Збірник наукових праць Галузеве машинобудування будівництво
Викладення результатів досліджень із механізації будівельних робіт, проектування й експлуатації будівельних споруд, удосконалення будівельних конструкцій; розглянуті сучасні проблеми механіки ґрунтів, геотехніки та фундаментобудування.
National University «Yuri Kondratyuk Poltava Polytechnic»
Діагностика машин у мехатронних системах: методи аналізу та інтелектуальні технології
У статті розглянуто сучасні підходи до діагностики машин у складі мехатронних систем із використанням методів обробки сигналів та інтелектуальних технологій машинного навчання. Проаналізовано структуру мехатронних комплексів та визначено їх специфічні особливості, що впливають на формування діагностичних моделей, зокрема високий рівень взаємозалежності між механічними, електронними та програмними компонентами. Обґрунтовано доцільність застосування гібридних діагностичних систем, у яких згорткові нейронні мережі (CNN) використовуються для автоматичного вилучення інформативних ознак із вібраційних та сенсорних даних, а рекурентні мережі типу LSTM забезпечують аналіз часової динаміки процесів та прогнозування деградаційних станів. Запропоновано узагальнену теоретичну модель діагностування, що поєднує спектральні методи попередньої обробки сигналів, багатосенсорну інтеграцію та модулі прогнозування технічного стану. Отримані результати демонструють високу ефективність інтелектуальних алгоритмів у виявленні ранніх ознак несправностей, навіть за умов шумових завад і зміни режимів роботи машин. Розроблений підхід може бути використаний у системах технічного обслуговування на промислових підприємствах для підвищення надійності та продовження ресурсу мехатронних систем.
Авторське право (c) 2025 Сергій Орищенко, Віктор Орищенко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Досвід підсилення збірного залізобетонного перекриття при санації виробничих будівель
У статті представлено практичний досвід комбінованого підсилення збірних залізобетонних балок і багатопустотних панелей перекриття під час санації виробничої будівлі Чорноморського олійно-жирового комбінату. Описано вихідний технічний стан конструкцій, результати інструментального обстеження. Зокрема, існуюча конструкція, що складається з великопрогонових балок (до 12 м) та багатопустотних плит перекриття (прогоном 9 м), зазнала фізичного зносу, мала надмірні прогини. Проведено обґрунтування необхідності підсилення у зв’язку зі збільшенням розрахункових навантажень: до 10 кПа (експлуатаційне) і до 12 кПа (граничне). Запропоновано конструктивно-технологічну систему, що поєднує зовнішнє жорстке сталеве армування у вигляді ферми-обойми, нарощування перерізу армованим набетонуванням та забезпечення сумісної роботи плит і балок шляхом монолітного з’єднання. Детально описано конструкцію монтажних пластин і кріплення ферми до балок за допомогою хімічних анкерів з результатами CBFEM-розрахунків у ПК IDEA StatiCa, що підтверджують запас несучої здатності і жорсткості та прийнятну передачу зусиль на бетон. Наведено технологію нарощування плити зверху, включно з розміщенням арматурних каркасів у бороздах пустотних панелей і порядком бетонування захваток. Проаналізовано переваги комбінованого підходу щодо підвищення жорсткості та несучої здатності, а також обмеження локальних впливів на існуючі перерізи. Результати впровадження підтверджують ефективність запропонованого рішення для відновлення і підвищення експлуатаційних характеристик великопролітних залізобетонних конструкцій промислових будівель.
Авторське право (c) 2025 Валентин Марченко, Дмитро Федоров https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Моделювання органо-мінеральних комплексів у системі “Вапно-цеоліт-фермент” для очищення технічно забруднених вод від зависі та ущільнення осаду
У статті представлено результати експериментально-статистичного моделювання по визначенню оптимальних складів органо-мінерального комплексів для очищення очищення технічно забруднених вод від зависі та ущільнення осаду накопичувальних ставків на звалищах твердих відходів під час їх рекультивації та реконструкції. Прозорість води з показником каламутності 1.55 NTU забезпечується при використанні органо-мінерального комплексу, що містить негашеного вапна в кількості 7.25-8.25%, цеоліту в кількості 2.5-3% і ензиму в кількості 7.5-8.25%. Осадження зависі у вигляді осаду з пластичною міцністю до 160 кПа на 28 добу витримки забезпечується при використанні органо-мінерального комплексу, що містить негашеного вапна в кількості від 30.63-35%, цеоліту в кількості від 0-3.75% і ензиму в кількості 0-1.25%.
Авторське право (c) 2025 Сергій Гузій, Андрій Товмаченко, Володимир Вітер https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Аналіз напружено-деформованого стану пологої сферичної оболонки, виготовленої методом 3D-друку бетоном (3DCP)
У статті розглянуто напружено-деформований стан та несучу здатність пологої сферичної оболонки покриття, виготовленої методом екструзійного 3D-друку бетоном. Метою дослідження є встановлення деформативності оболонки при дії квазірівномірно розподіленого навантаження та числове прогнозування її граничної несучої здатності на основі верифікованої скінченно-елементної моделі. Об’єктом дослідження є оболонка діаметром 2.2 м, зі стрілою підйому 0.3 м та фактичною товщиною 80 мм, армована по опорному кільцю стрижнями Ø10 A500C. Навантаження створювалося ступінчасто шляхом укладання мішків із піском, рівномірно розподілених по площі оболонки (2.968 м²). Максимальне експериментальне навантаження становило 20.25 кН/м², що відповідало сумарній масі 6.13 т. Вертикальні переміщення вимірювалися механічними прогиномірами, а відносні деформації — тензометричними датчиками. Отримано, що максимальний прогин у центральній зоні досяг 0,235 мм при навантаженні 13,74 кН/м², що свідчить про високу просторову жорсткість оболонки. Побудовану тривимірну скінченно-елементну модель у ПК LS-DYNA було верифіковано за експериментальними даними; розбіжність не перевищила 17 %. Числовим шляхом встановлено, що руйнування оболонки настає при навантаженні 228.4 кН/м², що відповідає сумарній вазі 67.8 т. Отримані результати підтверджують ефективність застосування 3D-друку бетоном для оболонкових конструкцій.
