Полоцкий государственный университет

Полоцкий
государственный
университет

ВЕСТНИК ПОЛОЦКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА.
№ 6. Серия F. Прикладные науки. Строительство. 2009

Тур В.В. Оценка рисков конструктивных систем в особых расчетных ситуациях

Представлены результаты анализа нормативных документов различных стран, определяющих основные стратегии защиты конструктивных систем от прогрессирующего обрушения. Приведены определения терминов, классификация типов прогрессирующего обрушения, классификация зданий. Стратегии, направленные на защиту конструктивных систем от прогрессирующего обрушения, как показал анализ, в основном концентрируются на ограничении или снижении до приемлемого уровня угроз, обеспечении прочности ключевых элементов системы и ограничении масштабов результирующего обрушения или обеспечении живучести модифицированной конструктивной системы с удаленными элементами.


АРХИТЕКТУРА И ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВО

Филиппенко Я.Д. Исторический и композиционный анализ градообразующей роли центральной площади Полоцка XVI – XIX веков

Представлены результаты исследования и анализа исторических документов и литературных источников с выявлением особенностей возникновения и становления архитектурного ансамбля центральной площади г. Полоцка, а также прослежены этапы трансформации ее структуры в период с XVI по XIX век. Особое внимание уделено анализу композиционного решения площади, окружающие здания которой своей архитектурой сформировали неповторимый силуэт города. В ходе изучения выявлены основные этапы формирования ансамбля и стилистические особенности его архитектурно-художественного образа. Архитектурно-композиционная выразительность, оригинальность, многообразие и в то же время целостность образного содержания ансамбля позволяют отметить его значимость в истории зодчества и отнести центральную площадь Полоцка к одним из лучших произведений градостроительного искусства Беларуси.

Салаўёў А.А. Натурныя даследаванні падвалаў карпусоў Полацкага езуіцкага калегіума

Прадстаўлены вынікі абследавання падвалаў карпусоў былога Полацкага езуіцкага калегіума, якое праведзенага падчас яго мадэрнізацыі ў 2003 – 2006 гады. Прадстаўлены фотаздымкі шэрага цікавейшых архітэктурна-канструктыўных элементаў будынкаў розных часоў. Прапануецца спроба іх вывучэння і інтэрпрэтацыі. На аснове прыведзеных фактаў зроблена выснова аб высокім узроўні развіцця будаўнічых тэхналогій у сярэдзіне XVIII – пачатку ХХ стагоддзя. Па сутнасці на працягу стагоддзяў гэты будынак быў сваеасаблівай вітрынай і палігонам, дзе апрабіраваліся найноўшыя будаўнічыя тэхналогіі таго часу.

Шлеймович М.М. Трансформация планировочных решений Восточного жилого района в Новополоцке

Рассматриваются актуальные вопросы застройки Восточного жилого района Новополоцка – возникшие сложности в дальнейшем территориальном развитии Новополоцка из-за нехватки свободных земельных участков для сооружения многоэтажных жилых домов, после решения по размещению района малоэтажной жилищного строительства между городом и деревней Экимань, принятого в девяностых годах прошлого столетия. За период формирования жилого района был разработан ряд проектов, вырабатывались различные приемы застройки. Исследуются и анализируются проектные решения детальной планировки Восточного жилого района Новополоцка, прослеживается их эволюция и трансформация, включая предложения по его архитектурному облику. Исторический экскурс поможет в выборе будущего окончательного градостроительного решения планировки и застройки этого жилого района.

Нитиевская Е.Е. Ландшафтная архитектура: история и современность

Проблема улучшения экологической обстановки в современном городе за счет использования пус-тующих поверхностей зданий (крыш и террас), а также пешеходных эстакад над транспортными ма-гистралями для размещения объектов ландшафтной архитектуры является актуальной для городов Беларуси. В ХХI веке горожане, живущие или работающие на верхних этажах высотных зданий, часто лишены непосредственного контакта с живой природой. Они испытывают неприятные ощущения «оторванности» от земли и одновременно определенный визуальный дискомфорт, возникающий при обозрении неэстетичных крыш городской застройки. Зеленые крыши могут применяться для организа-ции пешеходных зон, летних кафе, автостоянок, садов и т.п. В статье рассмотрены типологии садов на искусственных основаниях, прослежена их эволюция от далекой древности до наших дней, изложены основные конструктивные особенности эксплуатируемых садов на искусственных основаниях.


СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Лазовский Д.Н., Глухов Д.О., Глухова Т.М. Оценка вероятностных характеристик распределения эффектов от внешнего воздействия и функции предельного состояния в расчетах железобетонных элементов

Представлен метод экспресс-оценки вероятностных характеристик эффектов от внешнего воздействия и функции предельного состояния железобетонного элемента, не прибегая к процедуре статистического моделирования. Экспресс-оценка основана на аналитических вычислениях параметров распределений случайных величин, учитывающих особенности нелинейной деформационной модели железобетонного элемента по сечению, нормальному к продольной оси элемента.

Попков Ю.В., Чупров В.В., Хотько А.А., Колтунов А.И.
Бессварные муфтовые стыковые соединения стержневой арматуры в железобетонных конструкциях

Представлены результаты исследований новой конструкции механического стыкового соединения, отличающейся от известных аналогов более простым устройством и обеспеченностью необходимой прочности, а также универсальности при знакопеременных нагрузках. Установлены характер распределения деформаций по длине опытных образцов соединения и его податливость в виде линейных перемещений стыкуемых стержней относительно муфты. Определены участки, создающие концентрации деформаций по длине стыка. Получены экспериментальные данные о прочности и деформативности нового бессварного стыкового муфтового соединения арматуры и разработаны рекомендации по практическому его использованию в железобетонных конструкциях. Показана необходимость для Республики Беларусь в активном освоении в практике строительства механических способов стыкования арматурных стержней взамен энерго- и материалоемких сварных и нахлесточных.

Спириденок Л.М., Свирко И.А. Проблемы нормативно-технической базы в резервуаростроении

Исследуются вопросы разработки технического кодекса установившейся практики «Стальные вертикальные цилиндрические резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов. Правила проектирования и устройства». Рассмотрены вопросы по регламентированию требований изготовления резервуаров методами рулонирования и полистовой сборки в зависимости от объема резервуара, методика расчета двустенного резервуара, расчета стенки резервуара методом «средней точки». Разработанный нормативный документ позволит проектным организациям и промышленным предприятиям Республики Беларусь развивать деятельность по проектированию и выпуску резервуаров, повысить надежность, долговечность и экологическую безопасность этих сооружений.

 

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Савеня Д.Н., Соловьев Д.А., Плосконосов В.Н. Особенности прочностных и деформационных характеристик напрягающего цемента, модифицированного добавкой нитрата кальция

Приведены результаты исследований прочностных и деформационных характеристик напрягающего цемента, модифицированного добавкой нитрата кальция. Применение напрягающего цемента без модифицирующих добавок, состав которого подобран по стандартной методике, в условиях низких положительных температур твердения ограничено вследствие возможного разрушения на начальных этапах. Применение напрягающего цемента с добавкой нитрата кальция позволяет получить стабильное управляемое самонапряжение как для нормальных, так и пониженных положительных температур твердения. Выявлено, что введение добавки нитрата кальция позволяет повысить предел прочности при сжатии на 15…20 % и получить энергию самонапряжения от 2 до 3 МПа в условиях низких положительных температур.

Никитин В.И., Кофанов В.А. Влияние климатических воздействий на влажностное и напряженное состояние стен железобетонных силосов

Исследуется влияние климатических воздействий на влажностное и напряженное состояние стен железобетонных силосов. С помощью вычислительного эксперимента установлено, что в поверхностных слоях бетона стенок цилиндрических силосов для хранения зерна злаковых культур от климатических воздействий рассмотренного года (температуры и влажности воздуха, а также атмосферных осадков в виде дождя) возникают знакопеременные температурно-влажностные напряжения, амплитуда которых во время дождей возрастает в несколько раз. При этом значения вычисленных сжимающих и растягивающих напряжений могут значительно превышать их граничные значения для рассматриваемого класса бетона. В результате быстро повреждается структура бетона, образуются микротрещины и интенсифицируются процессы переноса влаги. При реализации вычислительного эксперимента необходимо было оперировать непрерывными данными, поэтому дискретные данные о температуре и относительной влажности воздуха были аппроксимированы сплайн-функциями.

