Молодежная весна 2022

Список литературы

1.Агапов В. П. Сопротивление материалов: учебник. М.: МГСУ, 2014. 304 с.

2.Герасимов В. М. Сопротивление материалов: справочник. Чита:

ЗабГУ, 2016. 155 с.

Научный руководитель В. М. Герасимов, д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой сопротивления материалов и механики, Забайкальский государственный университет.

Оптимизация состава и структуры парка грузоподъемных машин контейнерного терминала

Д. В. Зерняев

аспирант кафедры ТиТС, факультет строительства и экологии ЗабГУ, г. Чита

В последние годы Российская Федерация в сфере контейнерных перевозок перешла от стандартных «советских» контейнеров грузоподъемностью 3,5 и 5,0 т к 20-ти и 40-ка футовым контейнерам. Это заставило изменить подход к выбору состава и структуры парка грузоподъемных машин, используемых для обработки контейнеров, а также к транспортной логистике.

Интенсивное развитие контейнерных перевозок транзитом через территорию Российской Федерации вызвало необходимость строительства и развития контейнерных терминалов в морских и речных портах, а также на тяготеющих к ним пунктах железнодорожных магистралей. Оптимизация состава и структуры парка подъемно-транспортного оборудования контейнерных терминалов является весьма актуальной задачей прикладных научных исследований.

Парк современных высокопроизводительных грузоподъемных и погрузочно-транспортных средств должен обеспечивать надежность и эффективность функционирования контейнерных терминалов. Крайне важно способствовать устойчивости развития контейнерных терминалов на перспективу. Наличие необходимого количества грузоподъемных и погрузочно-транспортных средств определяет пропускную способность контейнерных терминалов, а также напрямую влияет на основные их параметры, такие как: суточное количество перерабатываемых контейнеров, время переработки одного контейнера, ёмкость складских площадей.

171

Становление и расширение рынка подъемно-транспортной техники способствовало появлению большого количества разновидностей подъемно-транспортных машин и погрузочно-транс- портных средств с широкими диапазонами значений технических характеристик. Выбор и приобретение средств механизации конкретного контейнерного терминала связаны с необходимостью аналитической оценки предложений рынка и решением задач оптимизации состава и структуры парка грузоподъемных машин и погрузочно-транспортных средств. Технологическое и организационное проектирование, а также организация функционирования контейнерных терминалов в Российской Федерации, как правило, затруднены ограниченными финансовыми возможностями транспортных предприятий.

Приоценкевозможностипримененияразличныханалитических и оптимизационных моделей, нами установлено, что чаще всего для обеспечения точных прогнозных данных в области функционирования грузоподъемных и погрузочно-транспортных средств контейнерного терминала используется имитационное моделирование, как средство совершенствования выполняемых процессов. Его преимущества сказываются на эффективности выбора марок, моделей и количества грузоподъемных и погру- зочно-транспортных средств контейнерного терминала.

Публикации в отечественных и зарубежных источниках о научно-прикладных исследованиях по рассматриваемой тематике не приводят конкретных методических разработок в области обоснования и оптимизации состава и структуры парка грузоподъемных и погрузочно-транспортных средств, пригодных для практического использования на современных контейнерных терминалах Российской Федерации.

Поскольку степень научной разработанности рассматриваемойтематикинедостаточнаоченьважныеинасущныезадачидля отечественных контейнерных терминалов решаются не всегда быстро и эффективно. Это нам позволило сделать вывод об их актуальности.

При решении задач обоснования состава и структуры парка подъемно-транспортного оборудования в рамках контейнерных терминалов возможно применение методов статистической обработки информации о контейнеропотоках, а также методов системного анализа и имитационного моделирования [1; 6].

172

Основу парка грузоподъемных и погрузочно-транспортных средств контейнерных терминалов РФ, как правило, составляют козловые, мостовые и различные стреловые краны на автомобильном, пневмоколесном и железнодорожном ходу, а также напольные средства механизации погрузочно-разгрузочных и складских работ, например, ричстакеры. Козловые, мостовые и различные стреловые краны на автомобильном, пневмоколесном

ижелезнодорожномходуширокоприменяютсядляпогрузки-раз- грузки 20-ти и 40-ка футовых контейнеров, перевозимых на открытом подвижном составе железнодорожного транспорта. Для складирования контейнеров используются, чаще всего напольные средства механизации погрузочно-разгрузочных работ [6].

Поскольку темпы развития перевозок грузов в крупнотоннажныхконтейнерахвесьмавелики,наконтейнерныхтерминалах преимущество отдается козловым кранам грузоподъемностью 20

и40т.Вобщемпаркекрановипогрузочно-транспортныхсредств контейнерных терминалов они занимают более 30 %. Доля объема грузопереработки контейнеров с помощью этих кранов пре-

вышает 60 % [3].