Авторське право (c) 2025 Олена Петрова, Дмитро Петренко, Владислав Тенесеску, Олексій Булдаков https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Мобільне тривимірне картографування за допомогою геодезичних дронів та GPS
Сучасний розвиток геодезичного картографування характеризується широким спектром методів, кожен з яких має свої особливості, переваги та обмеження. Традиційні підходи, такі як використання геодезичних приладів — теодолітів, нівелірів та GPS-приймачів, досі застосовуються в інженерній геодезії. Проте цей метод має значні обмеження: високу трудомісткість, необхідність залучення кваліфікованих спеціалістів та значні часові витрати на проведення вимірювань і обробку даних. Останнім часом спостерігається тенденція до автоматизації геодезичних процесів, що дозволяє підвищити точність, швидкість та економічну ефективність виконання картографічних робіт. Одним із перспективних напрямів є використання безпілотних літальних апаратів (БПЛА), оснащених сучасними сенсорами та камерами високої роздільної здатності. Інноваційні технології БПЛА забезпечують оперативний збір просторових даних з мінімальними затратами людських ресурсів, відкриваючи нові можливості для створення детальних картографічних матеріалів. Незважаючи на появу інноваційних рішень, значна кількість компаній у сфері геодезії досі використовує традиційні інструменти для виконання топографічних знімань та дослідження рельєфу місцевості. Такий підхід залишається трудомістким, вимагає значних часових витрат і залучення кваліфікованих спеціалістів, що може бути критичним у умовах швидкого розвитку будівельної та інженерної галузей. Тому виникає актуальне питання: чи є альтернативні методи картографування, які б забезпечували вищу ефективність, скорочення витрат часу та ресурсів без втрати якості отриманих даних. З огляду на це, важливим є порівняння традиційних і сучасних методів картографування з метою оцінки їх ефективності, швидкості виконання та економічної доцільності.
Авторське право (c) 2025 Денис Берун, Максим Філіпець, Аліна Чубакова, Віктор Вірченко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Проєктування захисних споруд цивільного захисту в житлових багатоповерхових будинках для індивідуального використання
Воєнні дії в Україні, які щоденно створюють загрозу для цивільного населення, зумовлюють необхідність розроблення нових технічних рішень як для нового будівництва, так і для реконструкції наявних будівель і споруд. Значна кількість жертв серед цивільного населення припадає на мешканців багатоповерхових житлових будинків. Типовим захисним укриттям зазвичай вважається підвальний або цокольний поверх, конструктивні особливості якого переважно призначені для розміщення інженерних мереж, трубопроводів та технічного обладнання. Такі приміщення не мають аварійного виходу та належної вентиляції, а також не забезпечують можливості тривалого перебування людей зі створенням специфічних умов у повній відповідності до чинних нормативних вимог щодо захисту цивільного населення. За результатами аналізу архітектурно-планувальних рішень встановлено необхідність удосконалення приміщень, у яких можливе інтегрування індивідуальних захисних укриттів, призначених для забезпечення належного рівня захисту в умовах надзвичайних ситуацій. У роботі розглянуто основні принципи підходів до проєктування індивідуальних захисних укриттів у межах житлового фонду. Запропоновані рекомендації можуть бути використані під час проєктування нових житлових будинків, реконструкції існуючих будівель, а також при формуванні системи індивідуальних захисних укриттів, спрямованої на підвищення рівня безпеки населення в сучасних умовах.
Авторське право (c) 2025 Дмитро Ніколаєнко, Олена Філоненко https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Оцінювання ефективності герметизуючих матеріалів при ремонті асфальтобетонного покриття з поперечними тріщинами
Проведено аналіз негативних наслідків від утворенням температурних поперечних тріщин у асфальтобетонному по- критті для конструкції дорожнього одягу. Показано, що поперечні тріщини призводять до потрапляння води з атмо- сферних опадів у конструкцію дорожнього одягу та ґрунт земляного полотна, викликаючи ослаблення в зоні тріщин основи і спричиняючи прискореному руйнуванню всієї конструкції дорожнього одягу. ці обставини потребують за- безпечення ефективної герметизації покриття з поперечними тріщинами. Відмічено, що найбільш поширений метод ремонту асфальтобетонного покриття з поперечними температурними тріщинами полягає у застосовуванні гермети- зуючих матеріалів, якими заповнюють порожнини цих тріщин. Зазначено, що умови роботи герметизуючих матеріа- лів залежать як від геометричних параметрів асфальтобетонних плит між тріщинами, так і від розмірів тріщин, що заповнюються герметиком. Запропоновано метод оцінювання ефективності герметизуючих матеріалів при ремонті асфальтобетонного покриття конструкції дорожнього одягу з поперечними тріщинами. Розроблено розрахункові схеми роботи асфальтобетонного покриття та математичні моделі на основі застосування теорії термо-в’язко пруж- ності для прогнозування температурних напружень в герметизуючому матеріалі на контакті з асфальтобетонним по- криттям з урахуванням тепло-технічних та термо-реологічних властивостей матеріалів і геометричних параметрів асфальтобетонних плит та поперечної тріщини. Отримано аналітичні залежності дозволяють оцінювати термін слу- жби до втрати суцільності герметиків або адгезійної міцності їх зчеплення з асфальтобетонним покриттям з ураху- ванням річних та добових коливань температури на базі використання основних положень кінетичної теорії міцності твердих тіл. Використання запропонованого методу потребує експериментального встановлення таких характерис- тик матеріалів як: коефіцієнта лінійного температурного розширення, коефіцієнта температуропровідності, функції повзучості, функції релаксації, функції температурно-часової аналогії, функції довготривалої міцності.
