Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві
Збірник наукових праць «Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві» внесено до категорії «Б» Переліку наукових фахових видань України згідно з наказом Міністерства освіти і науки України №886 від 02.07.2020 р. Свідоцтво про реєстрацію КВ № 20340-10140Р від 31.05.2013 р. Реєстр наукових фахових видань України Збірник зареєстрований Національною радою України з питань телебачення та радіомовлення (Рішення № 40 від 11.01.2024). Ідентифікатор медіа – R30-02453. Префікс DOI видавця: 10.36910 ISSN: 2410-6208 (друк) Збірник публікує результати оригінальних фундаментальних і прикладних досліджень у межах кластеру G - «Промислові і будівельні технології, логістика, транспорт» (відповідно до Наказу Міністерства освіти і науки України від 19 січня 2026 року), за спеціальностями: G17 – Архітектура та містобудування, G18 – Геодезія та землеустрій, G19 – Будівництво та цивільна інженерія. Засновник та видавець: Луцький національний технічний університет Код ЄДРПОУ: 05477296. Рік заснування: 2013. Покликання на збірник на сайті видавця: https://eforum.lntu.edu.ua/index.php/construction/uk/ Періодичність: 2 випуски на рік (червень, грудень). Мова: українська, англійська. Головний редактор: Олександр Валентинович АНДРІЙЧУК . Усі матеріали поширюються на умовах Creative Commons Attribution 4.0 International Public License, що дозволяє іншим розповсюджувати рукопис з визнанням авторства роботи і першої публікації в цьому збірнику.
Луцький національний технічний університет
Ефективність комплексної добавки на основі суперпластифікатора та інтенсифікатора помелу для тампонажного цементу
У статті наведено результати дослідження ефективності комплексної добавки, що містить полікарбоксилатний суперпластифікатор та інтенсифікатор помелу під час виробництва тампонажного цементу в кульовому цементному млині. Встановлено кількісні режимні показники помелу та основні властивості тампонажного цементу. Визначено загальні напрямки покращення процесу помелу тампонажного цементу. Представлено загальну тенденцію інтенсифікування процесу помелу цементу при використанні різних комбінацій компонентів добавки опираючись на показник питомої поверхні цементу. Визначено шляхи пониження водовідділення тампонажного цементу при комплексній дії композиції добавок. Представлено можливі шляхи зниження водоцементного відношення при достатньому розтіканні тампонажного цементного розчину та забезпеченні його пластичних властивостей. Визначено, що поєднання суперпластифікатора у кількості 0,05% та пропіленгліколю 0,1 % від маси цементу дає можливість досягти низький показник водовідділення при розтіканні цементного тіста до 260 мм. Отримані результати дають можливість зменшувати кількість води для замішування на 20 %. Представлено динаміку зміни міцнісних показників цементного розчину при різних комбінаціях досліджених добавок. Введення запропонованих добавок під час помелу забезпечує достатню однорідність змішування з цементом. Опираючись на результати дослідження можна зробити висновок, що введення запропонованої комплексної добавки може слугувати одночасно як інтенсифікатор помелу і модифікатор основних властивостей тампонажного цементу.
тампонажний цемент, питома поверхня, суперпластифікатор, пропіленгліколь, водовідділення, розтікання
Авторське право (c) 2026 Сучасні технології та методи розрахунків у будівництві
Удосконалення організаційно-технологічних процесів у сфері інфраструктурного будівництва із застосуванням системного підходу
У статті досліджено проблему удосконалення організаційно- технічних процесів у сфері інфраструктурного будівництва із застосуванням системного підходу. Дослідження спрямоване на підвищення ефективності інфраструктурного будівництва шляхом застосування системного підходу, який інтегрує технологічні, організаційні, логістичні та ресурсні підсистеми. Сучасне інфраструктурне будівництво характеризується використанням різнорідних технологій, залученням численних підрядників, складною логістикою матеріалів і значною залежністю від зовнішніх факторів. Фрагментовані методи управління, орієнтовані на окремі операції, часто призводять до затримок у часі, втрат ресурсів до 15% і перевищення кошторисної вартості. Системний підхід розглядає будівництво як динамічну багаторівневу систему, що дає змогу виявляти «вузькі місця», координувати підсистеми та адаптивно реагувати на збурення. Дослідження поєднує аналіз наукової літератури та практичних кейсів, системне моделювання робочих процесів і цифрову інтеграцію із застосуванням BIM та інформаційно-аналітичних платформ. Було змодельовано оптимізацію розподілу ресурсів і графіків постачання матеріалів для оцінки скорочення тривалості будівельного циклу та зменшення втрат. Порівняльний аналіз традиційних і системно-інтегрованих підходів демонструє переваги координації, прозорості та прогнозного управління. Доведено, що системна інтеграція дозволяє скоротити тривалість будівництва приблизно на 12–15%, зменшити втрати матеріалів на 10% та підвищити прогнозованість завершення проєктів. Узгоджене планування технологічних, логістичних і управлінських підсистем мінімізує каскадні затримки. Цифрові моделі забезпечують раннє виявлення проєктних конфліктів і оптимізацію використання ресурсів. Адаптивне системне управління підвищує стійкість до перебоїв у постачанні, обмежень на будівельному майданчику та непередбачуваних технічних викликів. Наукова новизна та практична цінність. Запропонований підхід формує методологічну основу для ефективного та стійкого інфраструктурного будівництва. Інтеграція BIM, цифрових платформ і оптимізаційних моделей забезпечує прозорість, надійне планування та оперативне прийняття рішень та сприяє сталому виконанню проєктів в умовах складної соціально-економічної ситуації.
