Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві

Моделювання роботи сталефібробетонних конструкцій методом скінченних елементів

2025-07-14T08:57:34+00:00

Анотація. У статті розглянуто особливості чисельного моделювання сталефібробетонних конструктивних елементів із використанням методу скінченних елементів (МСЕ). Актуальність дослідження зумовлена потребою в комп’ютерному моделюванні та прогнозуванні напружено-деформованого стану конструкцій із композитних матеріалів, що є необхідним при проєктуванні будівель і споруд. Проведено аналіз підходів до врахування сталевої фібри у чисельному моделюванні, зокрема розглянуто дискретний підхід, за якого фібра моделюється окремими елементами, та гомогенізований, що ґрунтується на усередненні механічних властивостей матеріалу відповідно до складу. Наведено приклади реалізації цих підходів у програмних середовищах ABAQUS, ANSYS і LIRA-FEM. Коректне визначення вихідних параметрів і умов навантаження суттєво впливає на достовірність результатів чисельного моделювання.

Окрему увагу приділено моделюванню нелінійної поведінки матеріалу, зокрема граничних деформацій, процесів утворення та розвитку тріщин, а також прогнозуванню зон локалізації пошкоджень. Проаналізовано результати чисельного моделювання, які узгоджуються з даними експериментальних (стендових) випробувань, зокрема щодо характеру руйнування, залишкової міцності та енергопоглинальної здатності конструкцій зі сталевою фіброю.

З’ясовано, що сталефібробетон характеризується підвищеною тріщиностійкістю, змінює механізм руйнування з крихкого на пластичний і забезпечує збереження несучої здатності після утворення тріщин. Показано, що метод скінченних елементів є ефективним інструментом для кількісної оцінки механічних характеристик сталефібробетонних елементів, зокрема в умовах комбінованого навантаження. Зроблено висновок про доцільність використання МСЕ-моделювання в інженерній практиці для обґрунтування конструктивних рішень за умов використання дисперсного армування в бетонних конструкціях.

Дослідження оптимальної концентрації поліпропіленових фіброволокон у крупнозернистих щебенево-піщаних сумішах, укріплених цементом

2025-07-14T08:57:19+00:00

Останнім часом щебенево-піщані суміші є одним із найбільш широко застосовуваних дорожньо-будівельних матеріалів для влаштування шарів основ дорожніх одягів в Україні. Все частіше під час будівництва, ремонтів та реконструкції автомобільних доріг для їх укріплення застосовуються як мінеральні, так і комбіновані в’яжучі. Одним із шляхів покращення властивостей будівельних матеріалів є їх армування різними фіброволокнами. Аналіз літературних джерел показав, що введення фіброволокон до складу грунтів, зміцнених цементом, а також цементбетонів суттєво покращує фізико-механічні властивості та довговічність цих дорожньо-будівельних матеріалів.

У статті представлено результати виконаного експериментального дослідження стосовно встановлення оптимального вмісту поліпропіленових фіброволокон на фізико-механічні властивості крупнозернистих щебенево-піщаних сумішей, укріплених мінеральним в’яжучим (цементом). Дослідження виконані на крупнозернистій щебенево-піщаній суміші зміцненій цементом у кількості 2 %.

Результатами дослідження встановлено, що для даних сумішей за досліджуваними показниками, а саме міцність на стиск та міцність на непрямий розтяг, оптимальний вміст поліпропіленової фібри довжиною 18 мм становить 0,03 % від маси мінеральної частини суміші. За цих концентрацій показник границі міцності на стиск збільшується на 3,4 %, а міцність на непрямий розтяг збільшується на 35 %. Встановлено, що подальше збільшення концентрації поліпропіленових фіброволокон від оптимального, призводить до негативного впливу на показники, що досліджувалися, та нівелює їх роботу в матеріалі, так як відбувається перенасичення суміші волокном і велика їх кількість збивається в пучки, які нерівномірно розподіляються в суміші та в кінцевому результаті погіршують фізико-механічні показники.

Підготовка енергоаудиторів будівель відповідно до нового професійного стандарту: стан, виклики та перспективи

2025-07-19T22:02:03+00:00

У статті досліджено сучасний стан та тенденції розвитку професійної підготовки енергоаудиторів в Україні, з урахуванням новітніх викликів у сфері енергоефективності, декарбонізації та післявоєнного відновлення. Особливу увагу приділено аналізу професійного стандарту «Енергетичний аудитор будівель», який став базовим орієнтиром для формування навчальних програм, що відповідають вимогам європейської та національної політики у сфері енергоефективності. Розглядаються останні публікації з тематики підготовки енергоаудиторів, які акцентують на потребі міждисциплінарного підходу, гармонізації освітніх стандартів із європейською практикою та впровадженні інноваційних форм навчання.

Центральною темою дослідження є ґрунтовний аналіз діяльності програми TEAD (Trainings for Energy Auditors & Technical Designers), що реалізується за підтримки Європейського Союзу та має на меті формування мережі кваліфікованих фахівців у галузі енергоаудиту. У роботі детально висвітлено ключові компоненти програми TEAD у 2023–2025 роках: розробка навчальних курсів відповідно до професійного стандарту, підготовка тренерів на базі провідних українських ЗВО, проведення сертифікованих тренінгів для енергоаудиторів будівель та процесів, а також впровадження принципів гендерної рівності у навчальному процесі. Проєкт TEAD розглядається як один із найефективніших прикладів міжнародного партнерства у зміцненні людського капіталу, для реалізації цілей сталого розвитку в Україні у співпраці з провідними європейськими та українськими експертами, що підтверджує його актуальність та відповідність сучасним вимогам. Стаття може бути корисною для освітян, дослідників, фахівців сфери енергоефективності, а також для представників державних органів, які відповідають за імплементацію політик з енергетичної модернізації.

Аналітико-теоретичні засади оптимізації організаційних будівельних процесів

2025-07-19T20:07:08+00:00

У сучасних умовах розвитку будівельної галузі спостерігається посилення потреби в комплексній трансформації організаційних процесів, що обумовлено зростанням складності інфраструктурних проєктів, нерівномірністю розподілу ресурсів, динамікою ринку та підвищенням вимог до якості й термінів виконання робіт. Результати аналізу розвитку будівельного ринку України за 2017–2022 роки засвідчили наявність низки структурних диспропорцій, зокрема між плановими обсягами будівельно-монтажних робіт і фактичною реалізацією, а також виявили регіональну асиметрію попиту, що обумовлена соціально-економічними факторами.

В умовах такої нестабільності, ефективне управління будівельною діяльністю потребує використання математичних методів, здатних враховувати багатофакторну природу процесів. Одним із перспективних напрямів удосконалення планування та координації в будівництві є застосування математичного моделювання, зокрема, алгоритмічно-критеріального підходу до параметричної оптимізації. Такий підхід дозволяє формалізовано аналізувати залежності між основними показниками реалізації проєкту: часовими характеристиками, логістикою постачання матеріалів, запасами з фіксованими інтервалами, вартістю робіт, транспортними витратами та обсягами будівельно-монтажних робіт. При цьому, математичне моделювання сприяє не лише підвищенню точності розрахунків, а й дає змогу визначити оптимальні рішення в умовах обмежених ресурсів і змінного зовнішнього середовища. Завдяки системному підходу до аналізу та планування стає можливим ефективніше керувати взаємодією між підрядними структурами, прогнозувати результати реалізації проєктів та знижувати ризики їх зриву.

Таким чином, актуальність дослідження полягає в необхідності розробки ефективного математичного інструментарію для оптимізації організаційно-технологічних процесів у будівництві, що базується на поєднанні методів прикладної математики, системного аналізу та критеріального підходу до управління будівельним виробництвом.

Шляхи повоєнної відбудови транспортної інфраструктури

2025-07-19T22:01:14+00:00

Концепція сталої мобільності почала поширюватися наприкінці 90-х років минулого століття одночасно з концепцією сталого розвитку, і як одна з її складових. Вперше термін «стала мобільність» почав використовуватися у 2000-х роках. Транспортна інфраструктура є головною сполучною ланкою всіх районів міста, забезпечує зв'язок між регіонами та має стати одною з основних рушійних сил у повоєнній відбудові України. Однією з найважливіших тенденцій розвитку міст є перехід до формування сталої транспортної інфраструктури, основними завданнями якої є: зниження попиту на приватний транспорт та стимулювання використання більш енергоефективних та екологічно чистих видів громадського транспорту (тролейбус, трамвай). КП «Сєвєродонецьке тролейбусне управління» ще до початку 2022 року почало впроваджувати концепцію екологічно чистого транспортного перевізника.