Авторське право (c) 2019 Оleksandr Gustieliev
Формування багатофункціональних наношаруватих оксидних РЗЕ-вмісних матеріалів з використанням нітратних прекурсорів
Комплексним системним дослідженням взаємодії структурних компонентів у системах нітратів рідкісноземельних і ІА, ІІА елементів періодичної системи встановлено утворення цілого класу лужних координаційних нітратів лантаноїдів, які син- тезовані в монокристалічному виді. Їхній склад, атомно-кристалічну будову, форми координаційних поліедрів Ln, типи ко- ординації лігандів, ряд їхніх властивостей досліджено з використанням комплексу фізико-хімічних методів. З’ясовані об’єктивні закономірності поведінки цього типу сполук поглиблюють розуміння про: хімічні і фізичні властивості Ln, їх комплесоутворюючу здатність; можливість утворення й існування в аналогічних системах асоційованих нових фаз і їх стійкість; вплив природи лантаноїдів і лужних металів, магнію на структуру комплексних аніонів і сполук у цілому; інди- відуальність Ln комплексів; існування ізотипних за складом і структурою груп сполук за природними рядами лантаноїдів і лужних металів; роль NO3 - -груп у стереохімії цього класу нітратів; роль води у формуванні найближчого оточення іонів Ln3+- комплексоутворювачів. Одержані дані є основою для виявлення, ідентифікації, контролю утворюваних фаз, визна- чення елементного складу і вмісту проб, проведення аналізу і порівняння фазового стану об’єктів у підготовчих стадіях перероблення в інноваційних технологіях з використанням нітратних попередників елементів різної електронної структури і різними комбінованими способами їх активації, встановлення технологічно-функціональних залежностей, керованого модифікування властивостей продуктів синтезу. На перспективність цих прекурсорів указують існування достатньо пред- ставницького класу комплексних нітратів лантаноїдів, виявлення серед них ізотипних за складом і структурою груп сполук представників Y, La – Lu; Li – Cs, прояв комплексу цінних у технологічному відношенні притаманних їм властивостей.
Авторське право (c) 2019 Оleksandr Dryuchko, Dmytro Storozhenko, Natalya Bunyakina, Iryna Ivanytska, Vasyl Khanyukov, Кateryna Kytayhora
Ймовірність руйнування цегляних конструкцій
У статті розроблено методологію розрахунків, яка би дозволила позволила виконати ймовірність руйнування цегляних конструкцій. Наведено результати розрахунків визначення ймовірності руйнування конструкцій з цегли при центральному та позацентровому стиску; визначення ймовірності руйнування конструкцій з цегли, пов’язаного з вичерпанням міцності кладки на місцевий стиск (зминання); визначення ймовірності руйнування цегляних констру- кцій, пов’язаного з вичерпанням міцності кладки на зсув (зріз); визначення ймовірності цегляних конструкцій, пов’язаного з вичерпання міцності кладки на згин, на розтяг; визначення ймовірності руйнування цегляних констру- кцій на розкриття тріщин. При розрахунках вважаються відомими закони розподілу випадкових величин наванта- жень і впливів – для постійного, корисного, снігового, вітрового навантажень, температурних впливів та впливів від нерівномірних осідань. Випадкові значення максимальних розрахункових напруг у перерізах цегляних конструкцій знаходять в залежності від випадкових зусиль, що виникають у конструкціях від випадкових впливів. При розв'язан- ні даної задачі статистичної динаміки використовується функція граничного стану, рішення якої проводиться мето- дом статистичних випробувань (Монте-Карло). Імовірнісна оцінка міцності конструкцій з цегли здійснюється на ос- нові виконання розрахунків по визначенню ймовірності руйнування за умови вичерпання міцності цегляної кладки. Визначено значення характеристики безпеки для кожного випадку та виконано порівняння з нормативними значен- нями. Показано, що значення ймовірності руйнування цегляних конструкцій за базовий строк служби знаходиться в діапазоні 1х10- 5…1х10-4, що відповідає мінімальним значенням надійності, рекомендованим чинними нормами та Єврокодами. Розходження між запропонованим підходом та нормативною методикою складають не бі- льше 8% - 10%.
