10694

121

отличающимися от электромагнитного. Представители других направлений считают, что эффект формы имеет электромагнитную природу, при этом вопрос о том, что сама форма является источником излучения, или она является ретранслятором и концентратором излучения, приходящего извне, остается нерешенным.

Влитературных источниках утверждается, что взаимодействие поля пирамиды с окружающими объектами зависит от их местоположения в конкретных зонах внутри или снаружи такой конструкции.

Для проявления эффекта пирамид необходимо, чтобы пирамида была точно сориентирована по сторонам света. Действие, оказываемое пирамидой, зависит от еѐ размеров, пропорций, материала, из которого она изготовлена, а также от еѐ конструктивных особенностей, географического места установки и состояния подстилающих пород.

Внутренняя область пирамиды подразделяется на три равные по высоте зоны. По влиянию на организм человека нижняя зона может быть определена как «условно-отрицательная», средняя – как нейтральная и верхняя зона – как « условно-положительная».

Висследованиях отмечается, что максимальный эффект наблюдается

вслучае равенства угла наклона граней пирамиды углу наклона граней пирамиды Хеопса на плато Гиза в Египте.

Известны также так называемые «пирамиды

основании, примерно равно 2, угол между гранями пирамиды ≈ 27,3°. По мнению А. Голода, данная конфигурация пирамиды с учѐтом относительно больших размеров сооружения должна обеспечивать максимальную эффективность еѐ энергетического воздействия. Самая наибольшая из пирамид Голода высотой 44 м расположена в

изучению влияния пирамид в Гизе на организм человека.

При обобщении результатов исследований было выявлено, что в разных зонах вокруг и внутри Великой Пирамиды человек может испытывать разные состояния. Негативное воздействие на самочувствие людей отмечается тогда, когда они находятся с восточной и южной сторон. Благоприятное воздействие на самочувствие людей отмечается при нахождении их с северной и западной сторон пирамиды. Наибольшая интенсивность силовых воздействий пирамиды Хеопса наблюдается на расстоянии в 6-8 метров от стороны пирамиды.

122

Из экспериментов по влиянию жилища пирамидальной формы на организм человека можно отметить эксперимент, проведенный в Таллине в 90-х годах прошлого века. В эксперименте анализировался сон человека на 100 добровольцах, которые проводили ночное время на четырѐх кроватях, установленных в пирамидальных конструкциях из дерева

своѐ самочувствие. Особенно заметным был положительный эффект при лечении сосудистых и кожных заболеваний. Самым сильным было влияние на тех, кто проводил время на кровати, стоящей в центре пирамиды.

Данный эксперимент интересен тем, что для объективной оценки состояния испытуемых использовался метод газоразрядной визуализации. При сравнении фотографий, сделанных до и после многочасового нахождения испытуемых в пирамиде, на последних гало становилось более ярким, регулярным и с прямыми лучами.

Из экспериментальных исследований влияния пирамидальных

помощью приборов для измерения сверхслабых электромагнитных полей ИГА-1. Приборы представляют собой селективные приемники электромагнитных полей в диапазоне 5…10 кГц, с вычислением интеграла фазового сдвига на измеряемой частоте.

Данным методом были проведены исследования пирамид на Красной

на воду, семена различных растений, вина, радиацию, продукты и на организм человека. Из экспериментов по влиянию пирамиды на организм человека особый интерес представляют данные о понижении на 1 градус температуры тела человека после неоднократного пребывания в пирамиде.

Результаты измерений пирамиды прибором ИГА-1: граница действия пирамиды на уровне 1 м от земли составляет 6 м от грани, на высоте 2 м

123

от земли - 3,3 м, т. е. фиксируемая с помощью ИГА-1 граница поля пирамиды идет так же, как и конструкция пирамиды - под углом.

Пирамида в городе Тольятти, установленная на крыше частного медицинского центра «ВИЗАВИ», и пирамида в лечебно-оздоровительном центре Миасского ракетного завода представляют собой модифицированные пирамиды конструкции Голода. С помощью прибора ИГА-1 по методу фазоаурометрии фиксировалось увеличение биополей пациентов после нахождения в данных лечебных пирамидах от 30 до 40 процентов от обычного размера (40-60) см.

Внастоящее время исследованием влияния эффекта формы на здоровье человека занимаются в Германии, Бельгии, на Кубе, в Канаде, Италии и других странах.

Взаключение можно отметить, что имеющиеся научные данные позволяют говорить о том, что существует влияние конструкций пирамидальной формы на психофизическое состояние людей.

Это влияние может быть как благоприятным, так и неблагоприятным, поэтому исследование вопросов эффектов пирамидальных конструкций актуально для решения задач архитектурной экологии.

Несмотря на достаточное количество фактов, подтверждающих само существование эффекта форм, имеется необходимость в теоретических разработках и дальнейшем проведении экспериментальных исследований свойств пирамидальных конструкций инструментальными методами (методом газоразрядной визуализации, с помощью современных приборов, улавливающих сверхслабые излучения электромагнитных полей и др.).