Автомобільні мости завжди відігравали стратегічну роль, але під час бойових дій їх значення в транспортному сполученні стало критичним, оскільки вони були частково або повністю зруйновані. Руйнування транспортної інфраструктури, особливо автомобільних мостів, які є основним засобом сполучення для мешканців міста Сіверськодонецьк, оскільки його мешканці мають залізничне сполучення тільки з Лисичанська та Рубіжного, де є залізничні станції. З 2014 року на території Луганської області ведуться бойові дії. Міста Сіверськодонецьк, Рубіжне та Лисичанськ утворюють Лисичансько-Сіверськодонецьку агломерацію, сполучення всередині якої здійснюється двома автомобільними мостами через річки Сіверський Донець та Борова. У 2014 році вони стали непридатними для використання. Проєкти з відновлення автомобільних мостів через річки Сіверський Донець та Борова та прокладання безконтактних тролейбусних маршрутів є дуже важливим фактором відновлення міст регіону та формування сталої транспортної інфраструктури цієї агломерації.

Проблеми експлуатаційної надійності монолітних будівель та споруд при недотриманні вимог послідовного бетонування

2025-07-19T22:00:10+00:00

Одним із найважливіших процесів при зведенні будівлі є послідовне бетонування конструкцій. Але фактично зведення будівлі виконується поступово, отже, на стиках конструкцій виникають зони, де при технологічному процесі виконують перерви в бетонуванні, що призводить до виникнення тонкого шару цементної плівки, який не відповідає технічним характеристикам бетону та повинен бути видалений перед укладанням бетонної суміші наступного шару. Як показує практика, будівельники не завжди виконують дані вимоги, що може призвести до аварійних випадків. У статті наведені випадки, що виявляли автори на будівельних майданчиках.

На одному з будівельних майданчиків був проведений огляд конструкцій, підготовлених до закриття опалубкою та подальшого бетонування. Було зафіксовано, що на поверхні плити перекриття цементна плівка не зачищалася, а на поверхню плити, в зоні перерізу стін, натекло мастило, яким змащували опалубку. В іншому випадку інженер з авторського нагляду зафіксував ситуацію, коли цементна плівка не була зачищена і залишився будівельний бруд. Ще один приклад: бетонування колон на одній з ділянок було призупинено і розкрита опалубка. На поверхні бетону в зоні перерізу колони було виявлено багато залишків після зварювальних робіт й не була зачищена цементна плівка.

У всіх цих випадках після укладання бетонної суміші в конструкцію та її затвердіння умови суцільності бетону не були дотримані. Як показала практика, з часом це може призвести до аварії. Далі, як приклад, наведеноа ситуацію на одній з котелень міста Одеси, де у 2023 році трапилась аварія із руйнацією димової труби. Після огляду зруйнованих частин труби було зафіксовано, що руйнування відбувалося чітко вздовж швів бетонування. Як показало обстеження, однією з причин аварії була відсутність грамотної організації «холодного шва» бетонування.

Отже, під час проведення бетонних робіт важливо забезпечити відсутність перерв під час заливання бетону та забезпечити контроль за виконанням робіт, а також ретельно пояснити інженерам та робітникам важливість підготовки поверхні під час заливання бетону.

Моделювання та розрахунок тришарової складеної оболонки типу “конус-циліндр-конус”

2025-07-19T21:58:31+00:00

У статті наведено результати розрахунку багатошарової конструкції типу “конус-циліндр-конус”, яка знаходиться під дією силового та температурного навантаження. Багатошарові конструкції та системи із них широко застосовуються в різних галузях, де потрібне поєднання кількох властивостей – наприклад, міцності, теплоізоляції, звукоізоляції, стійкості до вологи, вогню тощо. Основними сферами їх використання є будівництво, промисловість, автомобілебудування та авіація, військова та космічна техніка. Розрахунок багатошарових конструкцій має ряд особливостей, що відрізняє його від одношарових систем, оскільки потрібно враховувати взаємодію шарів, їхні фізико-механічні властивості та фундаментальне призначення. Такий розрахунок вимагає урахування анізотропії, міжшарової взаємодії, теплових та механічних навантажень. Для цього створюються складні моделі які дають можливість точніше прогнозувати поведінку та довговічність конструкції. Існує кілька теоретичних підходів до розрахунку багатошарових конструкцій, і вибір теорії залежить від типу конструкції, її товщини, типу навантаження, а також від необхідної точності.

В основу дослідження покладений варіант кінцево-зсувної теорії розрахунку багатошарових пластин та оболонок з урахуванням температури в гіпотезах для поперечних дотичних напружень. На першому етапі дослідження розв’язувалася задача стаціонарної теплопровідності багатошарової оболонки в якій застосована гіпотеза щодо розподілу температури по товщині багатошарового пакету. На основі отриманих характеристик температурного поля, розв’язувалася задача термопружної рівноваги складеної оболонки. Отримані крайові задачі теплопровідності і термопружної рівноваги реалізувалися методом дискретної ортогоналізації.

Як випливає із побудованих графіків, прогини і напруження, які виникають при дії температурного поля, в 4-20 разів перевищують аналогічні величини, які отримані при силовому навантаженні. Це свідчить про те, що визначальним фактором напружено-деформованого стану складеної оболонки є температурний вплив.

Числове моделювання несучого профнастилу із застосуванням еквівалентної ортотропної пластини

2025-07-19T21:55:13+00:00

Профільовані сталеві листи, завдяки своїй високій ефективності за критеріями “вага – жорсткість” і “вага – міцність”, широко використовуються у сучасному будівництві як несучі елементи покрівель, міжповерхових перекриттів і сендвіч-панелей. Особливості їх конструкції зумовлюють яскраво виражену ортотропну поведінку, що потребує спеціальних підходів до числового моделювання. У той час як традиційні об’ємні скінченно-елементні моделі забезпечують високу точність, вони є надмірно ресурсоємними для практичного проєктування в програмних середовищах ЛІРА-САПР та SCAD Office. Це спричиняє актуальну потребу у спрощених, але водночас достатньо точних еквівалентних моделях. У даній роботі запропоновано числово-аналітичну методику заміни профнастилу еквівалентною ортотропною пластиною, яка відтворює основні характеристики згинальної жорсткості профільованого листа в головних напрямках. Віртуальні експерименти в середовищі ЛІРА-САПР дозволили отримати максимальні прогини профнастилу при навантаженні вздовж та упоперек ребер жорсткості, що слугувало базою для розрахунку еквівалентних модулів пружності, коефіцієнтів Пуассона, модуля зсуву та товщини пластини. Верифікація отриманих результатів підтверджує здатність ортотропної моделі адекватно відтворювати не лише деформаційну поведінку, а й дозволяє проводити оцінку міцності профнастилу при типовому навантаженні. Розроблений підхід дозволяє інженерам використовувати у проєктних розрахунках простіші моделі пластин без втрати точності, що цінно в задачах із великою кількістю елементів. Корисність пропонованої моделі буде особливо відчутною при моделюванні великих площ дахових покриттів та при оптимізаційному проєктуванні, де критичними є швидкість і обчислювальні ресурси. Побудована модель дозволяє ефективно оцінювати допустимі навантаження на профнастил за критеріями граничного прогину та міцності з урахуванням варіантів обпирання та довжини прогонів.

Оцінка властивостей крупних заповнювачів із дроблених гірських порід західного регіону України для виготовлення бетонних сумішей

2025-07-20T15:14:21+00:00

У статті досліджено фізико-механічні властивості крупного заповнювача, отриманого шляхом дроблення осадових і магматичних гірських порід, що широко використовуються в будівельній галузі західного регіону України. Було оцінено ключові параметри, такі як щільність, пористість, міцність на стиск та розкол, гранулометричний склад, глинисті та пилоподібні частинки, а також форма зерен, які мають критичний вплив на якість бетонних сумішей. У дослідженні розглянуто п'ять видів заповнювачів різного мінералогічного походження, включаючи гранітні, гравійні, піскові та андезитові матеріали. Виявилося, що їх фізико-механічні властивості залежать не лише від мінералогічного складу, але й від умов формування, методів видобутку та технологічної обробки. Порівняльний аналіз показав, що гранітний щебінь загалом демонструє кращі фізико-механічні характеристики, включаючи високу міцність, низький вміст шкідливих домішок та оптимальний гранулометричний склад, що забезпечує рівномірний розподіл напружень у бетоні та сприяє довговічності конструкцій. Водночас інші види заповнювачів можуть бути конкурентоспроможними завдяки своїй економічній доцільності та доступності, що робить їх ефективною альтернативою для різних класів бетону залежно від вимог проекту. У дослідженні також враховуються екологічні аспекти використання місцевої сировини, що сприяє зменшенню вуглецевого сліду будівництва за рахунок зниження логістичних витрат та раціоналізації використання природних ресурсів. Крім того, розглянуто можливості підвищення ефективності використання заповнювачів шляхом їх модифікації, зокрема використання поверхневих обробок для покращення адгезії до цементного каменю. Представлені результати мають практичне значення для оптимізації складу бетонних сумішей, розробки нормативних вимог до якості заповнювачів та підвищення технологічності бетонних конструкцій. Результати дослідження можуть бути використані проектними організаціями, виробниками бетонних виробів та будівельними компаніями для підвищення ефективності виробництва, забезпечення довговічності будівельних проектів та зменшення впливу будівельної галузі на навколишнє середовище

Дослідження роботи фібробетону при використанні різних армуючих волокон

2025-07-20T15:22:32+00:00

У статті наведено результати експериментального дослідження механічної поведінки фібробетону при використанні різних типів дисперсного армування, зокрема сталевих та поліпропіленових волокон. Основною метою дослідження є оцінка впливу виду та вмісту фібри на міцність при стиску, розтяг при згині, а також тріщиностійкість у режимі експлуатаційного навантаження. До основних переваг конструкцій на основі фібробетонів належать: зменшення трудовитрат на традиційні арматурні роботи, суміщення технологічних операцій процес приготування, армування, укладання та ущільнення відбувається одночасно.