інфраструктурне будівництво; організаційно-технологічні процеси; системний підхід; оптимізація ресурсів; адаптивне планування
Напружено-деформований стан залізобетонних надпідвальних перекриттів корівників після зміни режиму завантаження
У статті представлено результати детального інструментального обстеження несучих конструкцій збірних залізобетонних надпідвальних перекриттів будівель корівників №3, №4, №5 та №6, що знаходяться за адресою вул. Адамківська, буд. 1 в с. Зоря Рівненського району Рівненської області. В межах даних досліджень, виконано обмірні роботи несучих конструкцій надпідвальних перекриттів та підвалів будівель з оформленням відповідних креслень. Використовуючи неруйнівні методи контролю, визначено кубову міцність бетону колон, ригелів та плит перекриття. Також досліджено їх армування, ступінь втрати поперечного бетонного перерізу та армування в результаті впливу агресивного середовища. Базуючись на отриманих даних, запропоновано комплекс заходів по відновленню початкових властивостей конструкцій. Проаналізовано напружено-деформований стан надпідвальних перекриттів будівель корівників при дії на них нових режимів завантаження від нового способу утримання корів, а також від використання нового сучасного обладнання. Запропоновано конструктивні рішення для відновлення та підсилення конструкції збірних залізобетонних перекриттів, що дасть можливість сприймати навантаження, які будуть діяти після реконструкції будівель. Використовуючи ПК Ліра-Сапр, методом скінченних елементів змодельовано роботу збірного залізобетонного каркасу надпідвального перекриття будівель з врахуванням нових видів навантаження. Розраховано монолітну залізобетону розподільчу плиту поверх існуючого перекриття для передачі нових навантажень на існуючі конструкції. Застосування такого рішення дозволило зберегти існуюче перекриття та використати його залишковий ресурс для подальшої безпечної та надійної експлуатації будівель корівників.
інструментальне обстеження, корівники, перекриття, перевірочний розрахунок, метод скінченних елементів, підсилення
Симультанна нітрифікація-денітрифікація в SBR з плаваючими EPS-носіями для молочних стічних вод
У статті представлено результати експериментального дослідження та математичного моделювання процесу симультанної нітрифікації-денітрифікації (СНД) у системі IFAS-SBR з плаваючим завантаженням з гранульованого пінополістиролу (EPS) для очищення стічних вод молокопереробного підприємства з низьким співвідношенням C/N = 3,0–3,5. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю виконання Директиви ЄС 91/271/ЄЕС щодо обмеження скидів сполук азоту й відсутністю в літературі систематизованих даних про роботу IFAS-систем у діапазоні C/N < 4, характерному для молочних стоків. Порівняльний аналіз двох паралельних лабораторних реакторів з EPS-завантаженням (30 % об'єму, питома поверхня 550 м²/м³, гранули діаметром 3–5 мм) та контрольного — проведено на реальних стічних водах ДП «Ружин-молоко» (продуктивність 300 м³/добу) упродовж 2023–2024 років за стабільної температури 20 °C, MLSS = 3,5 г/л, тривалості циклу SBR 6 год. Встановлено оптимальний діапазон DO = 0,8–1,2 мг/л (з максимумом ефективності при DO = 1,0 мг/л), за якого всередині біоплівки формується стійкий двошаровий аеробно-аноксидний градієнт. Ефективність видалення загального азоту TN сягала 86,5 % (проти 76,0 % у контрольному реакторі без EPS); вихідні концентрації NH₄⁺-N = 1,5 мг/л та TN = 6,5 мг/л відповідають вимогам ДСТУ 7525:2014. Завдяки роботі при низькому DO питоме енергоспоживання на аерацію зменшено на 37,5 %. Процес описано модифікованою моделлю активного мулу ASM3_2N, верифікованою у середовищі AQUASIM 2.0 з похибкою RMSE ≤ 12,3 %. Отримані результати можуть бути використані для проєктування та модернізації локальних очисних споруд малої та середньої потужності на молокопереробних підприємствах.