УДК 624.156.32

Е.А. Шабалова

Проектирование и расчет фундаментов на карстоопасных территориях

Важным аспектом при проектировании и расчете фундаментов на закарстованных территориях является определение расчетного пролета и места расположения карстовой воронки. От этого зависят величина усилий, возникающих в фундаменте, и соответственно расход арматуры.

Чтобы проанализировать напряженно-деформированное состояние и армирование фундамента в случае возникновения воронки был проведен численный эксперимент в программном комплексе SCAD.

Расчет производился для монолитного 9-этажного каркасного жилого здания в заречной части Нижнего Новгорода. Сечение колонн – 400х400 мм, сечение колонн подвала – 600х600мм. Перекрытия монолитные толщиной 200мм. Сечение ригелей – 400х430мм и

124

600х430 мм. Высота этажа – 3,6м. Фундамент под здание монолитный плитный. Толщина плиты – 900мм.

При этом необходимо было учитывать возможность возникновения карстового провала без возможности заранее определить конкретную точку. Задача заключалась в том, чтобы, зная размер карстовой воронки, рассмотреть возможные варианты ее возникновения.

Расчетный пролет для воронки принят 3; 6 и 9м.

Расчет плиты выполнялся с учетом совместной работы фундамента с верхним строением. Модель основания принята в виде линейнодеформированного полупространства. При этом коэффициент жесткости основания С1 (коэффициентом постели) принимался переменным по площади фундаментной плиты и назначался с учетом неоднородности основания. Моделирование воронки характеризуется заданием нулевой жесткости грунта под ней.

Модель здания состоит из стержневых (для колонн и ригелей) и пластинчатых (стены плиты перекрытия, диафрагмы жесткости, фундаментная плита) конечных элементов (рис. 1).

При расчете здания использовался режим «Вариации модели». Данный режим предусматривает возможность обработки результатов расчета нескольких близких вариантов расчетной схемы.

На первом этапе была создана модель здания, заданы все необходимые жесткостные характеристики здания.

На втором этапе производился расчет фундаментной плиты как плиты на упругом основании с переменным коэффициентом постели без карстовой воронки. Далее были выявлены наиболее проблемные места в уровне фундаментной плиты: максимально нагруженные колонны, зоны с наибольшими перемещениями и напряжениями в плите и т.д.

На третьем этапе было создано еще 11 моделей с образовавшимся провалом радиусом 3м. Модели отличались расположением карстовой воронки: под наиболее нагруженными колоннами, в местах пересечения стен и диафрагм жесткости, находящиеся под центральной частью, углом, серединой большей и меньшей сторон здания – согласно СП 22.13330.2011 Основания зданий и сооружений.

Далее был произведен совместный расчет полученных моделей в режиме «Вариации модели». При выполнении расчета необходимо было составить логическую связь между загружениями, заданными в различных задачах и учесть взаимоисключение. В результате такого расчета было получено необходимое армирование плиты.

Аналогичный расчет проводился и в случае образования карстовой воронки диаметром 6м и 9м.

Далее плита была заармирована в соответствии с действующими нормами проектирования и расчета железобетонных конструкций. По полученным чертежам определялся расход арматуры на плиту (табл. 1).

125

Рис. 1. Общий вид расчетной схемы

Таблица 1

Удельный расход арматуры в т/м3

Анализ показал, что расход арматуры при диаметре воронки 3м увеличился на 16%, при диаметре воронки 6м увеличился на 59%, при диаметре 9м увеличился на 153%.

Кроме того, нужно отметить, что конструктивые противокарстовые мероприятия, а именно повышение жесткости здания за счет устройства монолитного плитного фундамента, достаточны, чтобы воспринять дополнительные усилия от образования карстовой воронки диаметром

126

3 и 6м. Если образуется воронка диаметром 9 м. с экономической точки зрения лучше отказаться от строительства на данной территории, либо применить другие противокарстовые мероприятия (например, тампонаж скважин) поскольку расход арматуры слишком большой, а максимальный диаметр арматуры в местах дополнительного армирования может превышать 40мм.

Литература

1.Копосов, Е.В. Оценка инженерно-геологических условий территории строительства: учебное пособие / Е.В. Копосов, Т.С Хромова, Е.Н. Перегуда, Т.В. Кшуманева; Нижегород. гос. арх.-строит. университет- Н.Новгород: ННГАСУ, 2009-190с.

2.ТСН 22-308-98 НН. Инженерные изыскания, проектирование, строительство и эксплуатация зданий и сооружений на закарстованных территориях Нижегородской области. 1999.

3.Механика грунтов, основания и фундаменты: учеб. пособие/ С.Б. Ухов, В.В.Семенгов, В.В. Знаменский и др. – М.: Изд-во Ассоциации строительных вузов, 2005. – 528 с.