Експериментальна програма побудована на основі математичного планування, що дало змогу скоротити обсяг випробувань і забезпечити достовірність отриманих результатів. Встановлено, що введення фібри суттєво підвищує пластичність і довговічність бетону, особливо за дії згинальних і циклічних навантажень. Показано, що комбіноване армування (сталевими та синтетичними волокнами) створює синергетичний ефект, який покращує здатність бетону до перехоплення тріщин і підвищує міцність його руйнування.

Застосування поліпропіленових волокон сприяє зменшенню водопроникності та покращує поведінку бетону в агресивному середовищі. Отримані результати підтверджують доцільність використання фібробетону як ефективного матеріалу для влаштування жорсткого дорожнього одягу та інших конструкцій, що працюють в умовах інтенсивного навантаження і несприятливого впливу зовнішнього середовища.

Збільшення вмісту фібри призводить до збільшення міцності при згині у всі терміни твердіння та має екстремальний характер, це свідчить про певні оптимальні витрати стальної фібри (80…100 кг) та поліпропіленової (2…3 кг). Комбіноване застосування сталевої та поліпропіленової фібри дозволяє підвищити коефіцієнт ефективності дисперсного армування (співвідношення міцності на розтяг при згині до міцності при стиску.

Аналіз нормативних вимог щодо проєктування перетинів з урахуванням безпекових умов у міському середовищі

2025-07-20T16:56:14+00:00

У статті наведено результати дослідження, щодо відмінності параметрів і елементів перетинів у населених пунктах під час проєктування або реконструкції, які нормуються законодавчими актами та різними будівельними нормами України. Підіймається проблематика неузгодженості нормативної літератури з Державними законами, правилами та стратегіями, які під час виконання проєктно-кошторисної документації викликає апріорі помилку у розробленні об’єктів вулично-дорожньому середовищі у населених пунктах різної величини (найкрупніших, крупніших; великих, середніх та малих міст, а також селищних населених пунктах). Проаналізовано наукові праці провідних вітчизняних вчених, які займаються постійними дослідженнями у містобудівній сфері та систематично підіймають питання аварійності на вулицях та дорогах населених пунктів. В дослідженні виявлено основні напрямки, які забезпечують обов’язкові безпекові умови для покращення проєктування та реконструкції перехресть на шляхах руху водіїв приватного транспорту, громадського (зокрема таксі) та спеціалізованих транспортних засобів. В статті зосереджено увагу до такого параметру, як «трикутник видимості», який є вкрай вагомим під час розроблення проєктної документації. Виявлені напрямки та вимоги з яких формується цей параметру та наведені різні нормативні джерела, які є обов’язковими під час проєктування та реконструкції. Зроблено систематизацію та детальний опис з кожного напрямку, який детально описується. Показана головна невідповідність до вимог максимальної швидкості руху на вулично-дорожній мережі, що призводить до потенційних дорожньо-транспортних пригод на перетинах у містах і селищах. Наведено чітку аргументацію, які наслідки можуть бути без гармонізації нормативно-правовими актами з будівельними нормами України.

Наукові підходи до оцінки енергоефективності будівель

2025-07-20T17:10:16+00:00

У роботі розглянуто актуальні наукові підходи до визначення енергоефективності будівель у сучасних умовах. Це стає все більш важливим завданням у контексті сталого розвитку та глобального переходу до використання енергоощадних технологій. Зростання вимог щодо зменшення споживання енергетичних ресурсів та покращення якості середовища всередині будинків зацікавлюють застосування новаторських методик у сфері енергетичного моделювання та аналізу. У роботі проаналізовано ключові методи, серед яких математичне моделювання - ефективний спосіб прогнозування енергоспоживання будівель, що базується на створенні детальних фізичних моделей теплових і енергетичних процесів. Це дозволяє враховувати конструктивні особливості будівлі, кліматичні умови, режими експлуатації тощо.

На особливу увагу заслуговує застосування штучного інтелекту і його алгоритмів машинного навчання в технологіях глибокого навчання та штучних нейронних мереж. Це дозволяє автоматично обробляти великі обсяги даних з сенсорів та систем моніторингу і дистанційного зондування. Такий підхід сприяв покращенню точності прогнозувань та адаптивності моделей до реальних умов. Крім цього, досліджено сучасні методи оцінки енергоефективності на основі порівняльного аналізу фактичного енергоспоживання з прогнозованими показниками. У статті детально розглянуто можливості використання дистанційного зондування Землі для виявлення теплових втрат, дефектів у конструкціях та оцінки енергетичного стану будівель на основі інформаційних матеріалів, отриманих за допомогою супутникових або аерофотознімків.

Особлива увага приділялася поширенню використання технологій моделювання інформаційних систем будівництва (Building Information Modeling, BIM) разом з методами аналізу життєвого циклу (Life Cycle Assessment, LCA), що дозволяють оцінити енергоефективність на всіх етапах життя будинку - від концепційного стадіону через проектування та будівництво до експлуатаційного перебування та ремонту.

Обговорено можливості подальшого розвитку вищезазначених підходів у контексті цифрової трансформації будівельної галузі. Це включає у себе впровадження “розумних” систем управління будинками (Smart Building Systems), інтеграцію з Internet of Things (IoT) та важливість дотримання сучасних європейських та міжнародних стандартів щодо енергоефективності

Вплив технічних умов виробництва на механічні властивості 3D друкованих полімерних елементів

2025-07-20T17:20:21+00:00

У даній статті представлено результати дослідження впливу виробника полімерної нитки на механічні характеристики зразків, виготовлених методом FDM (Fused Deposition Modeling) 3D-друку. Метою роботи було визначення залежності міцнісних властивостей надрукованих деталей від якості сировини різних виробників філаменту при використанні однакових параметрів друку. В експерименті використано чотири групи зразків одного типу і розміру, надруковані з філаменту від різних виробників на одній і тій самій 3D-принтерній установці з фіксованими технологічними параметрами.

Проведено механічні випробування на розтяг повздовжньою силою на універсальній випробувальній машині МИ-40КУ з фіксацією показників напружено-деформівного стану зразка. З метою кількісної оцінки механічної міцності визначено межу пружності та текучості при розтягуванні, модуль Юнга, пружну та пластичну деформацію в зоні текучості. Отримані результати засвідчили істотну варіативність механічних властивостей залежно від постачальника філаменту, що зумовлено відмінностями у складі полімеру, ступені висушування, домішках та технології виготовлення філаменту.

Дослідження демонструє критичне значення вибору якісного матеріалу при проєктуванні та виготовленні відповідальних деталей методом FDM-друку. Отримані дані можуть бути використані користувачами 3D друку, для яких важливо в своїй роботі підібрати не лише необхідний вид філаменту, а й навіть виробника продукт якого задовільнить його потреби при виготовленні відповідальних деталей. Отримані результати демонструють важливість попереднього тестування матеріалів перед їх використанням у відповідальних виробах. Крім того, графіки навантаження й деформації підтвердили аналітичні спостереження та дозволили глибше зрозуміти поведінку кожного типу зразків під впливом силових навантажень.

Вплив меленого доменного шлаку та пластифікуючої добавки на міцнісні властивості дорожнього бетону

2025-07-21T19:01:22+00:00

У статті наведено результати впливу різних дозувань поліакрилатного суперпластифікатору Dynamon SP 1 останнього покоління в широкому діапазоні концентрацій на міцністні властивості дорожнього цементобетону на основі портландцемента з частковою заміною меленим доменним шлаком. Для порівняння міцністних властивостей також досліджено цементобетон на основі портландцементу без заміни меленим доменним шлаком і з додаванням поліакрилатного суперпластифікатору Dynamon SP 1 в такому ж діапазоні. Проведено аналіз експериментальних досліджень зміни міцностей при стиску та розтязі при згині будівельного розчину на основі портландцементу з частковою його заміною молотим доменним шлаком в діапазоні від 0 % до 20 %. Зроблено висновок про те, що заміна портландцементу в кількості 10-14 % молотим доменним шлаком є цілком прийнятною, що обумовлено помірним зниженням міцністних показників. Встановлено концентрацію акрилового суперпластифікатору Dynamon SP 1, яка відповідає максимуму міцностей при стиску та розтязі при згині цементобетону на основі портландцементу без часткової заміни молотим доменним шлаком. Така концентрація становить 1 % для міцності при стиску та 1,25 % для міцності розтягу при згині. Також визначено концентрації суперпластифікатору Dynamon SP 1 які забезпечують максимальні міцності при стиску та розтязі при згині цементобетону на основі портландцементу з частковою заміною його молотим доменним шлаком. Виявилось, що сама величина максимуму з використанням портландцементу з частковою заміною молотим доменним шлаком дещо менша, у порівнянні з максимумами при використанні портландцементу без часткової заміни молотим доменним шлаком: для міцності при стиску на 3-10 % та для міцності розтягу при згині на 6-9 %, залежно від кількості в’яжучого. Також встановлено, що дещо відмінною є концентрація суперпластифікатору, яка відповідає максимуму міцності розтягу при згині цементобетону на основі часткової заміни портландцементу у порівнянні з цементобетоном на основі портландцементу без часткової заміни. Величина цієї концентрації складає 1,1 %