симультанна нітрифікація-денітрифікація, IFAS-SBR, пінополістирол, біоплівка, ASM3, молочні стоки
Багатокритеріальна математична модель оптимізації організаційно-логістичних процесів у цивільному будівництві
У статті досліджено проблему підвищення ефективності організаційно-логістичних процесів у цивільному будівництві на основі багатокритеріального математичного моделювання. Визначено, що традиційні підходи до календарно-ресурсного планування не завжди забезпечують узгодження строків виконання робіт, ресурсних потреб, можливостей постачання, складської місткості та пропускної здатності логістичних вузлів. Це зумовлює необхідність моделі, здатної одночасно враховувати часові, вартісні, ресурсні, просторові та надійнісні параметри будівельного процесу. Метою дослідження є обґрунтування багатокритеріальної математичної моделі оптимізації організаційно
цивільне будівництво, організаційно-логістичні процеси, багатокритеріальна оптимізація, будівельна логістика, Парето-ефективні рішення
Аналіз організаційно-технологічних рішень із використанням інноваційних матеріалів при відновленні мостових споруд
У статті представлено результати теоретичного обґрунтування та практичної реалізації організаційно-технологічних рішень для ремонту, реставрації та реконструкції мостових конструкцій, пошкоджених під час експлуатації або внаслідок аварійних впливів. Запропоновані рішення базуються на наукових розробках харківських дослідників у галузі будівельних технологій, реконструкційної інженерії та використання сучасних композитних та ремонтних матеріалів. Особлива увага приділяється підвищенню ефективності відновлювальних процесів в умовах обмеженості часу, ресурсів та необхідності забезпечення безперебійної роботи об'єктів транспортної інфраструктури. Розроблено загальну концепцію реставрації мостових конструкцій, яка враховує весь життєвий цикл об'єкта - від обстеження та оцінки технічного стану до вибору оптимальних організаційно-технологічних заходів, виконання ремонтних робіт та подальшого контролю експлуатаційної надійності. На основі цієї концепції запропоновано укрупнений алгоритм прийняття інженерних рішень. Алгоритм дозволяє визначити найефективніший сценарій реставрації залежно від ступеня пошкодження, умов експлуатації, економічної доцільності та наявних технічних ресурсів. Розглянуто кілька можливих альтернатив, включаючи консервацію конструкції, часткове посилення, повну реконструкцію або демонтаж об'єкта з подальшою заміною. Розроблені розрахункові моделі та організаційно-технологічні схеми включають використання сучасних ремонтних технологій, високопродуктивного обладнання, волокнисто-армованих композитів, полімермодифікованих ремонтних розчинів та інноваційних методів посилення несучих конструкцій. Запропоновані підходи дозволяють оптимізувати трудові ресурси, скоротити час будівництва та монтажу, мінімізувати перебої в русі транспорту та покращити безпеку праці під час ремонтних робіт.
мостові конструкції, реконструкція, композитні матеріали, конструкційне посилення, довговічність інфраструктури
Порівняльний аналіз чисельних методів розрахунку гнучких фундаментних плит на пружній основі з урахуванням геометричної нелінійності
У статті наведено результати порівняльного аналізу ефективності та точності чисельних методів при розв’язанні задач будівельної механіки, зокрема при розрахунку гнучких фундаментних плит, що взаємодіють із пружною основою. Актуальність дослідження зумовлена сучасними тенденціями у будівництві великопрольотних та висотних споруд, де використання тонких фундаментних плит призводить до виникнення значних прогинів, сумірних із товщиною самої конструкції. У таких випадках класична лінійна теорія розрахунку дає суттєву похибку, що вимагає застосування геометрично нелінійного апарату, заснованого на системі диференціальних рівнянь Теодора фон Кармана. В якості математичної моделі взаємодії плити з ґрунтом використано класичну однопараметричну модель Вінклера. Основна увага у роботі приділяється порівнянню двох сіткових методів: узагальненого методу скінченних різниць (МСР) та методу послідовних апроксимацій (МПА), специфіка якого полягає у застосуванні кусково-поліноміальних функцій (сплайнів) для побудови матриць диференціювання. Для реалізації алгоритмів авторами використано обчислювальні програми для середовища MATLAB, що дозволяють здійснювати ітераційний процес пошуку нелінійного розв'язку. У ході дослідження виконано розрахунок квадратної фундаментної плити, жорстко защемленої по контуру, під дією рівномірно розподіленого навантаження. Проведено серію обчислень на сітках різної густоти (від кроку h=1/4 до h=1/64). На першому етапі отримані результати зіставлені з класичними аналітичними розв'язками нелінійної теорії пластин без урахування основи. Доведено, що метод послідовних апроксимацій (МПА) демонструє вищу швидкість збіжності та кращу точність на рідких розрахункових сітках порівняно з класичним МСР. Зокрема, розбіжність максимальних прогинів за МПА становить менше 3% вже при кроці сітки h=1/16, тоді як для досягнення аналогічної точності в МСР потрібне подальше згущення сітки. На другому етапі чисельно досліджено поведінку цієї ж плити за умови її спирання на суцільну пружну основу. Встановлено, що врахування відсічі ґрунту за моделлю Вінклера призводить до зменшення максимальних прогинів конструкції в середньому на 15 % порівняно з плитою без основи. При цьому алгоритм МПА зберігає свою обчислювальну стійкість, забезпечуючи стабілізацію значень переміщень та згинальних моментів вже на сітці h=1/16 без накопичення похибок, характерних для МСР у зонах крайових ефектів. Результати дослідження підтверджують доцільність використання алгоритмів МПА у програмних комплексах автоматизованого проєктування будівельних конструкцій для підвищення надійності оцінки напружено-деформованого стану фундаментів за наявності геометричної нелінійності.