Живучість і ризики відмови сталевих рамних конструкцій: понятійний апарат
У статті проводиться аналіз роботи сталевих статично невизначених рам використовуючи моделі з максимально наближеними до реальних конструкцій діючими за нормами навантаженнями при можливих відмовах окремих еле- ментів. Розглядається визначення поняття «живучість» сталевих рамних конструкцій. При проектуванні сталевих рам існує необхідність резервування основних несучих конструкцій для запобігання прогресуючих руйнувань. При можливому руйнуванні будь-якого окремого елемента весь об’єкт або його найвідповідальніша частина повинна зберігати працездатність. Визначається ступінь пошкодження системи при відмові окремого елемента. Визначені го- ловні передумови запобіганню руйнуванню при аварійних ситуаціях, зокрема, розрахунок величини збільшення не- сучої здатності. Представлені умови граничних станів при розрахунках живучості багатоповерхових будівель. Приводяться конструктивні заходи для забезпечення стійкості каркасів. Представлені системи діафрагм жорсткості висотних будівель. Проведені розрахунки ряду сталевих рам. Результати показують, що поодинокі відмови елемен- тів конструкцій ведуть до руйнування ряду перетинів. Це унеможливлює розгляд лавиноподібного прогресуючого руйнування. Аналізуються підходи до визначення ризиків при відмовах і підсиленні елементів сталевих рам. Представлені межі нормативного ризику аварії. Розраховується гранично - допустимі ризики відмови конструкції. Визначається фактичний ризик аварії і рівень достатньої конструкційної безпеки об'єкта. Ресурс об’єкту можливо подовжувати підсиленням елементів що відмовили, але в межах гранично допустимого ризику. Підсилення викону- ється обмежену кількість разів з урахуванням амортизації. Вартість робіт по обстеженню та підсиленню визначають залежно від ризиків можливих втрат при відмові (аварії) та в порівнянні з вартістю об’єкту
Авторське право (c) 2019 Kseniia Chichulina, Chichulin Chichulin
Розглянуто проблеми аварій будівель і споруд, відмов конструкцій; зазначено про недосконалості ведення статисти- ки аварій та методології обробки даних про них. Проаналізовано характерні особливості обробки статистичних даних та результатів центрів експертиз, які було опубліковано вченими різних країм за останні роки. Особлива увага звертається на детальний опис і аналіз наймасштабніших аварій у будівництві за минулі роки. Досліджено найбільш розповсюджені випадки руйнування будівель та споруд. Проаналізовано приклади аварій бу- дівель та споруд під час реконструкції, під час будівництва об’єктів та по причині великого віку об’єкту. Визначено найбільш імовірні прогнози можливої аварії (наприклад, пошкодження, вихід із ладу, руйнування будин- ку, будівлі, споруди, лінійного об’єкту інженерно-транспортної інфраструктури або їх частин), що сталася з техно- генних або природних причин для підрахунку можливих матеріальних збитків i (або) соціальних втрат від відмови об’єкту. Виявлено та обґрунтовано необхідність класифікації аварій у будівництві залежно від етапу зведення будів- лі. Розкрито підхід до опису аварії, виходячи з її вірогідності. Наведено приклади ситуацій, у яких аварія являлася вірогідною. Предтавлено дані досліджень, отримані за останні десять років, що охоплюють будівельні інциденти по всьому світу. Класифікація аварій приведена за типом їх виникнення; матеріал систематизовано та представлено у вигляді таблиці. Дані таблиці вміщують у собі опис аварії, її причини, місце та час виникнення. На основі проведе- ного дослідження запропоновано класифікацію за ймовірністю виникнення аварій будівель та споруд, для неї пред- ставлений детальний опис. Класифікацію створено із метою можливості моделювання різних типів вірогідних ава- рій, які можуть виникнути на об’єкті, для їх подальшого уникнення, а також з метою подальшого викоритання при проектуванні будівельних об’єктів.
Авторське право (c) 2019 Sergiy Pichugin, Lina Klochko
Використання високоміцних сталей для конструкцій вертикальних силосних ємностей
Дана стаття присвячена дослідженню роботи високоміцних сталей в конструкціях силосних ємностей. Аналізувалися найпоширеніші класи сталей, які застосовуються зарубіжними та вітчизняними виробниками елеваторного облад- нання при проектуванні вертикальних циліндричних силосів для зберігання зерна. Надана оцінка впливу параметрів матеріалу на властивості окремих елементів споруди. Проведено комплекс механічних випробувань на розтяг та хі- мічний аналіз серії зразків високоміцної сталі класів S 550 GD та S 420 GD європейських та американських виробни- ків, які застосовуються для виготовлення гофрованих листових панелей корпусу. Числові результати досліджених характеристик підтвердили повну відповідність матеріалу нормативним значенням відповідних класів. Продовженням даного дослідження було виконання перевірочного розрахунку ємності зберігання діаметром 11 м, яка має циліндричну форму та конічне днище і виконана з профільованих хвилястих листів різної товщини. В якості матеріалу виготовлення застосовувався один з досліджуваних зразків сталі. Були отримані значення крити- чних факторів для листів корпусу, вертикальних ребер жорсткості і листів конічного днища силосу. Результати роз- рахунків підтвердили ефективність застосування високоміцних сталей при проектуванні силосних ємностей для збе- рігання зерна. Несуча здатність елементів була забезпечена на всіх висотних ярусах, проте резерви несучої здатності при цьому виявилися мінімальні. Відповідно проведеного аналізу сформовані аргументовані висновки, щодо вико- ристання розглядуваного матеріалу для отримання економічно доцільних проектних рішень. Зазначені конструктив- ні обмеження, які необхідно враховувати при проектуванні та виготовлені тонкостінних конструкцій з високоміцних сталей. В першу чергу це стосується утворення отворів під болтові з’єднання, влаштування та обробку кромок і вра- хування граничних розмірів внутрішніх радіусів заокруглень при гнутті деталей.
Авторське право (c) 2019 Sergiy Pichugin, Natalia Makhinko
Теоретичне дослідження впливу обтічності на експлуатаційні властивості магістральних автопоїздів із встановленим рухомим даховим обтічником
Досліджено вплив обтічного елементу, розташованого на даху тягача магістрального автопоїзда, а саме ефективність роботи безкапотного автомобіля з встановленим на нього удосконаленим даховим обтічником, який має можливість налаштування під будь-який причіпний склад. Було припущено, що відносно аналогів він забезпечує високі показники обтічності за рахунок можливості вибору відповідних геометричних параметрів, забезпечує зручність у використанні та можливість налаштування обтічника під час руху автомобіля, запобігає можливості ймовірних несправностей під час сильних поривів вітру чи буревіїв за рахунок міцності конструкції механічної частини приводу керування та сучасних електронних систем. На основі проведених теоретичних досліджень обтікання різних тягачів магістральних автопоїздів були встановлені залежності потужності та витрати палива від коефіцієнту обтічності автомобіля при прийнятих швидкостях його руху. Було доведено, що удосконалений обтічник доцільно використовувати саме на безкапотних тягачах із малою та середньою висотою кабіни. Теоретичні дослідження проводилися за допомогою прикладного програмного забезпечення Microsoft Exel та SolidWorks за допомогою електронних обчислювальних машин.