Лазаренко О.В. Снижение затрат при производстве железобетона

Рассматриваются способы увеличения прочности бетона: введение супер- и гиперпластификаторов в бетонные смеси; повышение расхода цемента, использование других вяжущих. Использование для бетона на доломитовом заполнителе других вяжущих, отличающихся минералогическим составом от портландцемента, связано с внутренней коррозией бетона. Использование в качестве вяжущего каустического доломита повышает прочностные свойства цементного камня и бетона в целом за счет отсутствия внутренней коррозии. Показано, что добавки наибольший эффект дают при наборе отпускной прочности. Исследуется возможность снижения стоимости железобетона за счет уменьшения затрат на сырьевые компоненты, используя для получения крупного заполнителя, занимающего до 50 % объема, более дешевую горную породу доломита. Приведены результаты исследований для решения поставленной задачи.

Бозылев В.В., Ягубкин А.Н. К вопросу разработки методики экспресс-анализа оценки влияния добавок на прочность арболита

Проанализированы пути обеспечения качественных показателей арболита. В результате выполненного анализа эти пути можно разбить на группу способов, касающихся подготовки древесного заполнителя, группу способов, когда локализация вредного воздействия сахаров обеспечивается на этапе приготовления бетонной смеси, и группу способов на этапе твердения арболита. Рассмотрены вещества, находящиеся в древесном заполнителе, которые оказывают вредное влияние на процессы набора прочности цементным вяжущим. Приведены три метода определения количества содержащихся в древесном заполнителе водорастворимых сахаросодержащих веществ. Разработана методика экспресс-анализа оценки влияния добавок на прочность вяжущего, используемого для изготовления арболита. Данная методика позволяет отобрать эффективные добавки-модификаторы, обеспечивающие блокирование вредного влияния сахаров, содержащихся в древесном заполнителе, на прочностные характеристики изделий из арболита. С использованием данной методики произведена оценка влияния добавки медного купороса на прочность арболита.


ИНЖЕНЕРНЫЕ СЕТИ

Гончаров Э.И., Королёва Т.И., Добросольцева Е.С.
Энергоэффективность пропарочных камер переменного рабочего объема

Рассматривается один из важных резервов увеличения производства железобетонных изделий –совершенствование процесса тепловой обработки с целью снижения расхода тепловой энергии в камерах для тепловлажностной обработки железобетонных изделий. Исследовано влияние на энергоэффективность пропарочных камер коэффициента загрузки их бетоном. Показано, что уменьшение этого коэффициента до значений менее 0,15 резко увеличивает удельный расход пара на термообработку бетона. Предложена конструкция пропарочной камеры, которая позволяет поддерживать высокие значения коэффициента загрузки при любом количестве обрабатываемых в камере изделий. Это достигается тем, что пропарочная камера может менять свой рабочий объем, погружая стенки в канал с жидкостью с помощью подъемного устройства. Из-за того, что стенки выполнены легкими, паропроницаемыми и теплоизолированными сокращается расход теплоты на нагрев самой камеры и сокращаются потери теплоты в окружающую среду, что увеличивает энергоэффективность такой камеры. Для увеличения коэффициента заполнения бетоном существующих ямных камер предлагается конструкция модифицированной крышки, снабженной кожухом из эластичного материала, который опускается до уровня загрузки камеры изделиями, в результате рабочий объем приводится в соответствие с уровнем загрузки.