будівельна механіка, фундаментна плита, геометрична нелінійність, рівняння Кармана, пружна основа Вінклера, метод послідовних апроксимацій, метод скінченних різниць
Порівняння послідовної та паралельної схем електродетонаторних мереж при проходженні тунелів
Підривні роботи в тунелях є складним інженерним процесом, що потребує точного контролю систем ініціювання вибуху. Електродетонатори широко застосовуються у підземному будівництві, де схема їх підключення (послідовна, паралельна) суттєво впливає на: безпеку, ефективність і надійність. У цій роботі представлено порівняльний аналіз послідовних і паралельних електричних схем підключення електродетонаторів у тунельних умовах. Проведено огляд актуальних досліджень і наукової літератури стосовно порівняння послідовної та паралельної схем електричних мереж детонаторів, що використовуються в тунельних вибухових роботах. На основі проведеного огляду поставлена мета та задачі дослідження щодо розрахунку, побудови та аналізу залежностей фізичних величин послідовної і паралельної схем електродетонаторних мереж від їх параметрів при проходженні тунелів. Сила струму в магістральному провіднику не здатна забезпечити гарантійний струм, величина якого повинна становити не менше 2,5 А, не залежно від величини розглянутої змінної напруги та за послідовно підключеної електричної мережі детонаторів. За паралельної схеми підключення мідна та алюмінієва жили повністю забезпечують гарантійний струм в магістральному провіднику в усьому діапазоні досліджуваних його параметрів не залежно від величини змінної напруги при проходженні тунелів, окрім використання мідної магістральної жили довжиною 2000 м та площею поперечного перерізу 0,75 мм2 за напруги 220 В. Оцинкована сталь за поперечного перерізу в 1,1 мм2 не здатна забезпечити гарантований струм при довжині магістрального провідника 1000 м і більше та напрузі 380 В, а також при довжині магістрального провідника 500 м і більше та напрузі 220 В. При розробці великих тунелів одразу на всю площу поперечного перерізу, призначеного для залізничних тунелів з мінімум двома коліями або автомобільних доріг завширшки 10 м і більше, використання послідовної схеми підключення детонаторів неможливо, доцільно використання паралельної схеми. Результати можуть бути корисними для інженерів при виборі систем ініціювання.
алюміній, детонатор, мідь, опір дротів, оцинкована сталь, послідовна та паралельна електродетонаторна мережа, сила струму, тунель
Дискретно-воксельна оптимізація параметричних моделей міської інфраструктури
У статті розроблено та апробовано метод дискретно-воксельного моделювання для кількісної оцінки змін параметрів мікрорайону при інтеграції у його інфраструктуру нового житлового об’єкта. Міський простір формалізовано у вигляді регулярної тривимірної решітки з дискретним описом функціонального стану кожного елемента. На прикладі інтеграції у сформовану забудову 108-квартирного житлового будинку виконано симуляцію зміни таких показників: об’ємна та площинна щільність забудови, інсоляційний режим і баланс сонячного надходження, транспортна доступність, забезпеченість озелененням. Модель реалізовано в середовищі MagicaVoxel: базовий крок решітки прийнято 3 м, а стан вокселя кодує тип простору (забудова, транспорт, зелена зона тощо), що дозволяє алгоритмічно обчислювати площі, об’єми та просторові відстані. Для щільності використано глобальні та локальні оцінки, для інсоляції – розрахунок енергетичного балансу для розрахункового зимового дня, для доступності – мінімальний час до транспортних вузлів. Встановлено, що при інтеграції 10-поверхової будівлі: об’ємна щільність дискретної моделі існуючої забудови збільшується на 1,8%; інсоляційний потенціал зменшується на ~11%; середній час транспортної доступності зростає на 8–9%; показники озеленення знижуються на 2–3%, залишаючись у межах нормативів. Проведено варіаційний аналіз поверховості (10–12–15 поверхів) та визначено граничні значення, при яких відбувається істотне погіршення інсоляційних та транспортних характеристик. Отримані результати підтверджують ефективність запропонованого методу дискретно-воксельного моделювання для попередньої кількісної перевірки містобудівних рішень, швидкого порівняння альтернатив ущільнення та оцінки їх відповідності нормативним вимогам.
дискретно-воксельне моделювання, параметрика, оптимізація параметрів інфраструктури, дискретизація міського простору
Оцінка енергоефективності та принципів Smart City на повному життєвому циклі будівель
Життєвий цикл будівлі охоплює основні етапи: проєктування, будівництво, експлуатацію та виведення з експлуатації. На кожному з цих етапів формуються відповідні показники енергоефективності. У статті представлено інтегральний аналіз результатів експертного опитування (n = 103, 48 показників) щодо енергоефективності та принципів Smart City на всіх етапах життєвого циклу будівлі. Кожен показник оцінювався за 5-бальною порядковою шкалою Лайкерта. Підтверджено високу експертну підтримку запропонованої моделі сталості та валідність сформованого інструмента оцінювання (α-Кронбаха α = 0,997). Структура опитування побудована за модулями стандарту EN 15978:2011: Блок 1 — Планування і проєктування (A1–A3), Блок 2 — Будівництво (A4–A5), Блок 3 — Експлуатація (B1–B7), Блок 4 — Демонтаж/end-of-life (C1–C4). Найвищу значущість експерти надали стадіям проєктування та експлуатації, де можливості впливу на енергоефективність і функціонування будівлі є найбільшими. Експлуатаційний етап продемонстрував найвищий рівень узгодженості оцінок, а пріоритетними показниками визначено ефективність HVAC-систем (M = 4,64) та енергоефективне освітлення з інтелектуальним керуванням (M = 4,55). Найнижчі оцінки отримала стадія демонтажу та повторного використання матеріалів, що вказує на недостатній рівень розвитку принципів циркулярної економіки. Узагальнення результатів дозволило сформувати «проєктно-експлуатаційне ядро» сталості будівель, до якого належать: попередній аналіз енергопотреб, пасивні архітектурні рішення, оптимізація орієнтації будівлі, ефективність HVAC-систем та інтелектуальне освітлення. Перспективи подальших досліджень пов’язані з адаптацією запропонованого підходу до різних типів будівель, інтеграцією LCA-аналізу та розробленням динамічного індексу сталості, що враховуватиме розвиток Smart-технологій і циркулярної економіки.