Авторське право (c) 2018 Viktor Virchenko, Maxym Skoryk, Anatolii Kryvorot, Oleksandr Meshko
Визначення тиску в циліндрі двигуна внутрішнього згоряння авто-мобіля шляхом установлення тензометричних датчиків
Виконано аналіз відомих способів відображення та їх вартості, це дозволило зробити висновок, що методи прямого і непрямого відображення мають ряд серйозних недоліків. Запропоновано методику діагностування стану двигуна внутрішнього згоряння за значенням тиску газів у циліндрах двигуна. Визначено, що тиск газів у циліндрах двигуна є найбільш інформативним діагностичним параметром, що характеризує стан його поршневої частини. Обробка індикаторних діаграм дозволяє отримати відомості про якість робочих процесів досліджуваного двигуна, встановити значення його індикаторних показників, оцінити технічний стан двигуна внутрішнього згоряння, якість регулювання, економічність, шумові та вібраційні показники й екологічну чистоту. Зазначено, що реалізація методу непрямого відображення полягає в тому, що під гайку або болт кріплення головки блока циліндрів поміщають датчик тиску, який являє собою сталеву шайбу із закріпленими на ній тензорезисторами. Зусилля, що виникають від дії сил тиску газів у циліндрі двигуна, передаються через головку блока циліндрів шпилькам або болтам кріплення головки блока циліндрів до самого блока. При цьому датчик тиску сприймає ті ж самі зусилля, перетворюючи їх на електричний сигнал. Таке рішення істотно спрощує пристрій датчика і робить його конструкцію універсальною. Наведено описання принципу роботи пристрою та складових процесу вимірювання й обробки отриманих даних. Подано схему підключення та обґрунтовано працездатність запропонованого способу отримання інформації про внутрішньоциліндрові процеси на прикладі реальних вимірювань і обробки отриманих даних. З’ясовано, що результати виконаних розрахункових досліджень свідчать про придатність запропонованої методики розрахунку для моделювання внутрішньоциліндрових процесів двигунів внутрішнього згоряння, в тому числі й сучасних.
Авторське право (c) 2018 Bogdan Korobko, Oleksiy Vasyliev, Ivan Rohozin, Ievgen Vasyliev
ПРОБЛЕМИ БУДІВНИЦТВА МЕТРОПОЛІТЕНІВ У СКЛАДНИХ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ УМОВАХ НА ПРИКЛАДІ М. ХАРКОВА
Розглянуто науково-технічні та практичні проблеми, пов’язані з будівництвом метрополітенів, серед них: складність інженерно-геологічних умов, необхідність проходки тунелів в умовах існуючої міської забудови, виникнення несприятливих процесів при будівництві й експлуатації. Виявлено ряд резонансних факторів, що вимагають прийняття спеціальних рішень під час будівництва III лінії метро в місті Харкові: великий радіус впливу водозниження, що загрожує осіданням поверхні та пошкодженням будівельних конструкцій на ділянці відкритої проходки; баражний вплив на потік підземних вод на ділянці закритої проходки; загроза кільком будівлям, розташованим над тунелями; загроза вивалів слабких ґрунтів у забою тунелю; вібраційний вплив на ґрунти, будівлі й споруди. Обговорено оцінку сейсмічного впливу на об’єкти Харківського метрополітену.
Авторське право (c) 2017 G. G. Strizhelchik, V. Yu. Iegupov
КОНСТРУКТИВНЕ РІШЕННЯ ТУНЕЛЮ ПІД ДІЮЧОЮ ТРАНСПОРТНОЮ МАГІСТРАЛЛЮ
Розглянуто міські підземні споруди (транспортні тунелі дрібного закладення), які споруджують звичайно в умовах забудованої міської території при інтенсивному вуличному русі. З’ясовано, що монолітні оброблення виконуються в більшості випадків з бетону, залізобетону, природних і штучних каменів. Наведено типи оброблень автодорожніх тунелів. Надано геометричні розміри та характеристики використаних матеріалів при споруді тунелів. Установлено, що існуючі методи спорудження тунелів не дозволяють розв’язати завдання в стиснутих умовах і при інтенсивному транспортному русі. Запропоновано нове конструктивне рішення поперечного тунелю під діючою транспортною магістраллю. З’ясовано, що запропонована конструкція поперечного тунелю може бути виконана в стиснутих міських умовах із застосуванням сучасного технологічного устаткування, а запропонований спосіб прокладання тунелю задовольняє вимоги міцності, надійності, довговічності.