Традиционно расчет потребности во всех видах кранов и по- грузочно-транспортных средств контейнерного терминала осуществляется с учетом статистических характеристик контейнеропотока по методике, приведенной в [1].

Таким образом, перспективы развития механизации погру- зочно-разгрузочных работ на контейнерных терминалах требуют оптимизации состава и структуры расчетного парка кранов

ипогрузочно-транспортных средств, которая выполняется после расчета потребности в кранах и погрузочно-транспортных средствах. Результаты оптимизации, выполняемой методами системного анализа с использованием имитационного моделирования, служат основой для выработки конкретных рекомендаций для проектирования новых и переоснащения действующих контейнерных терминалов.

Список литературы

1.Кузнецов А. Л., Степанов А. Л. Оборудование контейнерных терминалов. СПб.: АОЗТ «Фреш Эйр СПБ», 2001. 102 с.

2.Блинов Э. К.Контейнерымеждународногостандарта.М.:Транс-

порт, 1982. 160 с.

173

3.Тимошин А. А. Комплексная механизация и автоматизация пог­ рузочно-разгрузочных работ. М.: Маршрут, 2003. 398 с.

4.Петухов П. 3. Специальные краны. М.: Машиностроение, 1985.

246 с.

5.Казаков А. П. Технология и организация перегрузочных работ на речном транспорте. М.: Транспорт, 1984. 416 с.

6.Container Terminals and Cargo Systems Design, Operations Management, and Logistics Control Issues. / Kap Hwan Kim, Hans-Otto Günther.

Научный руководитель С. П. Озорнин, д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры транспортных и технологических систем, Забайкальский государственный университет.

Оптимизация объемно-планировочных решений зданий детских садов

В. Т. Григорян1, Д. И. Дудин2, Е. В. Огородников3, К. В. Рудикова4

1, 2, 3, 4 студент СУС-18, факультет строительства и экологии ЗабГУ, г. Чита

В современном строительстве детских дошкольных учреждений оптимизация объемно-планировочных решений занимает одну из ведущих ролей.

Цель исследования – подборка и проверка нестандартных форм здания, которые соответствовали бы нормативному значению коэффициента компактности (Кк) для детских садов.

Коэффициент компактности здания – это отношение общей площадиповерхностинаружныхограждающихконструкцийздания к заключенному в них отапливаемому объему здания. Расчетный показатель компактности здания определяют по формуле

(1)

где – сумма площадей, через которые происходят потери тепла, м2,

V – строительный объем отапливаемых помещений, который заключен в ограждающих конструкциях дома, м3 [2].

Данный коэффициент показывает, как выбранная форма здания влияет на его теплопотери. Поэтому, при проектировании

174

энергоэффективного здания необходимо уделять особое внимание соотношению таких планировочных параметров, как: ширина, длина и высота, периметр наружных стен и отношение площади ограждающих конструкций к единице объема.

Наиболее «выгодной» формой с точки зрения энергоэффективного проектирования является та форма, которая при одинаковом объеме будет иметь наименьшие теплопотери (форма с наименьшей площадью наружной поверхности). Такой формой является сфера (на практике – полусфера). При одинаковом объеме теплопотери здания, форма которого приближена к полусфере, будут на 8 % меньше, чем у здания кубической формы [1].

Все периоды развития структуры объектов дошкольного образования сопровождались высокими требованиями к обеспечению санитарно-гигиенических параметров, безопасности жизнедеятельности, архитектурному облику зданий и эстетике окружающей ребенка среды. В силу именно указанных особенностей объемно-планировочные решения д/с были и остаются крайне неэффективны с точки зрения энергопотребления.

Важно, чтобы все запроектированные д/с соответствовали следующим требованиям, согласно, СП 252.1325800 «Здания дошкольных образовательных организаций»:

−максимально для строительства допускается 3 этажа, причем, на третьем следует располагать помещения только для старших групп, залы для музыкальных и физкультурных занятий, а также прогулочные веранды и служебно-бытовые помещения;

−высота помещений от пола до потолка должна быть не менее 2,8 м;

−разделение здания на секции по групповому принципу, т. е. каждая группа должна иметь полный набор помещений для полноценного нахождения детей в течение всего периода пребывания, не пересекаясь с детьми других групп;

−удобные входы и выходы из здания [3].

Врезультате выполнения этих требований, с точки зрения­ экономии тепла, здания имеют нерациональную форму. Большое количество углов и значительное распространение по площади обусловливают чрезмерную теплоотдачу.

Вданной работе были просчитаны коэффициенты компактности для нескольких нестандартных форм зданий детских садов, которые уже зарекомендовали себя как энергоэффективные.

175

А также для типовых решений, которые применяются в России повсеместно. Варьируя количеством этажей (2 и 3) и их высотой(2,8и3м),былполученнаиболееоптимальныйкоэффициент компактности для каждой формы.

Нарисунках1и2представленыпринятыедлярасчетаформы.