життєвий цикл будівлі, розумне місто, енергоефективність, циркулярна економіка, експертне опитування, містобудування
Концептуальні засади та напрями ревіталізації промислових і депресивних територій українських міст у контексті сталого розвитку
У статті розглянуто концептуальні засади ревіталізації промислових і депресивних територій як комплексного процесу трансформації застарілих міських просторів та інструменту сталого розвитку сучасних міст. Зроблено аналіз історичних передумов виникнення браунфілдів і депресивних територій, узагальнено міжнародний досвід країн ЄС, Великої Британії, Канади та Японії щодо подолання територіальної депресивності. Систематизовано класифікацію браунфілдів за моделлю A-B-C (саморозвинені, потенційного розвитку, нерозвинені) та обґрунтовано економічну доцільність ревіталізації для кожної категорії. Виокремлено чотири ключові складові ревіталізації: економічну, соціальну, екологічну та просторову. Визначено основні напрями перетворення промислових територій в Україні: на громадсько-ділові зони, житлову забудову та рекреаційні простори. Розглянуто українські приклади ревіталізації (арт-завод «Платформа», простір «Більшовик», «Промприлад. Реновація»). На прикладі м. Києва оцінено потенціал ревіталізації промислових територій (≈6,9 тис. га, або 7,9-8% території міста). Сформульовано перелік містобудівних, об’ємно-планувальних, конструктивних, екологічних та естетичних факторів успішної реалізації проєктів ревіталізації.
ревіталізація, браунфілди, депресивні території, реконструкція, сталий розвиток, містобудування
Інтеграція даних Sentinel-2 та платформи Google Earth Engine для просторово-часового моніторингу територій торфовидобутку
У представленому дослідженні здійснено комплексний просторово-часовий аналіз екологічної трансформації та динаміки рослинного покриву родовища торфу "Коза-Березина" (Волинська область, Україна) під впливом антропогенного навантаження. З огляду на інтенсивне промислове освоєння торфовищ Українського Полісся, що неминуче супроводжується докорінною зміною гідрологічного режиму, деградацією природних біотопів, утворенням пухкого шару торфової крихти та підвищенням пожежної небезпеки, надзвичайно актуалізується потреба у безперервному кросмасштабному моніторингу таких територій. Метою роботи є кількісна та просторова оцінка масштабів девастації екосистеми внаслідок відкритого видобутку торфу, а також ідентифікація процесів природного відновлення флори (вторинних сукцесій) за 9-річний період (2017–2025 рр.). Як основне джерело геопросторових даних використано багатоспектральні знімки високої просторової та часової розрізненості супутникової місії Sentinel-2. Обробка масивів даних здійснювалася у хмарному середовищі Google Earth Engine (GEE) та ГІС QGIS. Головним біофізичним індикатором стану та об'єму фітомаси виступав нормалізований різницевий вегетаційний індекс (NDVI). Для поглибленого просторового моделювання векторів розвитку екосистеми та візуалізації переходів площ між різними класами NDVI з року в рік було застосовано аналіз потоків за допомогою Санкей-діаграми. Результати багаторічного моніторингу свідчать про гетерогенну реакцію болотної екосистеми на антропогенне втручання. Зафіксовано жорстку просторову локалізацію осередку екологічної девастації безпосередньо в зоні кар'єру (урочище Долина), де внаслідок зняття рослинного шару показники NDVI критично впали (нижче 0,1–0,2). Аналіз динаміки переходів підтверджує, що найвищий рівень деградації та просторового розширення площ із відкритим торфом припадає на 2023–2024 роки. Водночас, дослідження виявило високу екологічну пластичність та потужний регенеративний потенціал фонової екосистеми родовища. Встановлено, що загальний лінійний тренд значень NDVI за весь досліджуваний період залишається стабільним із позитивним нахилом. Станом на 2025 рік територіальна експансія торфорозробки припинилася. Аналіз Санкей-діаграми чітко візуалізує макростабілізацію та висхідний тренд у кінці періоду: значні площі рослинності масово перейшли до вищих класів NDVI (0,8–1,0). Встановлено, що інтеграція відкритих мультиспектральних оптичних даних Sentinel-2, можливостей платформи GEE та методів візуалізації динаміки переходів є об’єктивним, безпечним і високоефективним підходом для екологічного контролю діючих торфородовищ, що дозволяє оптимізувати стратегії раціонального природокористування та управління водно-болотними угіддями.