Авторське право (c) 2017 R. A. Timchenko, D. A. Krishko, S. О. Macyshin
ПЕРЕРОЗПОДІЛ ВИСОТ ЯРУСІВ ПІДПІРНИХ СТІН, ЙОГО ВПЛИВ НА НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН СИСТЕМИ «УТРИМУЮЧІ КОНСТРУКЦІЇ – ҐРУНТОВИЙ МАСИВ»
Досліджено роботу багатоярусних підпірних стін у супіщаних ґрунтах. Числовий експеримент проведено для виявлення найбільш раціонального вибору висот ярусів при сталому загальному перепаді ґрунту. Розглянуто триярусну підпірну стінку, розв’язано ряд задач, де змінними є позначки окремих ярусів. Показано залежність зміни значень переміщень і внутрішніх зусиль від перерозподілу рівнів розробки ґрунту. Значення зафіксовано у характерних точках конструктивних елементів окремих ярусів підпірних стін. За отриманими результатами побудовано поверхні. За графіками проаналізовано залежності висот ярусів і згинальних моментів у цих ярусах. Визначено рішення, що призводять до збільшення переміщень у тому чи іншому рівні підпірних стін. Отримано закономірності між геометричними параметрами підпірної стіни і напружено-деформованим станом системи «утримуючі конструкції – ґрунтовий масив».
ПРИНЦИПИ РОЗРАХУНКУ ТА МОНІТОРИНГУ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ ТРАНСПОРТНИХ РОЗВ’ЯЗОКУ МІНСЬКУ
Подано результати робіт з наукового супроводження та моніторингу будівництва транспортної розв'язки на перетині пр. Незалежності з вул. Філімонова над перегінними тунелями та іншими спорудами Мінського метрополітену. Для забезпечення цілодобового (в три зміни) виконання будівельно-монтажних робіт при будівництві транспортної розв’язки використано ряд інноваційних технологій як для проектування, так і для безпосереднього виконання робіт. Моніторінг будівництва передбачав безперервний контроль деформацій і напружень конструкцій перегінних тунелів метрополітену в режимі онлайн і передачу даних всім зацікавленим організаціям. Розроблено розрахункову модель перегінних тунелів, що включає в себе конструкцію оздоблення та її навколишній ґрунтовий масив. Запропоновано теорію розрахунку підземних споруд на основі деформаційної моделі з застосуванням діаграм деформування матеріалів будівельних конструкцій і геомеханічних моделей складових ґрунтовий масив.
Авторське право (c) 2017 G. P. Pastushkov, V. G. Pastushkov
ВИКОРИСТАННЯ ДАНИХ ВИПРОБУВАНЬ ПАЛЬ СТАТИЧНИМИ ТА ДИНАМІЧНИМИ НАВАНТАЖЕННЯМИ В АСТАНІ, КАЗАХСТАН
Наведено результати аналізу різних випробувань збірних паль. Оцінено роботу збірних паль у надзвичайних ґрунтових умовах Астани (Казахстан) та їх взаємодію з оточуючим ґрунтом. Представлено дані статичних та динамічних випробувань паль у надзвичайно складних ґрунтових умовах. Визначено несучу здатність паль з використанням отриманих результатів. Відповідно до результатів випробувань паль (30,0 см), несуча здатність склала 911 кН, несуча здатність рухомих паль залежно від результатів ТЗ становила 878 кН. Представлене дослідження має важливе значення для розуміння взаємодії системи паля – ґрунт з проблематичним ґрунтом.
Авторське право (c) 2017 A. Z. Zhussupbekov, Z. A. Shakhmov, G. T. Tleulenova, S. B. Akhazhanov
МОДЕЛЬНІ ВИПРОБУВАННЯ ПАЛЬОВИХ КУЩІВ ТА ВЕЛИКИХ МОНОПАЛЬ УДОСКОНАЛЕНОЇ КОНСТРУКЦІЇ
Доведено, що при будівництві пальових кущів та споруд, що оперті на великі монопалі, використовують палі, запроектовані на великі бокові та вдавлюючі навантаження. Презентовано аналіз модельних випробувань у лабораторних умовах нової ефективної та економічної конструкції пальового куща. Для збільшення енергоабсорбційної здатності швартовно-відбійних палів розроблено та досліджено нову конструкцію комбінованої трубчастої монопалі, яка містить внутрішню гнучку палю й амортизатор, розміщений у зоні голови палі. Це рішення було перевірено лабораторними експериментами на моделі малого масштабу. Отриманими результатами підтверджено його ефективність та практичність.
Авторське право (c) 2017 M. P. Doubrovsky, I. Yu. Dobrov, A. V. Gerashchenko, O. M. Dubrovska
ВИЗНАЧЕННЯ ОСНОВНИХ РОЗРАХУНКОВИХ ПАРАМЕТРІВ ХІМІЧНОГО ЗАКРІПЛЕННЯ ҐРУНТІВ
Обґрунтовано можливість прогнозування поведінки системи «основа – фундамент – споруда» при проектуванні чи реконструкції будівель і споруд на ґрунтах, що набухають. Визначено, що найбільш дієвим способом стабілізації поведінки ґрунтів основ, забруднених промисловими стоками, є ін’єкційні методи із закріплення. Основне завдання хімічного закріплення ґрунтів полягало в посиленні зв’язків між частинками ґрунту за допомогою хімічних реагентів. У результаті досліджень були визначено розрахункові параметри закріплення основ фундаментів, складених ґрунтами, забрудненими пероцтовою кислотою. Залежно від концентрації пероцтової кислоти, яка знаходиться в ґрунті, та щільності застосовуваного розчину силікату натрію визначено граничні величини об’ємних співвідношень вихідних компонентів, що дозволяють здійснити якісне і надійне закріплення ґрунтів основ.
ВИБІР РАЦІОНАЛЬНИХ ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ РІШЕНЬ НА ОБ'ЄКТАХ З БУДІВНИЦТВА АБО РЕКОНСТРУКЦІЇ ЕЛЕВАТОРІВ
У статті представлена методика вибору раціональних організаційно-технологічних рішень на об'єктах з будівництва або реконструкції елеваторів з використанням результатів експериментально-теоретичних досліджень автора. Наведено аналіз умов, в яких здійснюється операційна діяльність розглянутих підприємств. Отримані експериментально-статистичні залежності зміни показників такої операційної діяльності від організаційно-технологічних факторів і розроблені алгоритми дозволяють вибрати раціональні організаційно-технологічні рішення при будівництві та реконструкції елеваторів на підставі аналізу умов будівництва об'єкта і ефективного планування.