4. Климчук, А.Б. О сущности карста/ А.Б. Климчук, В.Н. Андрейчук// Спелеология и карстология. – 2010. – № 5. – С. 22 - 47.

5. Готман, Н.З. Расчет противокарстовых фундаментов зданий и сооружений/ Н.З. Готман // ОФМГ. – 2008. – № 1. – С. 20-24.

УДК 624.014

Ж.И. Шастина

Пример применения ППП SolidWorks для исследования НДС арки переменного перфорированного сечения

Современный этап развития строительной механики, в том числе при определении напряженно-деформированного состояния (НДС) строительных конструкций, связан с широким использованием численных методов. Прогресс в компьютерной индустрии и вычислительной математике, продолжающийся в последние десятилетия, обусловил изменение соотношения аналитических, экспериментальных (модельных и натурных) и численных подходов к анализу сложных конструкций, зданий и сооружений. В настоящее время получили большое распространение программные комплексы для расчета объемных твердотельных моделей, такие, как ANSYS и SolidWorks. Высокая точность вычислений и наглядность результатов обусловили их применение в проектировании строительных конструкций.

Программный комплекс SolidWorks — программный комплекс САПР для автоматизации работ на этапах конструкторской и технологической подготовки проекта:

128

На арку были заданы нагрузки:

-нагрузки от собственного веса: задаются программой автоматически с использованием характеристики плотность;

-снег;

-ветер.

Был произведен линейный анализ, результаты изображены на рис. 2,

3 [2].

Рис.2 .Общий вид перемещений арки: максимальные перемещения арки в 1/3 пролета 69,03мм <[f]=167мм, максимальные перемещения в середине пролета 42,19мм

<[f]=167мм

Рис. 3. Общий вид напряжений в арке: НДС арки характеризуется концентрацией высоких напряжений в стенке на участках перфорации в их верхних сжатых зонах =272 МПа, максимальные напряжения в верхнем поясе =121,5МПа, в нижнем поясе

=90,9 МПа, в стенке =93,8МПа в верхней зоне.

В связи с тем, что максимальные напряжения в опасном поперечном сечении стенки превысили предел текучести, необходим нелинейный расчет.

Был произведен нелинейный анализ, результаты изображены на рисунках 4,5 [2].

129

Рис.4. Общий вид перемещений арки:

Рис.5. Общий вид напряжений в арке: максимальные напряжения в стенке на участках перфорации в их верхних сжатых зонах перфорации =240,0 МПа, максимальные напряжения в верхнем поясе =121,5МПа, в нижнем поясе =90,9 МПа, в стенке

=152,1МПа в верхней зоне

Выводы:

1.ППП SolidWorks позволит сравнительно легко создать КЭ-модель арки и выполнить ее расчеты объемных КЭ элементов по сравнению с другими пакетами.

2.В результате расчета можно получить приведенные напряжения в любой точке поперечного сечения арки, а также перемещения и сравнить их с предельными.

3.Нелинейный расчет показал, что концентрация напряжений в стенке в зоне перфорации меньше, чем в линейной задаче. Перемещения при этом увеличиваются на 7-10%.

Литература

1. Алямовский А.А. «SolidWorks 2007-2008. Компьютерное моделирование в инженерной практике»/ А.А. Алямовский, А.А.Собачкин, Е.В. Одинцов. – СПб.: БХВ Петербург, 2008. – 1040 с.

130

УДК 624.014

Н.Г. Яндукова

Исследование области рационального применения низколегированных сталей в металлических конструкциях

Применение низколегированных сталей повышенной и высокой прочности взамен малоуглеродистой в металлических конструкциях обеспечивает значительную экономию материала (25-50%) и снижение стоимости (5-15%). В строительстве достаточно широко применяются бистальные балки, т. е. выполненные из двух марок стали. По сравнению с металлоконструкциями из одной марки стали снижение металлоѐмкости может составлять до 15% и стоимости 23-74%. Таким образом, эффективность конструкций существенно зависит от правильного использования прочностных свойств материала.

При разработке вопросов, связанных с использованием низколегированных сталей, первостепенным являлось определение области их рационального применения в различных конструкциях. Полученные А. Ф. Кузнецовым [1] формулы коэффициента уменьшения массы элементов показали его зависимость от соотношения расчетных сопротивлений стали, характера и интенсивности напряженного состояния, формы профиля сечений, ограничений по деформативности конструкций

(рис.1).

Рис. 1. Уменьшение массы изгибаемых элементов при изменении относительных прогибов и нагруженностей.

Здесь: αи – коэффициент снижения массы; ν – нагруженность

Исследования Я.М. Лихтарникова, А.Ф. Кузнецова [1,2] позволили сделать следующие выводы:

1. Прочность материала влияет на экономию стали при малых гибкостях (до 60), а форма сечения – при больших. Наиболее