дистанційне зондування Землі (ДЗЗ), промислові торфовища, NDVI, мультиспектральні дані Sentinel-2, Google Earth Engine (GEE), динаміка рослинного покриву
Порівняльний аналіз універсальних програмних комплексів для геотехнічного чисельного моделювання
У статті розглянуто питання вибору універсальних програмних комплексів для геотехнічного чисельного моделювання. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю врахування просторової роботи ґрунтового масиву, стадійності будівництва, контактної взаємодії, фільтраційних процесів і нелінійної поведінки ґрунтів. Метою роботи є порівняльний аналіз універсальних програмних комплексів для геотехнічного моделювання та визначення їх порівняльної придатності для типових задач геотехнічного проєктування і задач підвищеної інженерної складності. Систематизовано основні групи програмного забезпечення: універсальні геотехнічні програмні комплекси, універсальні програмні комплекси чисельного моделювання загального призначення та вузькоспеціалізовані програми. Для детального порівняння обрано PLAXIS 3D, MIDAS GTS NX, FLAC3D, ZSoil та Abaqus. Оцінювання виконано за п’ятьма критеріями: бібліотека моделей ґрунту, моделювання фундаментних систем, підтримка стадійності, автоматизація розрахунків і обробки результатів, стабільність розрахунку та контроль збіжності. Найвищий сумарний показник отримав PLAXIS 3D, який має найбільш збалансовані можливості для інженерного геотехнічного моделювання. Високу придатність також показав MIDAS GTS NX, особливо для фундаментних систем і стадійних задач. FLAC3D доцільний для задач із вираженою нелінійністю, великими деформаціями та геомеханічними особливостями. ZSoil забезпечує достатній інструментарій за умови контролю чисельної постановки. Abaqus є ефективним для нестандартних контактних і дослідницьких задач, однак потребує більшої методичної підготовки. Отримані результати можуть бути використані при виборі програмного комплексу для моделювання основ, фундаментів і систем «ґрунт-конструкція».
взаємодія «ґрунт-конструкція», моделі ґрунтів, палі, комбінований пальово-плитний фундамент, PLAXIS 3D, MIDAS GTS NX
Обґрунтування параметрів світлофорного регулювання, як інженерного облаштування вулиць і доріг для організації дорожнього руху на міській вулиці
У статті розглянуто питання обґрунтування параметрів світлофорного регулювання та удосконалення організації дорожнього руху на міській магістралі з інтенсивним транспортним і пішохідним рухом. Особливу увагу приділено підвищенню ефективності функціонування регульованого перехрестя в умовах значної інтенсивності транспортних потоків і високої концентрації пішохідного руху, що є характерним для сучасної міської вулично-дорожньої мережі, особливо для спальних районів. Проведено комплексний аналіз планувальних характеристик досліджуваної ділянки, геометричних параметрів проїзної частини, умов руху транспортних засобів і пішоходів, а також особливостей організації руху в межах перехрестя. У процесі наукового дослідження виконано оцінку інтенсивності транспортних потоків і пішохідного руху за напрямками, визначено потоки насичення для окремих смуг та обчислено фазові коефіцієнти, що дало змогу встановити раціональні параметри роботи світлофорного об’єкта. На основі отриманих результатів здійснено розрахунок оптимальної тривалості циклу світлофорного регулювання, а також визначено часові параметри окремих фаз і проміжних тактів з урахуванням вимог безпеки дорожнього руху, пропускної здатності перехрестя та необхідності забезпечення безпечного переходу проїзної частини пішоходами. Під час розроблення заходів з удосконалення організації дорожнього руху враховано потреби маломобільних груп населення, зокрема вимоги щодо доступності пішохідної інфраструктури та достатньої тривалості пішохідних інтервалів. Запропоновані інженерно-організаційні рішення, що спрямовані на зменшення транспортних затримок, підвищення рівня безпеки усіх учасників дорожнього руху, а також здійснено оптимізацію режимів роботи світлофорного регулювання та створення більш комфортних і безпечних умов пересування для всіх категорій користувачів вулично-дорожньої мережі.
світлофорне регулювання, організація дорожнього руху, фазовий коефіцієнт, потік насичення, цикл регулювання, безпека дорожнього руху
Методи реконструкції зелених зон у житлових кварталах щільної забудови: інклюзивний підхід (на прикладі кварталу Гуща в м. Луцьку)
На сьогодні стратегічна реновація та комплексне розширення ландшафтно-рекреаційної інфраструктури в межах міської забудови України набули критичного значення. Повномасштабна військова агресія спричинила стрімке зростання кількості громадян – як ветеранів війни, так і цивільного населення, які потребують тривалого відновлення та якісної інклюзивної реабілітації безпосередньо в межах житлових громад. Існуюча мережа зелених зон загального користування у спальних районах, зокрема у кварталах зі щільною забудовою, демонструє невідповідність сучасним вимогам безбар’єрності та ерготерапевтичним запитам, що зумовлює гостру потребу у впровадженні системних підходів до модернізації публічних просторів. У роботі досліджується актуальність ревіталізації рекреаційного каркаса міських кварталів, зокрема аналізуються виклики, пов'язані з дефіцитом інклюзивного середовища та занедбаністю прибудинкових територій. На прикладі кварталу Гуща у місті Луцьку, який в умовах високої щільності забудови відчуває критичне навантаження на зелені насадження, обґрунтовуються перспективи формування мультифункціональних зон реабілітації. Особлива увага приділяється принципам просторово-планувальної організації, створенню терапевтичних ландшафтів та адаптації існуючих просторів, адаптованих до потреб маломобільних груп населення. Реконструкція зелених зон, що базується на принципах трансформативності та мультифункціональності, дозволяє оперативно адаптувати функціональне призначення території до динамічних запитів мешканців, від активної фізичної реабілітації до спокійного психологічного відновлення. Впровадження екологічно орієнтованих рішень, зокрема «міських городів» та вертикального озеленення, слід розглядати не як разовий благоустрій, а як довгострокову соціальну інвестицію. Така стратегія не лише гарантує забезпечення конституційного права на гідне та доступне середовище для кожного постраждалого, а й значно підвищує резистентність (стійкість) міської системи охорони здоров'я та соціального захисту. Результати дослідження підтверджують, що науково обґрунтована модернізація рекреаційних зон кварталу Гуща сприяє формуванню комплексного відновлювального середовища, яке інтегрує фізичну та психоемоційну складові реабілітації. Це дозволяє не лише оптимізувати процеси відновлення, а й забезпечити повноцінну соціальну інтеграцію пацієнтів, покращити якість їхнього повсякденного життя та зміцнити соціальну згуртованість у межах житлової громади.