Авторське право (c) 2017 A. L. Nikiforov
ДОСЛІДЖЕННЯ РІВНОСТІ ПРОЇЗНОЇ ЧАСТИНИ Й АНАЛІЗ ПРИЧИН ЇЇ ПОГІРШЕННЯ
Розглянуто сучасні вітчизняні та закордонні напрями дослідження рівності покриття на автомобільних дорогах. Виділено проблему встановлення причин зміни рівності покриття, що пов’язані з порушенням технології влаштування шарів дорожньої конструкції. Наведено результати дослідження рівності проїзної частини й аналізу причин її погіршення, виконаних лабораторією експлуатації автомобільних доріг та аеродромів Національного транспортного університету на дослідній ділянці автомобільної дороги Н-18 навколо м. Бучач. За результатами досліджень побудовано поздовжній профіль і проведено детальний аналіз зміни рівності дорожнього покриття в процесі експлуатації дороги. Узято керни в характерних точках на покритті: в одному місці проходить поперечна тріщина, в іншому – без помітних дефектів. Установлено, що западини поздовжнього профілю і поперечні тріщини обумовлені нерівномірністю товщини чорних шарів вздовж дороги.
Авторське право (c) 2017 D. O. Pavlyuk, V. P. Tereshchuk, V. S. Chapovskyi
Викладено результати експериментальних досліджень закономірностей деформування і процесу руйнування бетону при осьовому розтягу і при наявності градієнта деформацій по перерізу. Дослідні зразки завантажувалися короткочасним навантаженням до руйнування і з розвантаженням при напруженнях, близьких до руйнування. Визначені фактори,що впливають на граничні деформації розтягнутого бетону різних видів та запропоновано аналітичні рівняння для їх опису. Дослідами встановлено, що при неоднорідному напруженому стані граничні деформації не постійні, а змінюються в широкому діапазоні та залежать від градієнта деформацій. Для вирішення прикладних задач запропоновано універсальну форма зв'язку «навантаження – деформації», яка достовірно відображає єдність зв’язку між напруженнями та деформаціями бетону що знаходиться в умовах однорідного та неоднорідного напружених станів.
Авторське право (c) 2017 P. G. Kurgan, S. P Kurgan
ПІДВИЩЕННЯ СТІЙКОСТІ ДВОРІВНЕВОГО АВТОЕВАКУАТОРА
To improve the lateral stability of car hauler way you value optimal cargo location parameters, elastically mounted on a platform, developed a mathematical model of its motion. At the same time take into account fluctuations in cargo and car hauler. According to the simulation results revealed that the system for car «hauler – cargo» accounting for elastic properties leads to a significant decrease in the frequency and amplitude of the system vertical oscillations. Therefore, the presence of the cargo can be regarded as a dynamic passive damping (in the case of a correct choice and design of layout parameters). There is proposed to reduce the distance between the cargo and the upper platform by determination of maximum values of the cargo oscillations amplitudes. In turn, the reduction of the height of the platform reduces the height of the center of gravity of the system, improves the stability of car hauler. Keywords: car hauler, dynamic processes, fluctuations, platform, stability.
Вплив молíбдену на корозíйно-механíчнí властивостí зварювальних з’єднань вуглецевої сталí
Наведено результати експериментальних досліджень впливу молібденової домішки на корозійно-механічні власти- вості наплавленого металу зварювальних з’єднань вуглецевої сталі марки 20. Встановлено, що найбільш високі й стабільні значення ударної в’язкості й характеристик спротиву розвитку тріщин (К1с і δс), а також стійкості проти су- льфідного корозійного розтріскування метала шва трубних сталей досягаються при концентрації молібдену в ньому від 0,2 до 0,4%, яка реалізується вводом в електродне покриття молібденового порошку в кількості 0.5-1.0%. На базі отриманих результатів визначено оптимальний хімічний склад наплавленого метала, який характеризується дрібнозернистою структурою з незначною кількістю неметалевих вкраплень глобулярної форми. Такий хімічний і структурний склад зварювального шва реалізується оптимальним вмістом і співвідношенням феросплавів (FeMn, FeSi і FeTi) в електродному покритті. Оптимальний вміст легуючої мікродобавки – молібдену слід вибирати, виходячи одночасно не лише з впливу молібдену на розмір структурних складових, але, головне, з її впливу на коро- зійно-механічні властивості метала зварювального шва. Покращення механічних властивостей, зокрема, ударної в’язкості і параметрів в’язкості руйнування метала шва, легованого молібденом, можна пояснити його сприятливим впливом на структурну та хімічну неоднорідність наплавленого метала. Для оцінювання ступеню цього впливу сто- совно електродів з основним покриттям, проведено дослідження сучасними методами металографічного аналізу. Порівняння даних структурного та мікрорентгеноспектрального аналізу дозволяє передбачити, що покращення плас- тичних властивостей метала шва при легуванні молібденом зв’язано з тим, що молібден зміщає область γ – α - перетворення вбік більш низьких температур, сприяючи тим самим утворенню достатньо дисперсної та однорідної структури нижнього бейніту з мінімальною шириною доевтектойдної феритної оторочки.