Чисельне моделювання деформування армованих дерев’яних балок з цільної та клеєної деревини

2025-07-21T19:17:50+00:00

У статті розглядаються результати чисельного моделювання деформування дерев’яних балок з клеєної та цільної деревини, виконаного за допомогою програмного комплексу ЛІРА-САПР 2024 R2.3, що використовує метод скінчених елементів (МСЕ). Визначено можливість застосування цього програмного комплексу для проектування армованих конструкцій з деревини, що є актуальним питанням для реконструкції та підсилення будівельних елементів. Моделювання дозволяє детально аналізувати напружено-деформований стан конструкцій, прогнозувати їх поведінку під навантаженням, а також порівнювати результати з експериментальними дослідженнями та традиційними деформаційними методиками. Процес моделювання був здійснений з урахуванням ортотропії деревини, для чого використовувалися об'ємні скінчені елементи, що описують механічні характеристики матеріалу. Зокрема, для деревини були враховані модулі пружності вздовж та впоперек волокон, а також коефіцієнти Пуассона, визначені експериментальними шляхами. Для армованих елементів використовувалися аналогічні елементи, що моделюють вуглецеву стрічку та сталеву арматуру. Отримані результати чисельного моделювання були порівняні з даними експериментальних досліджень та результатами, отриманими за допомогою деформаційної методики. Статистичний аналіз показав, що чисельне моделювання в ПК ЛІРА-САПР має середнє відхилення від експериментальних даних на рівні 21% для балок з клеєної деревини та 6,5% для деформаційної методики. Для армованих балок відхилення становить 29% для МСЕ і 7,3% для деформаційної методики. Результати чисельного моделювання показали, що програмний комплекс ЛІРА-САПР дозволяє точно визначати напруження та деформації дерев’яних конструкцій, однак деформаційна методика продемонструвала кращу точність для армованих елементів. Статистичний аналіз підтвердив, що обидва підходи є ефективними для проектування, зокрема для армованих конструкцій з деревини, при цьому деформаційна методика є більш точною в умовах підвищеного навантаження. Визначено, що для проектування армованих дерев’яних конструкцій обидва підходи можуть бути використані в залежності від вимог до точності та швидкості моделювання

Дослідження зміни механічних характеристик під впливом ультрафіолету у жорстких пінополіуретанах

2025-07-21T19:36:38+00:00

У статті досліджено вплив ультрафіолету (сонячного світла), як деградуючого фактору, на зміну механічних характеристик жорстких пінополіуретанів (ППУ). Експериментальні дослідження проводилися для зразків, отриманих у лабораторних умовах. Пінополіуретан одержували способом заливки двокомпонентної суміші поліол-поліізоціанат з ваговими частками компонентів 1:2. Описано зовнішній вигляд ППУ.

Механічні характеристики визначали за результатами випробувань дослідних зразків на стиснення методом статичного навантаження. За діаграмами навантаження при статичному стиску визначено модуль Юнга, границю пропорційності, границю пластичності та відносну залишкову деформацію через 5 хвилин після розвантаження зразка. Дослідження проведені для двох серій зразків, одна з яких була свіжовиготовленою та без впливу ультрафіолетового випромінювання, а друга серія зразків піддавалася впливу ультрафіолетового випромінювання протягом трьох місяців. За результатами порівняння двох серій зразків встановлювлено зміни механічних характеристик жорстких поліуретанових пін, спричинені впливом УФ-випромінювання.

Оцінено стан поверхні поперечного перерізу зразка, опроміненого УФ-випромінюванням, і виявлено, що внутрішня частина зразків, опромінених УФ-випромінюванням, на відміну від зовнішньої поверхні, не зазнала пожовтіння матеріалу, що може свідчити про збереження хімічної структури пінополіуретану та його компонентів у внутрішніх шарах матеріалу. Визначено товщину деградованого поверхневого шару піни внаслідок впливу ультрафіолетового випромінювання протягом 3 місяців.

Встановлено, що вплив УФ-випромінювання (тривалість впливу 3 місяці) викликає незначну, але не критичну зміну механічних характеристик жорстких пінополіуретанів. Однак рекомендується захищати елементи ППУ від тривалого впливу ультрафіолетового світла, щоб запобігти його деградації, зберегти функціональні властивості та запобігти передчасному старінню

Числовий аналіз міцності та жорсткості багатопустотної плити зі швидкотверднучого високоміцного бетону

2025-07-23T20:03:15+00:00

Швидкотверднучий високоміцний бетон поєднує високу ранню міцність із підвищеною щільністю структури, що робить його перспективним матеріалом для ефективного виробництва збірних залізобетонних конструкцій. У статті наведено результати числового моделювання напружено-деформованого стану залізобетонної багатопустотної плити із використанням об’ємної скінченно-елементної моделі, реалізованої в програмному комплексі ЛІРА-САПР. На відміну від традиційних підходів, заснованих на застосуванні пластинчастих скінченних елементів, у роботі побудовано повноцінну об’ємну модель, яка враховує реальну геометрію порожнин і дозволяє більш точно описати локальний розподіл напружень у бетонному тілі конструкції. З огляду на складну топологію плити, сітку скінченних елементів формували за допомогою комбінованого підходу. При тріангуляції моделі одночасно використовували шестивузлові та восьмивузлові об’ємні скінченні елементи, що дозволило зберігати баланс між точністю опису і обчислювальною ефективністю. При цьому було застосовано фізично нелінійні універсальні просторові скінченні елементи, а деформаційні властивості бетону описано експоненціальним законом деформування. Попередньо напружена робоча арматура моделювалась універсальними просторовими стержневими скінченними елементами, а її механічні властивості описувались діаграмою Прандтля. За результатами розрахунку визначено характер розподілу внутрішніх зусиль, прогинів та напружень, зокрема в області дії максимального згинального моменту та в зонах анкерування арматури. Установлено орієнтовне значення максимального корисного навантаження, при якому конструкція досягає граничного стану за жорсткістю, задовольняючи при цьому умови міцності. Оцінку міцності виконано за критерієм Кулона-Мора, що дозволило врахувати складний напружений стан, а також характерну для бетонів нерівність меж міцності при розтягу та стиску.

Утеплення будівель із фасадами складної конфігурації

2025-07-23T20:03:12+00:00

Проведення енергоефективних заходів суттєво знизить навантаження на енергосистему країни, особливо в опалювальний період, бо дозволить істотно знизити втрати через оболонку та комунікації. Ріст тарифів є потужним стимулом для проведення комплексної термомодернізації будівель.

Заходи з енергоефективності не лише економлять кошти, але й сприяють підвищенню комфорту термомодернізованих будівель. провідну роль у цьому відіграє утеплення огороджувальних конструкцій. Насамперед, це зовнішні стіни, покриття і перекриття. При плануванні заходів з утеплення важливо дотримуватись актуальних норм і стандартів. За статистикою у значній кількості модернізованих будівель застосовано «конструктивну схему збірної системи з опорядженням легкими тонкошаровими штукатурками».

Для даної технології важливе значення має рівність поверхні, яка не завжди присутня. Існуючі будівлі зводились у різні часові періоди. Для надання їм архітектурної унікальності було застосовано різні технології і варіанти. Коли такі фасади утепляють, виникає деяка складність. У деяких випадках це збільшує вартість робіт, бо зростає потреба у матеріалах. Деколи підготовка основи вагомо збільшує тривалість і трудомісткість.

Базово можна виділити три типи виступаючих форм на цегляних фасадах будівель різного періоду будівництва:

- фігурна цегляна кладка із дрібномасштабними (до 10 см) декоративними елементами. Зустрічається переважно на будівлях, зведених у радянський період, і представлений, як правило, у формі простих геометричних орнаментів.

- фігурна цегляна кладка, притаманна переважно історичним спорудам минулих століть. Значна кількість таких об'єктів може мати статус пам'ятки архітектури. Проведення реноваційних робіт на подібних об'єктах завжди вимагає індивідуального підходу, зумовленого їхнім архітектурним та історичним значенням, і тому не є предметом детального аналізу в рамках поточного дослідження.

- включає будівлі, переважно громадського призначення, що мають на фасадах пілястри та контрфорси (або псевдоконтрфорси). Третій тип буде об’єктом наших досліджень.