Рис. 1. Формы зданий в плане:

нумерация слева на право а-г

Рис. 2. Формы зданий в плане:

нумерация слева на право а-в

В России оптимальным для детских дошкольных учреждений считается Кк ≤ 0,61. Для наглядности, все расчеты представлены в виде гистограммы на рис. 3.

Рис. 3. Расчеты для каждой формы здания

176

Результаты расчета показали, что коэффициент компактности получился значительно меньше для тех зданий, у которых количествоугловсведенокминимумуилионисовсемотсутствуют.

Напомним, чем меньше коэффициент компактности, тем более эффективную энергозащитную пространственную структуру имеет здание.

Нестандартные варианты форм зданий показали результаты намного лучше в плане компактности и энергоэкономичности, чем привычные типовые проекты.

Наша страна имеет большой потенциал для энергосбережения. Успешное выполнение мероприятий в строительном комплексе зависит от того, насколько быстро внедряется в практику проекти­рования и строительства архитектурно-строительная основа по созданию энергоэкономичных и компактных зданий нового поколения.

Список литературы

1.Дворецкий А. Т., Клевец К. Н. Сравнение показателей энергоэффективности квадратного и прямоугольного в плане жилого одноквар-

тирного дома для юга Украины. URL: https://dbn.co.ua/publ/sravnenie_ pokazatelej_ehnergoehffektivnosti_kvadratnogo_i_prjamougolnogo_v_plane_ zhilogo_doma/4-1-0-513(датаобращения:21.03.2022).Текст:электронный.

2.СП 50.13330.2012. Тепловая защита зданий. М., 2013.

3.СП 252.1325800.2016. Здания дошкольных образовательных учреждений. М., 2017.

Научный руководитель Л. И. Елисеева, доцент кафедры строительства, Забайкальский государственный университет.

Расчет монолитного железобетонного здания с учетом генетически нелинейной

Д. П. Чупров

студент гр. СУС-16, факультет строительства и экологии ЗабГУ, г. Чита

В наше время железобетон является самым распространенным строительным материалом. Здания, выполненные из монолитного железобетона являются многократно статически неопределимыми­ системами, на напряженно-деформируемое состояние несущих конструкций которых влияет перераспределение усилий.

177

Всвязи с тем, что возведение здания осуществляется по­ этапно с многократным изменением конструктивной схемы, для более точных статического и конструктивного расчетов необходимо учитывать генетическую нелинейность.

Генетическаянелинейность–нелинейность,связаннаясэта- пами возведения конструкции, в процессе которых могут устанавливаться или удаляться отдельные элементы системы, прикладываться или удаляться нагрузки, внутренние связи и измененяться жесткостные характеристики материала.

Вкачестве примера был выполнен расчет надземной части 25-этажного многофункционального бизнес-центра «Первая башня» в городе Красноярск с применением системы «МОНТАЖ»

вПК «Лира-САПР».

Основные характеристики рассматриваемого здания: размеры в плане 45х75 м; высота первого этажа 4,5 м, со второго по четвертый – 4,2, остальные – 3,6 м; наибольшая отметка +105,350 м; конструктивная схема – монолитный железобетонный каркас с монолитным перекрытием; колонны сечением

0,5х0,5, 0,5х0,75, 0,5х0,9, 0,5х1,2, 0,5х1,5 м, плита перекрытия толщиной 0,22 м; кровля – плоская эксплуатируемая инверсионного типа; фундамент – свайно-плитный.

Колонны и плиты перекрытия выполнены из бетона В30, стены ядер жесткости – В40.

Для начала был выполнен линейный расчет, когда нагрузка прикладывается одновременно на все элементы здания (рис. 1).

Второй расчет выполнен с учетом генетической нелинейности в системе «МОНТАЖ» (рис. 2).

Возводимое здание разделяется на стадии монтажа, к каждой из которых присваиваются соответствующие монтируемые элементы. Обычно число стадий равно числу этажей. В данном случаепринимаемвозведениечетырехэтажейзаоднустадию(рис.3).

Так как зачастую возведение вышележащих несущих конструкций выполняется не дожидаясь полного набора прочности бетона нижележащих, то необходимо учитывать пониженные характеристики бетона. Для этого система МОНТАЖ позволяет задать коэффициенты к прочности и модулю деформации бетона для каждой стадии, при условии нарастания их значений без понижения. При расчете вычисляются усилия и напряжения, накапливаемые в процессе возведения. Перемещения узлов вычисляются заново для каждой стадии (рис. 4).

178

Рис. 1. Результаты линейного расчета:

а – конструктивная схема здания; б – эпюра изгибающих моментов

Рис. 2. Моделирование стадий монтажа

179

Рис. 3. Расчетные схемы здания для разных стадий монтажа:

а – 1-я стадия; б – 4-я стадия; в – 7-я стадия

Рис. 4. Окно задания групп элементов, для которых учитывается изменение прочности

и модуля упругости

180