Авторське право (c) 2019 Valerii Makarenko, Yuriy Vynnykov, Andrii Manhura
Розроблення моделі стенду для випробування автомобільних сидінь з гідроприводом
Розглянуто різноманітні конструкції сидінь, які, як правило, перевіряються на потенційне використання в транспортному засобі з метою розробки місць, і є стійкими до деформацій та вібрацій. Визначено, за рахунок яких чинників необхідно розробити спеціальні стенди, необхідні для адекватної перевірки різноманітних сидінь або конфігурацій сидінь, які імітують багаторічне використання сидінь протягом короткого періоду часу. Проведено аналіз роботи спеціальних стендів імітації автомобільних сидінь різних конфігурацій в умовах, близьких до реальних умов експлуатації їх на автомобілях. Встановлено основні параметри та режими роботи, які характеризують робочі процеси в умовах експлуатації. Визначено необхідність забезпечення плавності регулювання процесів, підвищенні ефективності перевірки автомобільного сидіння, зменшенні рівня енергоспоживання при використанні стенду для випробування сидінь. Розроблено, спроектовано та досліджено стенд для випробування автомобільних сидінь з гідравлічним приводом робочих органів; досліджено імітацію дорожніх умов та підвищено ефективність перевірки. Запропоновано нову конструктивну схему стенду для випробування автомобільних сидінь з гідравлічним приводом; розроблено математичну модель робочого процесу стенду; теоретично доведено переміщення центру мас на автомобільному сидінні. Одержано математичну залежність, яка характеризує робочий процес стенду для випробування автомобільного сидіння з гідравлічним приводом. Визначено переміщення центру мас автомобільного сидіння залежно від факторів впливу.
Авторське право (c) 2018 Viktor Virchenko, Мykola Shapoval, Maxym Skoryk, Vladyslav Ladur
Порівняння результатів розрахунку моделей гнучкої одноанкерної підпірної споруди з експериментальними даними
На підставі математичної моделі, яка реалізована в програмному комплексі PLASTICA, виконано нелінійний розрахунок шпунтової одноанкерної стінки спільно з оточуючим її ґрунтовим середовищем. Для оцінювання достовірності отриманих результатів їх порівняно з даними експериментальних випробувань Г.Є. Лазебника, розрахунками в PLAXIS 2D та з класичним методом Кулона. В основу математичної моделі закладено теорію пластичної течії зі зміцненням, яка базується на принципі максимуму Мізеса, що дозволяє врахувати процес складного навантаження і реальні властивості матеріалів конструкції та ґрунтів. Випробування здійснено в лабораторному лотку. Як засипку використано річковий кварцовий пісок. Тиск ґрунту на шпунтову підпірну стінку встановлено за допомогою датчиків для вимірювання малих тисків. Для визначення згинальних моментів застосовано індикатори деформацій і тензорезистори, встановлені на шпунтині-вимірнику. За результатами порівняння відзначено, що найбільші відхилення в епюрах пасивного тиску між експериментальними і розрахунковими в PLASTICA даними спостерігаються в нижній частині стінки, приблизно в два рази. Подібна різниця в епюрах активного тиску в області кріплення анкера склала 20%, в епюрах моментів – 23,5% в середній частині стінки. Показано, що результати розрахунку в програмному комплексі PLAXIS вийшли дещо завищеними порівняно з експериментальними даними. Доведено, що найбільші відмінності спостерігаються при порівнянні з результатами, отриманими за класичною теорією Кулона, особливо в епюрі пасивного тиску піску на стіну. У цілому, можна вважати, що результати розрахунку в програмному комплексі PLASTICA з використанням пропонованої нелінійної моделі показали задовільний збіг порівняно з експериментальними даними. Це дозволило зробити висновок про можливість використання запропонованої моделі в практиці проектування розглянутих споруд.
Авторське право (c) 2018 Anёdriy Grishin, Olaksandr Siplivets
ТРИВАЛІ ОСІДАННЯ БАГАТОПОВЕРХОВОГО БУДИНКУ НА ОСНОВІ, АРМОВАНІЙ ҐРУНТОЦЕМЕНТНИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ
Наведено методику та результати багаторічних геодезичних спостережень за осіданнями дев’яти-десятиповерхового будинку зі стрічковими монолітними фундаментами на піщаній і заторфованій основі, посиленій ґрунтоцементними елементами, в процесі його зведення та експлуатації. Обґрунтовано коректність використання пружно-пластичної моделі з критерієм міцності Мора-Кулона та плоскої задачі методу скінченних елементів для оцінювання деформованого стану системи «стрічковий фундамент – армований шар ґрунту – природна основа».
Авторське право (c) 2017 Yu. L. Vynnykov, I. V. Miroshnychenko, О. М. Landar, V. М. Zotsenko, P. M. Omelchenko
ГЕОМЕХАНІЧНІ ПРОБЛЕМИ ЗАЛІЗОРУДНОЇ ГІРНИЧОДОБУВНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ УКРАЇНИ
Розглянуто проблеми, що виникають у залізорудній гірничодобувній промисловості України у зв’язку з досягненням підприємствами з видобутку залізних руд великих глибин здійснення добувних робіт. Описано основні причини виникнення небезпечних ситуацій, обумовлених геомеханічними факторами, які діють на великих глибинах; динамічні форми прояву надвисокого гірського тиску на таких глибинах; види зовнішніх геомеханічних факторів, що впливають на стан і поведінку несучих елементів гірничотехнологічних об’єктів, які зводяться у надрах для забезпечення можливості виконання гірничих робіт. Надано рекомендації щодо створення спеціалізованої системи геомеханічного забезпечення гірничодобувних підприємств, заснованої на принципах ризик-менеджменту у сфері безпеки праці. Наведено основні задачі з геомеханіки, які повинна розв’язувати така система.
Авторське право (c) 2018 S. O. Popov, R. A. Timchenko, O. O. Yerina