Ходьков А.А., Тимонов И.А., Тимонова Е.Т. Использование винтовой поверхности в пылеулавливании

Рассматривается актуальная задача – повышение эффективности пылеулавливания. Одним из направлений ее решения является разработка новых конструкций и форм исполнения пылеулавливающего оборудования. В предлагаемом пылеуловителе в качестве основного рабочего органа использовано винтовое тело в виде шнека. В лабораторных условиях УО «ВГТУ» созданы опытные образцы винтовых пылеуловителей с диаметром шнека 100, 200, 320 и 400 мм производительностью по воздуху от 300 до 5000 м3/ч. В статье приведены результаты экспериментальных исследований винтового пылеуловителя с диаметром шнека 100 мм, определены оптимальные конструктивные и режимные параметры его работы. Получены зависимости эффективности очистки и аэродинамического сопротивления аппарата от скорости воздушного потока на входе в пылеуловитель и числа его секций. Конструктивные особенности пылеуловителя, высокая эффективность очистки, приемлемое аэродинамическое сопротивление обусловили возможность его применения в промышленных системах пылеулавливания, локальной очистке пылевых выбросов от технологического оборудования и пылеуборке производственных помещений.

 

ГЕОДЕЗИЯ

Мицкевич В.И., Головань Г.Е., Глебко М.Г.
Сравнение результатов оценки точности определения площадей с использованием различных методик

Приведено сравнение результатов оценки точности определения площадей при заданной точности измерений с использованием различных методик. Одна из методик заключается в применении методов нелинейного программирования путем минимизации целевой функции для оптимального плана. Показано, что эффект от применения нелинейных методов составляет до 50 %. Обсуждаются вопросы уравнивания плановых геодезических сетей, не содержащих исходных пунктов. При этом сравниваются две методики оценки точности, основанных на использовании двух различных вспомогательных матриц R. Доказано, что одна из методик приводит к неверным результатам оценки точности. Исследования выполнены на примерах геодезических сетей триангуляции, трилатерации, линейно-угловой триангуляции и полигонометрии. Эти построения наиболее часто используются в землеустройстве при вычислении и оценке точности определения площадей. Расчеты выполнялись на Pentium III по програм-мам OZENKA2 и RIAD1. Продолжительность времени вычислений не превосходит 60 с для количества определяемых пунктов до 150.

Субботенко П.В. Развитие многокритериального способа уравнивания

Метод многокритериальной оптимизации развивался последовательно: были разработаны универсальные алгоритмы уравнивания и оценки точности для способа Lp-оценок; многостепенные методы уравнивания с использованием не одной степени n, а нескольких степеней ni, включая общий случай, когда для каждого измерения отыскивается своя степень; многокритериальная оптимизация, позволяющая отыскивать индивидуальные степени под условием дополнительных критериев. Благодаря новой методике, вопреки известной теореме Гаусса – Маркова, были получены результаты оценки точности планового положения пунктов в 1,3 раза меньше, чем классический метод наименьших квадратов. Одновременно с этим не только уменьшается обусловленность матрицы Гессе, но и в ряде случаев возрастает вероятность попадания в круг ошибок на определяемых пунктах в слабом месте геодезических сетей.

Крейда Н.Н. Методы воздействия на размеры области сходимости итераций при решении и уравнивании геодезических засечек

Опыт применения итеративного способа уравнивания показывает, что для обеспечения сходимо-сти итераций начальные координаты должны быть известны с ошибкой, не превосходящей 1/3 наименьшей стороны сети. Иногда, в зависимости от конструкции геодезической сети, расположения и количества исходных пунктов, возникает необходимость в определении начальных координат с еще более высокой точностью, обеспечивающей сходимость итераций за небольшой промежуток времени. То обстоятельство, что начальные координаты определяемых пунктов должны быть получены заранее с достаточно высокой точностью и введены в ЭВМ в качестве дополнительной информации вместе с данными об измеренных величинах и координатах исходных пунктов, является препятствием к широкому практическому использованию итеративного метода уравнивания для вычисления координат. По-этому во многих программах, применяемых в настоящее время на производстве, начальные координаты находят по формулам решения засечек и лишь затем уточняют методом уравнивания. В непредусмотренных алгоритмом случаях начальные координаты могут быть включены в исходную информацию или вычислены методами нелинейного программирования. В статье раскрыты основные причины, влияющие на размеры области сходимости итераций.