Особливості проєктування складу литих асфальтобетонів

2025-07-23T20:03:11+00:00

Литі асфальтобетонні суміші та литий асфальтобетон суттєво відрізняються від традиційних гарячих сумішей та асфальтобетонів як гранулометричним складом та номенклатурою показників, які використовують для оцінки якості, так і технологією виготовлення на заводі, транспортування на дорогу та укладання в дорожнє покриття. Ці особливості литого асфальтобетону повинні враховуватися під час проектування його складу. Однією з операцій, що виконуються під час проектування складу мастичного асфальтобетону, є виготовлення зразків з подальшим встановленням фізико-механічних показників якості та порівнянням отриманих результатів з нормативними вимогами. На відміну від традиційних гарячих асфальтобетонів, проектування яких базується на показниках міцності, оптимальний вміст бітуму у складі литого асфальтобетону зазвичай визначають за показниками залишкової пористості та експлуатаційної пластичності. В статті розглянуто методику визначення оптимальної кількості бітуму з врахуванням показників експлуатаційної та технологічної пластичності. Проєктування складу здійснено на прикладі литої асфальтобетонної суміші ЛАБС-10, виготовленої на бітумі марки БНД 35/50. За отриманими даними встановлено, що оптимальна кількість бітуму становить 11 %, а температура приготування суміші - 180 - 200 ºС. У разі врахування експлуатаційної пластичності литого асфальтобетону, яку визначено за показником вдавлення штампа, оптимальна кількість бітуму повинна бути зменшена до 9 %, а температуру приготування суміші необхідно підвищити до 220 - 240 °С. Виходячи з результатів оцінки технологічної пластичності, визначеної за методом Люєра, за температури 200 - 230 °С розглянута суміш є занадто жорсткою, що унеможливлює її розтікання в процесі укладання в дорожнє покриття. Беручи до уваги три основні показники якості мастичного асфальтобетону, такі як залишкова пористість, експлуатаційна та технологічна пластичність, встановлено, що оптимальними параметрами приготування та укладання литої асфальтобетонної суміші ЛАБС-10 є 10 % бітуму марки БНД 35/50, та технологічні температури в інтервалі від 235 до 270 °C. Під час проектування складу литих асфальтобетонних сумішей необхідно враховувати значення технологічної пластичності, оскільки такий підхід дозволяє забезпечити технологічність конструкції дорожнього одягу та відповідність фізико-механічних показників нормованим значенням.

Параметризм як стиль в архітектурі та дизайні: концепція, методологія, комп’ютерний інструментарій та перспективи розвитку

2025-07-23T20:03:10+00:00

У роботі досліджено взаємозв’язок тріади основних методологічних засад параметризму, як сучасного стилю в дизайні, окреслено ряд нових перспектив для розвитку параметричного стилю.

Визначено концепцію стилю параметрики. Концепція подана архітектурно-дизайнерською системою, у якій всі елементи та комплекси є гнучкими і підпорядковуються параметричній логіці. Основним інструментом для досягнення такої логічної гнучкості є алгоритмізація функціональних зв’язків між множиною параметрів всіх окремих складових процесу дизайн-проєктування. Методологія стилю параметризму сформована за принципом побудови природних систем, у яких форми є результатом взаємодії факторів, що організовують складні та ніби розрізнені елементи у цілісну структуру.

Проведено аналіз найбільш популярних комп’ютерних програм стосовно можливостей параметричного моделювання 3D-об’єктів. На основі аналізу здійснено класифікацію програм за ефективністю їх застосування як інструментів формування параметричного стилю в різних галузях дизайну.

До перспективних напрямів розвитку параметричного стилю в дизайні було віднесено наступні складові: застосування генеративного дизайну на основі ШІ; біонічний та адаптивний дизайн; інтеграція параметричного дизайну в створення динамічних віртуальних середовищ AR/VR; роботизоване та цифрове виробництво; активне впровадження клімат-орієнтованого дизайну. Їх розвиток відкриє нові можливості для стилю параметрики за рахунок перенесення проєктованих об’єктів у віртуальний простір, цифрової симуляції впливу параметрів розробки на якісні характеристики дизайнерських рішень.

Особлива увага приділена дискретно-воксельному параметричному дизайну як новому підходу до параметричного моделювання. Його основна ідея полягає у тому, що складні форми описуються не традиційними параметричними кривими чи поверхнями, а дискретними елементами – вокселями. Завдяки такому представленню об’єктів кожен воксель може нести окремий набір параметрів, що забезпечує більш детальне і гнучке моделювання складних та адаптивних структур у будь-якій галузі дизайн-проєктування.

Сендвіч-панелі з базальтовим, мінераловатним і пінополістирольним утеплювачем: порівняльний аналіз властивостей на основі експериментальних досліджень

2025-07-24T12:05:43+00:00

У статті досліджено конструктивно-технологічні особливості застосування стінових сендвіч-панелей із базальтовим утеплювачем з урахуванням сучасних вимог до енергоефективності, пожежної безпеки та механічної міцності. Проведено порівняльний аналіз ключових фізико-механічних характеристик трьох основних типів утеплювачів, що найчастіше використовуються в сендвіч-панелях: базальтового волокна, мінеральної вати та пінополістиролу. Проведено узагальнення та систематизація результатів експериментальних досліджень щодо теплофізичних, міцнісних, вогнестійких та технологічних властивостей сендвіч-панелей. Особливу увагу приділено аналізу поведінки матеріалів при підвищених температурах, що є критично важливим для запобігання поширенню вогню у разі пожежі. Огляд літератури показує, що базальтові утеплювачі демонструють найвищу вогнестійкість і стабільні теплофізичні властивості при температурах до 300 °C, особливо у поєднанні з неорганічними або геополімерними зв’язувальними, а також високу міцність на згин і стиск. Встановлено, що мінеральна вата має добрі теплозахисні характеристики, однак її міцність та температурна стабільність є нижчими. Пінополістирол, хоч і демонструє задовільну теплопровідність при низьких температурах, втрачає свої властивості при нагріванні вище 60 °C. У сукупності ці дослідження дозволяють обґрунтовано оцінити конструктивні обмеження і переваги кожного типу утеплювача з точки зору довговічності, безпеки та енергоефективності. Отримані результати порівняння є корисними для вдосконалення конструкції сендвіч-панелей, правильного вибору утеплювача залежно від умов експлуатації та підвищення загальної ефективності й безпеки будівель.

Ефективне планування розкладу для автобусних маршрутів із зоною накладання

2025-07-24T12:05:41+00:00

У статті розглядається оптимізація розкладів громадського транспорту з метою зменшення часу очікування пасажирів та підвищення ефективності перевезень. Ефективне планування є особливо важливим для міського транспорту, де затримки та великі інтервали між рейсами призводять до переповнення транспорту та незадоволеності користувачів. Для вирішення цих проблем необхідне використання сучасного математичного моделювання та алгоритмічних підходів. У межах дослідження було проаналізовано різні методи оптимізації, зокрема зосереджено увагу на жадібному алгоритмі, що спочатку привернув увагу через свою назву. Незважаючи на простоту, цей алгоритм продемонстрував значний потенціал для вирішення задач розкладу, оскільки приймає оптимальні рішення на кожному етапі. Було проведено аналіз реалізації цього підходу та порівняння з традиційними методами планування. Ключовим внеском дослідження є розробка оптимізаційної структури, яка інтегрує жадібний алгоритм у процес формування розкладів громадського транспорту. Запропонований метод дозволяє ефективно коригувати час прибуття автобусів і мінімізувати інтервали між послідовними транспортними засобами. Важливою складовою є програмна реалізація, яка забезпечує підтримку структури в реальному часі та дає змогу формувати оптимізовані розклади.

Для перевірки запропонованого підходу було проведено експериментальні дослідження на автобусних маршрутах міста Луцька. Результати показали зменшення середнього часу поїздки на 30% порівняно з традиційним плануванням. Оптимізовані розклади також сприяли рівномірнішому розподілу пасажирів, зниженню рівня завантаженості транспорту та підвищенню надійності обслуговування. Дослідження надає цінні рекомендації для міського транспортного планування, демонструючи потенціал алгоритмічної оптимізації. Перспективними напрямами подальших досліджень є врахування динамічних змін попиту та інтеграція мультимодальних транспортних мереж у стратегії формування розкладів.

У розділі «Вступ» наведено аналіз джерел, сформульовано мету й завдання; у «Матеріалах та методах» описано оцінку невизначеності та чисельну реалізацію; у «Результатах та обговоренні» подано статистику симуляцій і приклад на реальних даних; у «Висновках» підкреслено універсальність та практичну цінність розробленого алгоритму.

