие грибы, насекомые и др., бетона - тио-новые, сульфидогенные, нитрифицирующие, уг-леводородокисляюще бактерии, грибы и др., металла - железобактерии, сульфидогенные и тио-новые бактерии и др. [5].

Методы защиты строительных конструкций от разрушающего воздействия микроорганизмов можно подразделить на три группы:

Биоцидные соединения по классу химических соединений подразделяют на:

Наименование конструкционных материалов Наименование добавок Токсичные вещества

Биоцидные соединения по направленности действия подразделяют на:

Отсутствие отрицательного воздействия на человека и среду является главным качеством биоцидов при формировании биостойкого материала в виду важности сохранения его экологической характеристики.

Широкое применение нашли такие биоциды, как борсодержащие фунгициды (растворы тетра-бората и октабората натрия, бората цинка, борной кислоты], карбаматы (З-йод-2-пропинил-бутилкарбамат], изотиазолиноны (5-хлор-2-ме-тил-4-изотиазол-З-он], четвертичные аммониевые соли, триазолы, сульфамиды, органические соединения меди и др. [8]. Современные тенденции развития биоцидных соединений в виду появления различных резистентных форм бактерий и грибов связаны с разработкой многоком-понетных, химически сложных составов с различными добавками, среди которых хорошо себя зарекомендовали гексахлорэтан, полифосфона-ты, оловосодержащие соединения, соединения серебра, латекс АБП-40, катионные поверхностно-активные вещества (катамин АБ, катапин-бактерицид], а также, учитывая фактор потенциального отрицательного воздействия химических веществ на человека, с разработкой анти-фунгальных препаратов (явление антагонизма микробов) |8|.

Проанализированные ранее свойства конструкционного материала уже сформировали необходимую часть его системы экологического качества, но для полноценной оценки экологической эффективности материала (ЭЭМ] необходимо учесть его влияние на организм человека и окружающую среду в обычных и чрезвычайных условиях [2].

Прежде всего следует знать, какое действие окажет материал на этапе эксплуатации конструкции, одном из самых значимых на всем «жизненном цикле материала». Безусловно, основополагающим гигиеническим критерием ЭЭМ является его радиационная безопасность.

Исследование показателя радиационной активности материала является обязательном при строительстве, в соответствии с СанПиНом 2.6.1.2523-09 устанавливаются допустимые уровни воздействия ионизирующего излучения на человека.

Основными источниками ионизирующего излучения являются естественный радиационный фон, включающий космическое и земное излучение, которое в свою очередь можно разделить на

внешнее (земная кора, строительные материалы] и внутреннее (пища, вода, искусственные радионуклиды (в результате антропогенной деятельности] [4].

В современном мире человек проводит преобладающую часть своего времени в помещении, то превалирующее влияние на радиационный фон оказывают содержание естественных радионуклидов (ЕРН] в строительных материалах, изделиях и конструкциях [4].

Ключевые ЕРН встречающиеся в строительных материалах: радий Да, торий 2ЦТЬ., калий \\°9К (согласно ГОСТ 30108-94].

В связи с неравномерностью распределения естественных ЕРН в строительных материалах вводятся следующие физические величины:

ГГ Л Бк

удельная активность радионуклида ([л]=--отношение активности радионуклида в радиоактивном источнике к массе образца] и эффектовБк

ная удельная активность ЕРН {\\Аэфф]= — —суммарная удельная активность естественных радионуклидов в материале, рассчитываемая с учетом их биологического воздействия на организм человека], складывается из удельной активности радия Аяа, тория Ап и калия А к с определенными коэффициентами (ГОСТ 30108-94].

Аэфф. = Аиа + 1,Ъ*Ап + 0,09*Ак (в соответствии с СанПиНом 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности. НРБ-99/2009].

Согласно гигиеническим нормам для выполнения всех видов строительства из данного материала (конструкционного] I класса Аэфф. не

Бк _ _

должно превышать значения 370 — (НРБ-99/2009].

Сравнительная характеристика конструкционных материалов по Аэфф. представлена в таблице 3.

Таблица 3

Значение эффективной удельной активности ЕРН в основных конструкционных

юительных материалах [4]

Название конструкционного строительного материала Страна, регион РФ Удельная активность А, Бк Эффективная удельная активность ЕРН Аэфф.

Радиационно безопасные стеклянные, деревянные и металлические конструкции описаны не были в связи с отсутствием в их составе добавок, весомо искажающих их первоначальный состав.

Строительные материалы имеют свойство понижать внешнее ионизирующее излучение, но дифференцированный каждый по отдельности материал определяется различной способностью ослабления у-излучения. Так массивное каменное здание имеет коэффициент ослабления доз радиации - 50, кирпичный одноэтажный дом - 10, деревянный одноэтажный дом - 4. Также определено значение слоя половинного ослабления у-излучения: для дерева он составляет 30 см, кирпича - 14 см, бетона - 11 см, железа - 3 см [2].