Будо А.Ю., Куприенко Н.О., Гармаза О.Е.
Применение метода многокритериальной оптимизации для уравнивания и оценки точности геодезических сетей

Многокритериальная оптимизация как новая методика при уравнивании возникла на основе обобщения метода Lp-оценок, применяемого для математической обработки геодезических сетей. Недостаток этого метода заключается в постоянстве показателя степени n (n = 2 – метод наименьших квадратов; n = 1– метод наименьших модулей). Причём степень n берётся неизменной для всех разнородных результатов измерений. Для того чтобы в полигонометрии для углов применить одну степень, а для сторон – другую, разработана соответствующая методика многокритериальной оптимизации. Если степени n определены не средствами математической статистики, а под условием минимума максимальной ошибки положения пункта в слабом месте сети, то получим многокритериальную оптимизацию, так как в поиске решения участвуют два, а в некоторых случаях даже три критерия. Выполнены исследования по воздействию дополнительных целевых функций на результаты оценки точности в многокритериальном методе.

Акреш М.С. Разработка закономерностей для обратных алгоритмов в проекциях Меркатора и Руссиля

Представлена полученная новая закономерность для определения коэффициентов характеристи-ческих уравнений в обратных алгоритмах вычислений для проекции Меркатора и Руссиля, позволяющая применять данные проекции при изображении значительных по размерам территорий с точностью, достаточной для решения научных и практических задач геодезии. Произведена оценка точности алгоритма вычислений для различных размеров изображаемых в проекциях территорий. Приведены выражения для этих коэффициентов до двенадцатого порядка и осуществлена их апробация на экваторе и параллелях с широтой в 29° и 50°. В результате с высокой точностью определены координаты в прямом и обратном переходах. Также приведены результаты вычислений расстояний (до 2000 км) на плоскости проекции с точностью до миллиметра.


ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Грищенков Е.В. Об управлении качеством построения плановых геодезических сетей

Исследуются возможности применения чисел обусловленности для оценки качества построения геодезических сетей. Результаты работы заключаются в следующем: упорядочены числа обусловленности для разнообразных по методу развития геодезических сетей; предложен способ предрасчета чисел обусловленности в зависимости от числа определяемых пунктов; разработан метод оценки качества геодезических построений с помощью отношения реального числа обусловленности матрицы нормальных уравнений к «эталонному» числу обусловленности («относительная обусловленность»), полученному для симметричных геодезических сетей; сформированы допуски на величину «относительной обусловленности». Рекомендуется применять показатель «относительная обусловленность» для оценки качества построения геодезических сетей на стадии проектирования до выполнения полевых работ.

Усов Д.В., Ялтыхов В.В., Левданский П.М.
Многокритериальная оптимизация нивелирных сетей традиционными и нетрадиционными методами

Для уравнивания результатов особо точных, в том числе и периодических, измерений применяют, как правило, строгие классические методы математической обработки. В результате анализа геодезических измерений может быть установлен характер распределения ошибок, отличный от нормального закона. По этой причине в дополнение к классическим методам математической обработки могут применяться новые подходы к уравнительным вычислениям. Рассматривается применение метода многокритериальной (многостепенной) оптимизации для обработки нивелирных сетей. Применение данного метода уравнивания раскрывается с точки зрения математической обработки как традиционным методом – методом наименьших квадратов, так и нетрадиционным – методом Lp-оценок. Приведены формулы для обоих случаев использования метода многокритериальной оптимизации. Рассмотрена многокритериальная обработка свободных и нуль-свободных геодезических построений. Приведен пример многокритериального уравнивания двух циклов наблюдений за осадками инженерных сооружений, выполнена оценка точности и сравнительный анализ полученных результатов.

Усова О.О. О вычислении значения истинного азимута линии
и определении его точности по результатам спутниковых GPS-измерений

На производстве в последнее время большое распространение получили спутниковые методы определения координат с помощью GPS-приемников. Для геодезического применения спутниковых систем используется относительный метод. Использование на практике GPS-приемников имеет ряд существенных преимуществ: отсутствие необходимости в постройке геодезических сигналов, полная независимость измерений от взаимной видимости между пунктами, времени суток и года, всепогодность измерений, возможность определения координат при размещении одного из приемников на подвижном носителе, высокий уровень производительности и оперативности труда в основном за счет автоматического приема, контроля и обработки спутниковой информации как в пострежиме, так и в реальном масштабе времени. Актуальным является использование GPS-приемников при отсутствии видимости между пунктами. Представлено описание технологии нахождения площадей с применением GPS-приемников, а также вычисление истинного азимута линии и определение его точности.