Баєсівський підхід до оцінки діаметра кіл за довжиною хорд

2025-07-24T12:05:39+00:00

У стереології та матеріалознавстві часто доводиться відновлювати тривимірні геометричні параметри частинок за двовимірними зрізами; класичні роботи [1], [2] та [3] описують відповідні статистичні принципи, але питання надійної оцінки діаметра кола за довжинами хорд залишається відкритим для малих вибірок і нерегулярних даних. В даній статті був реалізований простий баєсівський метод, що дає точну оцінку діаметра, кількісно описує невизначеність і супроводжується відкритим Python-кодом. За апріорний розподіл узято неінформативний розподіл Джеффріза; імовірність спостерігати конкретну хорду задано простою геометричною формулою; послідовне застосування правила Байєса приводить до степеневого апостеріорного розподілу, з якого легко отримати точкову оцінку та 95 % довірчий інтервал. Метод перевірено 10 000 Монте-Карло симуляціями: випадково «нарізані» кола з істинним діаметром 0,100 мм дали середню оцінку 0,101 ± 0,0002 мм, зміщення 1 % і стовідсоткове покриття довірчого інтервалу; додаткове адаптивне скорочення області інтегрування зменшило час обчислень на 40 %. Отже, запропонований підхід поєднує математичну коректність і просту реалізацію, працює з малими вибірками та не потребує спеціалізованого ПЗ, а отже придатний для нанотехнологій, біомедичних досліджень пористих тканин та інших сфер, де пряме вимірювання діаметра недоступне чи дороге.

Дослідження впливу споживчих властивостей горизонтальної розмітки на безпеку дорожнього руху

2025-07-24T12:05:38+00:00

У статті наведено інформацію щодо стану безпеки дорожнього руху в Україні. Дорожній рух, в якому безпосередньо беруть участь людина, автомобіль і дорога, відбувається в середовищі, що сформувалося. Безпека дорожнього руху – одна з найзлободенніших проблем нашого часу. Щоб запобігти значній частині дорожньо-транспортних пригод на дорогах, необхідне влаштування якісної та своєчасної дорожньої розмітки. Дорожня розмітка є ефективним засобом організації руху транспортних засобів, що сприяє підвищенню безпеки дорожнього руху, зниженню кількості дорожньо-транспортних пригод, збільшенню швидкості руху автомобілів та пропускної спроможності автомобільної дороги. Дорожня розмітка відіграє ключову роль у формуванні поведінки водіїв на дорогах. Чіткі та видимі лінії допомагають водіям краще орієнтуватися, розуміти межі своїх смуг та дотримуватися правил руху.

У статті сформульовані функціональні цілі дорожньої розмітки та представлена модель впливу дорожньої розмітки на водія транспортного засобу, а також сформульована та представлена схема споживчих властивостей горизонтальної дорожньої розмітки. Споживчі характеристики горизонтальної дорожньої розмітки – сукупність цільових, критеріальних і оціночно-вимірювальних показників, зформованих з урахуванням її функціональних цілей, з урахуванням інтересів її користувачів, на всіх етапах її життєдіяльності. Основні функціональні цілі дорожньої розмітки – забезпечення активної безпеки, інформування учасників руху, естетичність, екологічність, економічність, функціональна довговічність, технологічність будівництва.

Для забезпечення безпечних умов руху необхідно здійснювати систематичний контроль якості дорожньої розмітки та застосовуваних матеріалів з метою своєчасного виявлення невідповідності встановлених параметрів нормативним вимогам.

Особливості методики інтеграції інженерних мереж з тепловим насосом у будівлю в долині річки Сапалаївки у Луцьку

2025-07-25T19:49:28+00:00

Аналіз літературних джерел показав стійкі тенденції: технічного і технологічного розвитку інженерних мереж в напрямку використання розумних і інтелектуальних технологій; ріст вимог до енергоефективності і екологічності інженерних мереж та об'єктів будівництва, в які ці мережі інтегруються. Проаналізовано приклади гідроморфологічної трансформації міських річок. Зроблено висновок про важливість збереження екосистеми Сапалаївки для Луцька.

Проаналізовано особливості існуючого урбаністичного ландшафту Луцька навколо річки Сапалаївки. Детальніше проаналізовано стан ділянки рекреаційної зони Сіті-парку у долині цієї річки. Відзначено нові зміни урбаністичного ландшафту південного схилу: його укріплено залізобетонною стіною з контрфорсами. Біля схилу заплановано будівництво громадської будівлі з інтеграцією інженерних мереж з тепловим насосом.

Розроблено удосконалену методику досліджень, яка передбачає різнобічний аналіз характеристик об'єкта досліджень. Аналізуються містобудівний, екологічний, соціально-економічний, архітектурно-будівельний аспекти. Такий науковий підхід дозволяє досягти в процесі проєктування найбільш збалансованих технічних рішень. Їх впровадження сприятиме досягненню кращих результатів з інтеграції інженерних мереж у об'єкти будівництва. Результати проєктування отримані в програмному середовищі Uponor. Для проведення аналізу в межах розробленої методики пропонується залучати відомі методологічні підходи. Залежно від потреб аналізу вони можуть бути різної математичної складності: від принципів SWOT-аналізу до методів аналізу та/або оптимізації з отриманням цільових функцій. Оптимізацію рекомендується проводити в один етап (визначати цільову функцію залежно від факторів, що є показниками аспектів) або у два етапи (коли показники аспектів також визначаються як цільова функція від факторів у складі кожного аспекту). Розроблену методику рекомендується використовувати як методичний підхід до вирішення складних проєктних рішень з інтеграції інженерних мереж в об'єкти будівництва. Вона покращує узгодженість таких рішень з містобудівними і екологічними вимогами до урбаністичного ландшафту.

Інтеграція скла в архітектуру та розвиток урбаністичного простору міст

2025-07-25T19:49:25+00:00

У статті розглядаються основні напрями інтеграції скла в сучасну архітектуру та його вплив на розвиток урбаністичного простору міст. Скло, як універсальний і водночас складний архітектурний матеріал, відіграє важливу роль у формуванні нової естетики, функціональності та екологічності будівель, особливо в умовах зростаючої щільності міського середовища. Його застосування дозволяє забезпечити прозорість, легкість конструкцій, покращення природного освітлення та візуальне розширення простору, що відповідає викликам сучасного міського планування.

Акцентується увага на архітектурних тенденціях XXI століття, зокрема на поширенні скляних фасадів, дахів, перегородок та інших конструктивних елементів у житлових, громадських, адміністративних та інфраструктурних спорудах. Проаналізовано приклади з провідних світових мегаполісів, таких як Лондон, Нью-Йорк, Шанхай, а також українських міст – Києва, Львова, Харкова – де архітектура зі значною часткою скляних елементів сприяє оновленню міського середовища, створенню відкритого, світлого, інтерактивного простору.

Особлива увага приділяється питанням енергоефективності та сталого розвитку. Зазначено, що застосування новітніх технологій у виробництві скла (енергозберігаючі, селективні, мультифункціональні скла, триплекс, склопакети з інертним газом) сприяє зниженню енергоспоживання будівель, підвищує їх теплову ізоляцію, зменшує вуглецевий слід та відповідає принципам зеленої архітектури. Скляні конструкції також відкривають широкі можливості для інтеграції відновлюваних джерел енергії – фотогальванічних панелей, активних фасадів та сонячних батарей.

Розробка нової технології визначення параметрів зчеплення колеса автомобіля з дорожнім покриттям

2025-07-25T19:49:23+00:00

Зчіпні властивості дорожніх покриттів є однією з найважливіших транспортно-експлуатаційних характеристик, що безпосередньо впливає на безпеку руху автотранспорту. Вони визначають здатність коліс транспортного засобу утримуватись на поверхні покриття під час руху, прискорення, гальмування або зміни напрямку. В статті запропоновано нову технологію визначення зчіпних властивостей, яка базується на сучасному обладнанні для визначення рівності покриттів. Сучасні лазерні датчики мають частоту і дискретність вимірювань високих порядків, що дозволяє отримувати макротекстуру покриття у вигляді профілів. За отриманими профілями згідно чинних європейських і вітчизняних нормативних документів можна розраховувати параметри шорсткості дорожніх покриттів, в тому числі MPD та інші. Обробка отриманих даних по шорсткості дозволяє виділяти характерні ділянки поверхні покриття. Коефіцієнт зчеплення колеса автомобіля з покриттям вимірюється на бідь-якій з характерних ділянок, яка відноситься до певної категорії за параметрами шорсткості. За умови однакого матеріалу, віку і категорії параметрів шорсткості, можна стверджувати, що такі ділянки будуть мати ідентичні значення коефіцієнтів зчеплення. Таким чином можна суттєво зменшити об’єм вимірювань без втрати дискретності. Для реалізації описаної технології розроблено спеціалізоване програмне забезпечення, яке повинно інтегруватися у програмне забезпечення ходових дорожніх лабораторій, які виконують вимірювання рівності дорожніх покриттів. Реалізація описаної технології вимірювань дозволяє ефективніше контролювати стан дорожнього полотна, приймати своєчасні управлінські рішення та впроваджувати сучасні технології утримання дорожньої інфраструктури.