містобудівна реконструкція, інклюзивність, зелені зони, квартал Гуща, мультифункціональний простір, реабілітаційне середовище, доступність, програмний комплекс QGIS
Удосконалена методика реконструкції інженерного обладнання індивідуальних будинків, пошкоджених внаслідок воєнних дій
У статті розглянуто питання вдосконалення методики реконструкції інженерного обладнання пошкоджених будинків із впровадженням енергоощадних технологій. Актуальність дослідження зумовлена необхідністю модернізації будівельного фонду України в умовах повоєнного відновлення, зниження енергоспоживання та скорочення експлуатаційних витрат. Особливу увагу приділено модернізації систем теплопостачання та оцінці доцільності використання сучасного теплогенерувального обладнання. Об’єктом дослідження є методика реконструкції інженерного обладнання індивідуального двоповерхового будинку. Предметом дослідження визначено методи підвищення енергоефективності системи опалення шляхом модернізації обладнання та застосування енергоощадних технологій. У роботі використано комплексний підхід, що включає аналіз технічного стану будівлі, оцінку енергетичних показників і порівняльний аналіз варіантів теплопостачання. У результаті дослідження встановлено, що система теплопостачання будинку втратила працездатність унаслідок пошкодження котельного обладнання, а природна вентиляція спричиняє значні тепловтрати та підвищене енергоспоживання. Розрахункове теплове навантаження будинку становить близько 14 кВт, а орієнтовне річне споживання теплової енергії – 18 тис. кВт-год. У роботі розглянуто чотири варіанти систем опалення: водяну теплу підлогу з електричним котлом, твердопаливним котлом, тепловим насосом, сонячну станцію та електричну підлогу. Порівняльний аналіз показав, що система з електричним котлом має найвищі експлуатаційні витрати, а використання твердопаливного котла потребує постійного технічного обслуговування. Найбільш доцільним варіантом визначено систему з тепловим насосом, яка забезпечує зниження витрат на енергоресурси та підвищення енергоефективності теплопостачання.
реконструкція будівель, інженерне обладнання, система опалення, тепловий насос, енергоощадність
Технічне обстеження несучих конструкцій полігонального сталевого флагштока на площі Б. Хмельницького у місті Ужгороді
Обстеження сталевих конструкцій полігонального сталевого флагштока при проведенні реконструкції існуючого фундаменту під влаштування флагштока на площі Б. Хмельницького в місті Ужгороді проводилося з метою оцінки його технічного стану та експлуатаційної придатності. Флагшток представляє собою сталеву конічну полігональну конструкцію, три секції якої з'єднані методом самонасаджування і мають покриття методом гарячого цинкування. На стовбурі опори є конструктивні елементи (ролики) необхідні для підйому та опускання прапора за допомогою електричного приводу. Згідно проєктної документації флагшток в змонтованому вигляді має загальну висоту 30 м, діаметр біля опорної частини – 850 мм, у верхній частині – 200 мм. Товщина металу нижньої секції – 5 мм, двох верхніх – 4 мм. Місце обпирання на фундамент посилене сталевою пластиною діаметром 1180 мм товщиною 30 мм з вертикальними ребрами жорсткості та 20-ма отворами для анкерів кріплення. На день огляду нижня частина опорної плити з анкерами кріплення закладної деталі схована покриттям з кам’яної бруківки. Під час проведення обстеження проводилися наступні роботи: аналіз технічної документації на спорудження флагштока; суцільне візуальне обстеження технічного стану сталевих елементів з фотофіксацією; геодезичні вимірювання кренів споруди щогли, нівелювання положення опорної частини щогли та топографічне знімання; аналіз матеріалів авторського нагляду виконавця робіт з розробки проекту. У результаті проведення робіт з обстеження не виявлені зовнішні ознаки корозійного ураження та механічні пошкодження конструкції. Встановлене відхилення конструкції щогли від проектного положення та невідповідність конструкції закладної анкерної деталі проекту. На основі проведеного обстеження рекомендується здійснити заходи з посилення опорної частини нижньої секції флагштока та провести вивірку її положення та закріпити гайками з контргайками із заповненням зазорів надміцним розчином.