ЭКОЛОГИЯ

Липский В.К., Коваленко П.В., Янушонок А.Н., Козик А.Н.
Нормирование технического оснащения аварийно-восстановительных служб предприятий трубопроводного транспорта нефти

Рассмотрены методологические подходы к созданию технических нормативных правовых актов, регулирующих техническое оснащение аварийно-восстановительных служб (пунктов) предприятий по транспорту углеводородов, от возможностей которых напрямую зависит обеспечение промышленной и экологической безопасности магистральных трубопроводов. Показана объективная необходимость приведения существующей нормативной базы в соответствие с современным уровнем развития техники и технологии, так как со времени разработки действующей на данный момент нормативно-правовой базы, определяющей применяемые указанными службами технологии и их техническое оснащение, прошел значительный срок. Формирование норматив-таблей технического оснащения предприятий базируется на системном анализе подсистемы надежности трубопровода и подсистемы существующих на участке трассы геоландшафтных условий. Предложенный подход позволил сформировать правила, определяющие порядок выбора номенклатуры используемых технических средств и инвентаря, включающей тип и его конкретную модель, а также установить их количество. Разработанный метод учитывает появление новых технологий и используемых технических средств и инвентаря, что позволяет в дальнейшем использовать их введение в оснащение аварийно-восстановительных служб.

Лис Л.С. Экологическое состояние территории: оценка последствий хозяйственной освоенности и структурной организации

Обосновано использование в системе оценки экологического состояния территории в качестве эквивалента техногенных нагрузок индекса хозяйственной освоенности, формируемого на основе суммы территориальных выделов, подвергшихся воздействию при хозяйственной деятельности. Предложены методики расчета загрязненных ареалов от воздействия промышленного и сельскохозяйственного производства, транспортных операций и демографического давления. В систему оценки введены показатели структурной организации территории. Очерчены задачи, при решении которых могут быть использованы показатели оценки.

Савенок В.Е., Измайлович В.Р. Технические аспекты локализации аварийных разливов нефти на водных объектах

Наибольшую опасность для окружающей среды представляют аварии, приводящие к разливу нефти и нефтепродуктов на водных объектах. При аварийных разливах нефти на водных объектах первоочередной задачей является локализация нефтяного пятна. В данной работе нами рассмотрены технические аспекты локализации аварийных разливов нефти на водных объектах в сложных климатических условиях. Разработаны и предлагаются к эксплуатации различные модификации зимних механических бонов, работа которых более эффективна за счет технического решения, обеспечивающего совмещение функций улавливания, локализации и сбора нефтяных загрязнений одним устройством, и технология локализации нефтяных загрязнений на водотоках во время ледохода. Представлена методика расчета сил и средств, необходимых для ликвидации аварии. Данная методика реализована в разработанной компьютерной программе расчета технических средств для ликвидации аварийных разливов нефти.

Мирончик А.Ф., Липская Д.А. Влияние природных объектов на содержание тяжелых металлов в животноводческой продукции

Для сырьевых зон ряда молокоперерабатывающих предприятий Республики Беларусь в динамике определено содержание тяжелых металлов в заготовляемом молоке. Показано, что степень загрязнения молока зависит не только от степени загрязнения кормов, с которыми в организм коровы попадают вредные вещества, накапливаемые растениями из почвы, воды и воздуха, но и от условий содержания, кормления, периода лактации и т.д., а экологическую чистоту кормов определяют факторы, обусловливающие состояние природной среды данного региона. Несмотря на то, что сырьевые зоны практически всех молокоперерабатывающих предприятий находятся в условиях сложной экологической обстановки, для производства молочных продуктов используется молоко, обеспечивающее их безопасность.