Натурний експеримент та комп’ютерне моделювання згину балки з будівельним вигином

2025-07-25T19:49:21+00:00

Проведене експериментальне дослідження ефективності балки з будівельним вигином. Для проведення натурного дослідження прогинів балки розроблена і сконструйована спеціальна експериментальна установка. Зразки балок виготовлено FDM 3D друком із coPET. Надруковано три типи експериментальних зразків балки: з прямою віссю (модельна балка), з вигином 100% та 200%. Моделювалася робота двохопорної балки з жорстко затисненими кінцями під зосередженим навантаження посередині балки. Вимірювався прогин під навантаженням. Проведені серії завантажень експериментальних зразків балок силою F=0-200 Н з приростом сили ΔF=10 Н. Побудовані діаграми залежності прогину модельної та вигнутих балок від навантаження. Виявлено ефект балки нульового прогину. Для перевірки результатів експериментальних випробувань робота досліджуваних балок аналітично та чисельно. Аналітичне моделювання дозволило модифікувати модуль пружності структури матеріалу 3D друку зразків. Результатами комп’ютерного моделювання у ПК ЛІРА узгоджуються з результатами експерименту та результатами аналітичного розрахунку. Візуалізація досліджень виконана у ПК FUSION. Вона в кольорі демонструє розподіл прогинів балки по довжині та ефективність балок з вигином щодо зменшення значень прогинів при збільшенні величини будівельного вигину. Проведені дослідження є черговим вкладом у вивчення явища будівельного вигину. Метою досліджень є розробка практичних технологій застосування будівельного вигину у реальному будівництві. Показана можливість використання технології 3D друку у натурному моделюванні конструкційних елементів будівельних споруд. Помічена залежність механічних характеристик структур 3D друку від режиму друку та параметрів мононитки.

Містобудівні завдання та принципи трансформації планувально-транспортного каркасу урбанізованих територій сходу України

2025-07-27T13:57:58+00:00

У статті проаналізовано принципи та завдання, пов'язані з трансформацією планувальної та транспортної структури урбанізованих територій сходу України в умовах післявоєнної відбудови. Структурними наслідками бойових дій є деіндустріалізація та деградація населених пунктів, що виникли внаслідок значного відтоку населення, руйнування інфраструктури та виснаження ресурсної бази. Досліджено вплив війни на зміни планувальної та транспортної структури урбанізованих територій Луганської області. Визначено ключові фактори, які впливатимуть на розвиток регіону, зокрема економічні, соціально-політичні, демографічні та екологічні.

Проведено аналіз транспортного каркасу Луганської та Донецької областей, роль якого є визначальною для відновлення регіону. Встановлено, що сучасні умови вимагають модернізації існуючих транспортних мереж, усунення вузьких місць та адаптації системи до нових реалій. Обґрунтовано необхідність формування перспективних транспортних коридорів та реалізації стратегій на основі комплексних планів просторового розвитку громад. Визначальними факторами залишаються рельєф місцевості та умови формування прикордонного регіону з обмеженим транспортним сполученням зі сходом.

Пріоритетність заходів зі створення сталого міського розвитку базується на поєднанні безпеки, екологічності, транспортної доступності та зручності для населення громад. Особливий акцент зроблено на повторному використанні будівельних відходів у процесі будівництва доріг та інженерного облаштування, що сприятиме відновленню інфраструктури та створенню кластерів розвитку. У висновках підкреслюється необхідність системного підходу до відновлення регіону, починаючи з модернізації системи планування і транспорту та впровадження довгострокових стратегій розвитку. Значний потенціал регіону полягає в його планувальній і транспортній структурі, розвиненій транспортній інфраструктурі та наявності зручних промислових майданчиків. Раціональна стратегія відновлення регіону повинна починатися з розробки регіональних комплексних планів просторового розвитку. Особливу увагу слід приділити модернізації транспортної мережі з урахуванням фактичної та перспективної чисельності населення міст, стратегії відновлення містоутворюючих підприємств, схеми регіонального розвитку.

Дослідження дорожньо-транспортної мережі міста Луцька

2025-07-27T13:57:56+00:00

У цій статті представлено комплексний SWOT-аналіз дорожньо-транспортної мережі Луцька, метою якого є оцінка її поточного стану, сильних та слабких сторін, можливостей та загроз. Оцінюючи ключові елементи інфраструктури, схеми руху транспорту, дослідження надає цінну інформацію про потенціал розвитку, ефективні плани модернізації та проблеми транспортної системи міста, розставивши пріоритети в ремонтах та залученні додаткових ресурсів для її покращення.

Аналіз визначає кілька сильних сторін, зокрема компактне міське планування Луцька, добре сполучену дорожню систему та зусилля з модернізації інфраструктури. Ці аспекти сприяють відносно ефективній мобільності та доступності в межах міста. Однак, такі слабкі сторони, як старіння дорожніх покриттів, затори в години пік, недостатня кількість паркувальних місць та відсутність передових технологій управління дорожнім рухом, перешкоджають оптимальному транспортному потоку.

Щодо можливостей, у статті висвітлюються потенційні інвестиції в розумні транспортні рішення, розширення велосипедної інфраструктури та розвиток екологічно чистих альтернатив громадському транспорту. Крім того, збільшення фінансування з державних та міжнародних джерел може пришвидшити покращення дорожніх умов та послуг мобільності.

У дослідженні також розглядаються зовнішні загрози, зокрема зростання кількості транспортних засобів, що призводить до більших заторів, екологічні проблеми, пов'язані з міськими викидами, та економічні обмеження, що обмежують розширення інфраструктури. Вирішення цих проблем вимагає стратегічного планування, політичних втручань та співпраці зацікавлених сторін.

Інтегруючи результати SWOT-аналізу, це дослідження надає рекомендації щодо покращення дорожньо-транспортної мережі Луцька, забезпечуючи більш ефективну, стійку та готову до майбутнього систему мобільності як для мешканців, так і для відвідувачів.

Взаємозв'язок між температурою земної поверхні та характеристиками земного покриву міста Луцьк: аналіз часових рядів супутникових індексів Landsat.

2025-07-27T13:57:55+00:00

Швидке зростання міського населення посилює ефект "острову тепла" (UHI), що має значний вплив на довкілля та здоров'я. Розуміння динаміки температури земної поверхні (LST) та її зв'язку з типами земного покриву є критично важливим для сталого міського розвитку. Дистанційне зондування Землі є цінним інструментом для моніторингу та дослідження температурного режиму міських територій, дозволяючи отримувати інформацію про LST на великих територіях з високою просторовою та часовою роздільною здатністю. На відміну від традиційних метеорологічних станцій, супутники забезпечують синоптичний огляд території, що є вирішальним для вивчення просторових закономірностей UHI. Особливо важливими є дані супутників програми Landsat, які надають довгострокові архівні записи з 1980-х років та мають термальні канали, придатні для розрахунку LST, а також канали у видимому, ближньому інфрачервоному та короткохвильовому інфрачервоному діапазонах для вивчення характеристик земного покриву.Дане дослідження присвячене аналізу довготривалої динаміки річних середніх значень LST та спектральних індексів NDVI та NDBI для міста Луцьк за період 1984-2024 років з використанням даних супутників Landsat (5, 7, 8, 9) та платформи Google Earth Engine. Застосовано методи аналізу часових рядів, лінійного трендового та кореляційного аналізу. Виявлено значні річні коливання LST та загальну тенденцію до її зростання (+0.17°C/рік). Спостерігається позитивний тренд NDVI та негативний тренд aльбедо. Кореляційний аналіз показав очікувані сильні негативні зв'язки LST з Альбедо. Однак, виявлені неочікувані позитивні кореляції LST з вегетаційними індексами та слабкі зв'язки з індексами забудови/голої землі потребують подальшого дослідження просторових закономірностей. Результати дослідження мають значення для оцінки мікроклімату та підтримки рішень з міського планування.

Використання золошлакових сумішей для будівництва шарів основи дорожнього одягу

2025-07-27T13:57:53+00:00

У статті наведено інформацію щодо обсягу утворення золошлакових відходів від спалювання вугілля, обсягу їх утилізації. Дані загальні відомості щодо обсягу утворення золошлакових побічних продуктів у зарубіжній практиці, їх практичного та ефективного використання. У світовій практиці золошлаки зазвичай використовуються у виробництві будівельних матеріалів, таких як: бетон, асфальтобетонні суміші, цегли, керамічна плитка, теплоізоляція тощо. Залучення цих матеріалів до технологічного процесу дорожнього будівництва дозволить знизити негативний вплив на навколишнє середовище та розширити ресурсну базу галузі. Золошлакові відходи складаються з комбінації зол-уносу та паливного шлаку, які мають принципові відмінності у своїй структурі.

У ході проведених досліджень виконано оцінку деформаційних характеристик цього техногенного ґрунту в залежності від ступеня його ущільнення та вологості. Аналіз показав, що збільшення щільності на 0,01 од. коефіцієнт ущільнення дає приріст модуля пружності від 6 % до 7 %, а модуля деформації від 2 % до майже 5 %. Вплив вологості на деформативні параметри золошлакових сумішей суттєвий, хоча й дещо нижчий за вплив щільності. Причому при оптимальній вологості значення модулів пружності та деформації має найменшу величину.