При проектировании здания также важно подумать о выборе конструкций подвала с высокоплотными, газонепроницаемыми материалами (бетоны, железобетон] в связи с проникновением через них опасного газа радона, преимущественно содержащегося в грунтах и продуктами своего распада негативно влияющий на организм человека [2].

По статистике в России ежегодно происходит около 160 тыс. пожаров, в результате которого погибает около 11 тыс. человек, что являет собой актуальную и очень острую экологическую проблему, проблему защиты и профилактики, выбора стойких к воздействию строительных конструкционных и отделочных материалов [9].

Способность к горению - горючестью в определенной мере характеризуется любой материал. Пожароопасность строительных материалов определяется их свойствами, способствующими возникновению и поддержанию опасных факторов пожара и его развития, вызывающими различные травмы, заболевания и даже летальный исход (согласно СНиП 21-01-97]. По федеральному закону от 22.07.2008 №123-Ф3 к опасным факторам пожаров относят открытый огонь, повышенную температуру среды, снижение концентрации кислорода, падающие части строительных конструкций, воздействие токсичных продуктов горения.

В соответствии с федеральным законом от №123-Ф3 основные характеристики пожаро-опасности строительные материалы - это токсичность, горючесть, воспламеняемость, распространение пламени, дымообразующая способность.

В соответствии с ГОСТом 30244-94 строительные материалы классифицируют на горючие (Г] и негорючие (НГ]. Горючие материалы в свою очередь включают на четыре группы: Г1, Г2, ГЗ, Г4, определяемые в результате испытаний.

Конструкционными негорючими материалами являются бетоны, газобетоны, пенобетоны,

кирпичи, камни, каменные плиты и панели, конструкции из неорганического стекла, металлические конструкции из сплавов стали, меди и алюминия, конструкционным горючим материалом является древесина. Огнезащита древесины обеспечивается многокомпонентными химическими композициями, среди которых азот- и фосфорсодержащие антипирены (составы на основе пентанатриевого трифосфата, фосфорной кислоты и карбамида, фосфорорганические соединения на основе органических фосфатов, аммониевых солей, фосфорамидатов, аминов] [10].

Другим характеристикам пожароопасности подлежат классификации только горючие материалы, а в данном случае только древесина.

Легковоспламеняемость древесины (ВЗ], безусловно, является ее отрицательной стороной. Древесина воспламеняется при величине критической поверхностной плотности теплового потока (КППТП] 12,5-20 —-- в зависимости от степени ее обработки. Обработка такими огнезащитными составами, как Пирилакс, ОЗК-45 Д, Огракс ПД-1, СГК-1, Асфор-экстра понижают воспламеняемость материала за счет увеличения значения КППТП и время до воспламенения [11].

Важной характеристикой также является дымообразующая способность древесины, влияющая на безопасность человека и слаженность его работы при тушении пожара. Изучение коэффициента дымообразования От проводилось испытанием необработанной древесины при тлении [О = 20 —1 и покрытой химическими соединения

(<и в-ва в растворе = 20 %], в результате чего коэффициент дымообразования необработанной древем2

сины составил 1)т ~ 1000 —, а при обработке диэтифосфитом /},„ ~ 200—, также свою эффективность показали ПФА-1, диметилфосфит (уменьшение в среднем в два раза до группы 02 по дымообразующей способности] [12]. Эфиры фосфористой кислоты также по результатам испытаний значительно уменьшают распространение пламени по элементам деревянных конструкций (индекс распространения пламени /РП до 26 раз] [12]. Важно понимать, что описанные составы имеют ряд предписаний по хранению и использованию в виду их токсичности, поэтому по показателям экологической безопасности рекомендовано применение универсальных азотфосфорсо-держащих антипиренов (серии «ОСА»]. Важно отметить, что древесина относится к группе высокоопасных по токсичности продуктов горения материалов (ТЗ], что регулируется использованием различных комплексных лакокрасочных материалов, способных значительно уменьшить показатель токсичности продуктов горения [НС150 до 100 ¿] [13].

Деревянные стены, покрытые с двух сторон штукатурным раствором, 8 = 20 см имеют предел огнестойкости 1 час [14],

Эстетичность материала - важный элемент экологической характеристики, ведь оценивание действия материала ведется не на физиологическом, а на психологическом уровне, что крайне важно в исследовании влияния на человека. Эстетичность (гармоничность], сочетаемость фактуры, формы, текстуры, цвета материала создает необходимый психологический комфорт, благотворно воздействуя на настроение, эмоциональный фон человека.

Фактура (характер строения поверхности] конструкционных материалов, как правило, рельефная, подчеркивает массивность, монументальность конструкции, ее природность, текстура

- естественность, преобладающие ахроматические цвета или слабонасыщенные - надежность, форма нацелена на создание комфортной (функциональной] пространственной среды. Например, куполообразная конструкции из массивных КДК (с натуральной текстурой] для плавательных развлекательных комплексов совместно с стоечно-ригельной системой остекления создают наполненное светом масштабное, экологически безопасное пространство, гармонично вписываются в «природность» водной среды, окружение.