Аналіз хімічного та фазового складів золошлакових сумішей свідчить про схожість цих техногенних ґрунтів з природними піщаними та глинистими ґрунтами. Однак структура золошлакових сумішей визначає ряд істотних особливостей порівняно з природними ґрунтами. Порівняння величини модулів деформації природних ґрунтів і золошлакових сумішей показує, що цей показник у техногенного ґрунту дещо нижчий, ніж у піщаних ґрунтів, але не поступається природним глинисто-пилуватим ґрунтам.

Оцінено його придатність як будівельний матеріал для будівництва шарів основи дорожнього одягу автомобільних доріг.

Впровадження нормативних, санітарно-технічних та ландшафтно-містобудівних заходів для відновлення малих річок Запорізького регіону

2025-07-28T15:22:28+00:00

У статті наведено ключові аспекти впровадження нормативних, санітарно-технічних та ландшафтно-містобудівних заходів, спрямованих на відновлення малих річок Запорізького регіону. Наголошується на важливості комплексного підходу до реабілітації водних об’єктів, що включає розробку і реалізацію відповідних правових та технічних механізмів, очищення русел і прибережних територій, а також інтеграцію екосистем у міське середовище.

Для запобігання забрудненню вод малих річок Запорізької області поверхневими стоками необхідно створити водоохоронні зони, чітко визначити та закріпити на місцевості прибережні захисні смуги, встановити відповідні водоохоронні знаки на територіях водного фонду, підтримувати належний санітарний стан у цих зонах та здійснити благоустрій прибережних територій. Модернізація систем водовідведення сприятиме зниженню рівня забруднення, що надходить як від точкових, так і від дифузних джерел, зокрема із поверхневих стоків. Пропонуються ефективні рішення з благоустрою прилеглих зон, які передбачають функціональне зонування, створення рекреаційних просторів та підвищення екологічної стійкості річкових басейнів. З метою оптимізації регулювання водотоків слід здійснити інвентаризацію гідротехнічних споруд на малих річках, визначивши їхніх власників та перевіривши законність їхнього зведення. Гідроспоруди, які не мають власника, слід поставити на баланс органів місцевого самоврядування.

Окрема увага приділена необхідності освоєння басейнів малих річок Запорізької області та комплексному підходу до відновлення водних екосистем, що включає нормативно-методичні, організаційні, інженерні та ландшафтно-містобудівні заходи. Зазначено, що впровадження таких заходів сприятиме покращенню якості довкілля, підвищенню рівня життя населення та формуванню сприятливого урбаністичного простору.

Особливості роботи модифікованої епоксидною смолою деревини хвойних порід

2025-07-28T15:22:26+00:00

У статті розглянуто удосконалення способів модифікації деревини епоксидною смолою, наведено результати проведення експериментальних досліджень модифікованих епоксидною смолою деревини сосни, модрини та ялини на стиск вздовж волокон, встановлено оцінку впливу даної полімерної композиції на міцність деревини та проаналізовано особливості характеру їх роботи. Фізико-механічні властивості необробленої деревини є мінливими і залежать від багатьох зовнішніх факторів. Для стабілізації даних показників застосовується модифікація деревини різними способами. Деревина, піддана модифікації, стає більш стійкою до агресивних чинників і міцнішою. Способи її обробки включають використання модифікаторів різного хімічного складу. Розглянуто переваги епоксидної смоли. Метою наших досліджень є удосконалення способів модифікації деревини епоксидною смолою, проведення експериментальних досліджень модифікованих епоксидною смолою деревини сосни, модрини та ялини на стиск вздовж волокон, оцінка впливу даної полімерної композиції на міцність деревини та особливості характеру їх роботи. Удосконалено способи модифікації деревини епоксидними смолами. Наведено методику експериментальних натурних випробувань досліджуваних порід деревини. Встановлено особливості та характер роботи модифікованої та немодифікованої деревини хвойних порід: сосни, модрини, ялини. Отримано нові експериментальні дані, що стосується модифікованих епоксидною смолою зразків деревини на стиск вздовж волокон щодо її міцнісних характеристик. Після проведення натурних експериментів було визначено міцність модифікованої та немодифікованої досліджуваних хвойних порід деревини. Встановлено, що міцність деревини після модифікації автоклавним способом збільшилась для призм деревини сосни в 1,29 рази, модрини – в 1,21 рази, ялини в 1,36 рази.

Аналіз шумозахисних споруд, як інженерного облаштування вулиць і доріг та шляхи зменшення шкідливого впливу шуму від транспортних засобів

2025-07-28T15:22:24+00:00

Проблема зниження шумового навантаження від автомобільного транспорту залишається однією з актуальних як у великих містах, так і в сільських районах, прилеглих до автомагістралей. Традиційні методи шумозахисту – використання бетонних, металевих та композитних екранів – демонструють високу ефективність, проте мають низку суттєвих обмежень: високу вартість виробництва і монтажу, значну вагу конструкцій, обмежену адаптивність до ландшафту, а також відсутність екологічної гнучкості.

У статті розглянуто сучасні підходи до захисту від шуму на автомобільних дорогах та міських вулицях та проаналізовано ефективність існуючих шумозахисних споруд та основні заходи, які можна використати для такого захисту. На основі системного підходу проведено характеристику основних типів шумозахисних екранів, їх конструктивних особливостей, матеріалів, з яких вони виготовляються та можливого впливу на навколишнє природне середовище.

В даній роботі важлива увага приділяється проблемі повторного використання вторсировини, в якості якої можуть виступати відходи старої гуми (зокрема відпрацьовані автомобільні шини), пінополістиролу та будь-яких інших піноматеріалів.

У статті пропонується використання нового шумозахисного екрану, каркас якого буде виготовлено з дерева, а середина буде заповнена різного роду відходами (гума, пінополістирол, шматки відходів піни), які заливатимуться монтажною піною, яка виконуватиме роль вʼяжучого. Такий екран буде мати високі шумопоглинаючі властивості.

Даний підхід дозволяє вирішити дві проблеми: зменшити шумове навантаження на прилеглі території до автомобільних доріг та міських вулиць, дозволить утилізувати екологічно проблемні відходи.

Конструкція деревʼяного шумозахисного екрана розглядається як приклад сталого інженерного рішення, яке поєднує екологічність, ефективність та економічну доцільність. Результати даного дослідження можна використати при виконанні проектів будівництва, капітального ремонту та реконструкції дорожньої інфраструктури.

Параметри моделі групової поведінки водіїв на автомобільних дорогах

2025-07-28T15:22:23+00:00

У статті проведено аналіз системи Людина – Автомобіль – Дорога - Середовище є важливою частиною при будівництві автомобільних доріг та для подальшого розвитку міжнародних транспортних коридорів між Європейськими країнами. Важливим моментом при цьому є взаємовідносини між поведінкою водіїв. Пропонується розглянути параметри моделі групової поведінки водіїв, для оцінки суспільно необхідної продуктивності водіїв на автомобільних дорогах.

У статті «Параметри моделі групової поведінки водіїв» розглядається питання динаміки розрахункових характеристик транспортного потоку, а саме фактичних і суспільно необхідних швидкостей руху та їх аналіз.

Проведені дослідження фактичної та суспільно необхідної швидкості руху на автомобільних дорогах дозволили автору припустити, що за динамікою розрахункових характеристик можна судити про закономірності еволюції автомобільних доріг.

Важливим завданням проектування автомобільних доріг є довгострокове прогнозування розрахункових характеристик транспортних потоків. Однією з проблем є проблема прогнозування реальних і суспільно необхідних швидкостей руху на автомобільних дорогах.

Швидкість руху системи «людина-автомобіль» у навколишньому середовищі відображає взаємозв’язок між компонентами системи управління аварійністю, оскільки є результатом її функціонування. Тому швидкість можна розглядати як параметр стану даної системи. В якості координати стану доцільно використовувати ймовірність переходу від фактичної швидкості до заданої.

У структурі параметрів стану задану швидкість слід розглядати як нормальну, тобто найбільш узгоджену з цілями та завданнями функціонування системи реагування на надзвичайні ситуації на даному етапі її розвитку.

Координати стану можна використовувати як вагові коефіцієнти в моделі прогнозування швидкості руху.

Модель еволюції замкнутої системи Людина – Транспортний засіб – Дорога – Середовище можна представити у вигляді системи диференціальних рівнянь, що відображають динаміку абсолютної організації її компонентів.

З поступовим поліпшенням умов руху (поетапне будівництво, реконструкція, капітальний ремонт) індивідуальна норма швидкості водія прагне до функціональної норми швидкості за мотивом свободи дій. Остання дорівнює двом третинам розрахункової швидкості автомобіля.

Експериментальні дослідження підтвердили справедливість формул для оцінки параметрів моделі прогнозування.

Модель прогнозування швидкості руху адекватна спостережуваним даним щодо динаміки проектування, та проектування нормальних швидкостей для водіїв.

Виявлено, що вирішення цієї проблеми можливе шляхом аналізу еволюції зв’язків між компонентами системи «людина-автомобіль-транспортне середовище».