Говоря об экологичности материала, несомненно нужно проанализировать не только, в какой мере материал воздействует на среду, но и в каком объеме средовые ресурсы были затрачены на его производство. При рассмотрении данного вопроса примем ресурсные затраты, эквивалентными энергозатратам на всю производственную систему (энергетический анализ]. Сравнивая прямые и косвенные энергозатраты данным методом, можно оценить рациональность использования материала, совместно с другими экологическими качествами, оценить степень экологической безопасности.

Исследования производства древесины (бруса для жилого строительства] показали, что суммарные энергозатраты составили от 1,5 до 3,5 (многое зависит от сушки, степени обработки] [15]. Производство каменных конструкционных материалов еще более энергоэффективное, затраты не превышают 2 а на изготовление кирпича необходимо 2,3 [15]. При высокой производительности различных видов бетонов требуется энергии в пределах

„ с ГДж

- „ „ ГДж

более энергозатратное, расходующее до Ю-^— [15]. Металлургическая промышленность (производство стали и железа] главным образом потребляет что превосходит описанные выше материалы, алюминий изготавливается даже с большим энергопотреблением, чем сталь (в несколько раз] [15].

Выводы

Дифференцировав основные аспекты экологичности конструкционного материала, можно выделить наиболее экологически безопасные:

необходимость особых эксплуатационных мероприятий, при нарушении которых может быть нанесен вред здоровью человека.

Важность экологического материаловедче-ского анализа - в индуктивности дифференцированных критериев групп конструкционных материалов с их последующим синтезом, оказывающих прямое и косвенное воздействие на окружающую среду (как комплекс и фактор], физическое и психологическое здоровье человека, для классификации и корреляции экологических характеристик материала в единую систему, описывающую его экологичность.

Список литературы

© А. Г. Зима

Ссылка для цитирования:

А. Г. Зима. Экологичность конструкционных строительных материалов // Инженерно-строительный вестник Прикаспия : научно-технический журнал / Астраханский государственный архитектурно-строительный университет. Астрахань : ГАОУАО ВО «АГАСУ», 2020. № 2 (32). С.40-49

УДК 539.3

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ДОКРИТИЧЕСКОГО И ЗАКРИТИЧЕСКОГО ДЕФОРМИРОВАНИЯ ОБОЛОЧЕК ПРИ ШАРНИРНО-ПОДВИЖНОМ ЗАКРЕПЛЕНИИ КОНТУРА

Д. Р. Алаева, А. А. Семенов, В. В. Карпов

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, г. Санкт-Петербург, Россия

В работе предложена методика исследования устойчивости пологой оболочки двоякой кривизны, закрепленной по контуру шарнирно-подвижно. Математическая модель представлена в виде системы уравнений в смешанной форме, расчетный алгоритм основан на методе Бубнова - Галеркина и методе продолжения решения по параметру. Программная реализация осуществлена в среде математических вычислений MATLAB. Показана сходимость метода Бубнова - Галеркина при увеличении числа искомых параметров. Для каждого варианта расчета приводятся кривые зависимости прогиба от нагрузки в центральной точке и четверти конструкции, показаны поля прогибов и интенсивности напряжений в докрити-ческий и закритический моменты (до и после потери устойчивости). Приводится верификация методики расчета посредством сравнения с результатами, полученными другими авторами.

METHOD OF INVESTIGATION OF SUBCRITICAL AND TRANSCRITICAL DEFORMATION OF SHELLS AT HINGE-MOVABLE FIXING OF THE CONTOUR D. R. Alaeva, A. A. Semenov, V. V. Karpov

St .Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering, St. Petersburg, Russia

In this work, the technique for analysis of buckling of doubly-curved shell structures, fixed along a contour pivotally-movable, are proposed. The mathematical model is presented in the form of a system of equations in mixed form, the calculation algorithm is based on the Bubnov-Galerkin method and the method of continuing the solution by the parameter. The software implementation is implemented in the mathematical computing environment MATLAB. The convergence of the Bubnov-Galerkin method with an increase in the number of variables is shown. For each calculation, the curves of the dependence of the deflection on the load at the central point and a quarter of the structure are shown, the fields of deflections and stress intensities at subcritical and supercritical moments (before and after buckling) are shown. The verification of the calculation method by comparing with the results obtained by other authors are given.

Введение

Оболочки, обладающие разнообразием форм и достаточно высокой жесткостью, находят большое применение в различных областях техники, в том числе в строительстве для покрытия большепролетных строительных сооружений (цирки, рынки, складские сооружения и т, д.) [1]. Примерами использования оболочек для создания сложных архитектурных форм являются, например, оперный театр в Сиднее, международный аэропорт им. Джона Кеннеди в США, оперный театр в Пекине и др.

При проектировании покрытий сооружений оболочками необходимо производить исследование их устойчивости и вычисление предельно допустимой нагрузки, чтобы избежать разрушения конструкции. Обширные исследования в данной области можно найти в монографиях Э.И. Григолюка [2], П.Е. Товстика [3], В.Л. Якушева [4], В.В. Карпова [1] и др.