сталеві конструкції, флагшток, крен споруди, геодезичні вимірювання, нівелювання положення, топографічне знімання, корозійне ураження
Методи оцінки технічного стану будівель після екстремальних впливів
У статті розглянуті методичні підходи до оцінки технічного стану будівель після вибухових та термічних впливів. Запропонована система поєднує польові обстеження, геодезичні вимірювання та лабораторні дослідження матеріалів. Особливу увагу приділено інтеграції даних у єдину розрахункову модель. Дослідження починається з фіксації типів пошкоджень та визначення їхніх геометричних характеристик. На основі отриманих відомостей формується інтегральний індекс структурної пошкодженості. Просторовий моніторинг деформацій здійснюється за допомогою лазерного сканування та тахеометричних зйомок. Матеріали досліджуються комбінованими методами. Враховуються втрати міцності бетону й арматури під впливом високих температур та корозії. Розроблені математичні співвідношення дають змогу розрахувати залишковий розрахунковий опір та коефіцієнт несучої здатності. Параметризована цифрова модель відтворює реальні умови експлуатації. Вона враховує зниження жорсткості, локальні руйнування та ймовірність прогресуючого обвалення. Нелінійний аналіз напруженого стану визначає граничні значення для прийняття рішень. Показники вказують на необхідність підсилення або повної реконструкції. Окремий розділ присвячено прогнозуванню зміни стану конструкцій у часі. Запропонований алгоритм ранжує варіанти відновлення за технічними та економічними критеріями. Практичне впровадження методики підтвердило її ефективність. Отримані кількісні показники забезпечують обґрунтований вибір між ремонтом та демонтажем. Робота формує наукову основу для безпечної експлуатації пошкоджених обʼєктів. Результати можуть бути використані під час розробки нормативних документів та інженерних проєктів відновлення. Дослідження створює підґрунтя для подальшого розвитку теорії оцінки стійкості споруд у складних експлуатаційних умовах. Наукова новизна полягає в систематизації інструментальних даних та їхній адаптації до сучасних розрахункових стандартів. Апробація підходу на реальних обʼєктах показала високу збіжність між розрахунковими значеннями та фактичним станом конструкцій.
технічне обстеження будівель, вибухові пошкодження, залишкова несуча здатність, скінченно-елементне моделювання, прогресуюче обвалення, відновлення конструкцій. попередження ризиків техногенного характеру
Підвищення міцності ґрунтоцементних паль шляхом оптимізації кінематики бурової штанги при глибинному змішуванні
У цьому дослідженні пропонується вдосконалений метод виготовлення ґрунтоцементних паль з використанням технології глибокого змішування ґрунтів (DSM) для підвищення несучої здатності та довговічності фундаментів у м'яких ґрунтах. Актуальність роботи зумовлена необхідністю підвищення ефективності влаштування основ і фундаментів у складних інженерно-геологічних умовах, де традиційні методи укріплення ґрунтів не завжди забезпечують належні показники міцності та однорідності масиву. У дослідженні представлено концептуальну модель локального ущільнення, яка розглядає свердловину як комбіновану механіко-гідравлічну систему, що дозволяє точніше описати процес формування ґрунтоцементного елемента та керувати його фізико-механічними властивостями. Цей підхід інтегрує безперервне закачування цементного розчину з дискретними зворотними рухами бурильної колони кожні 350-400 мм, що забезпечує інтенсифікацію процесу перемішування та ущільнення ґрунтово-цементної суміші по всій глибині свердловини. Така технологічна схема сприяє формуванню більш щільної та однорідної структури матеріалу, зменшенню пористості та підвищенню адгезійних властивостей між частинками ґрунту та цементного каменю. Лабораторні випробування на глині, суглинку та супіску (вміст цементу 10-20%) підтвердили, що ступінчасте ущільнення збільшує міцність на стиск до 47% (майже у 1,5 рази), досягаючи 12,9 МПа для глини та 15,2 МПа для супіску, що свідчить про високу ефективність запропонованого методу. Результати досліджень показують, що крок ущільнення, що перевищує 400 мм, призводить до структурної неоднорідності та зниження експлуатаційних характеристик паль, тоді як оптимальний інтервал забезпечує максимальну щільність і рівномірний розподіл напружень у масиві. Додатково встановлено, що контроль параметрів процесу (швидкість підйому інструменту, витрата розчину, кратність реверсних переміщень) має вирішальне значення для досягнення стабільних результатів у польових умовах. Технологія зменшує споживання ресурсів на 25-35% завдяки ефективному використанню місцевих ґрунтів, зниженню витрат цементу та енергії, а також скороченню тривалості виконання робіт. Запропонований підхід забезпечує ресурсозберігаюче та екологічно доцільне рішення для будівництва фундаментів і підпірних стін у складних геотехнічних умовах, а також має потенціал для широкого впровадження у практику цивільного та промислового будівництва. Отримані результати можуть бути використані при розробці нормативних рекомендацій та вдосконаленні технологічних регламентів виконання робіт із глибокого змішування ґрунтів.
ґрунтоцементна паля, глибинне змішування ґрунтів (DSM), цементна суспензія, локальне ущільнення, кінематика бурової штанги, несуча здатність
Веломобіль як елемент інноваційної транспортної системи міста
У статті наведено результати дослідження особливостей функціонування веломобіля як інноваційного транспортного засобу. Наведено загальну характеристику веломобіля як транспортного засобу. Показано, що веломобіль є безпечним, комфортним, досить швидкісним видом транспорту, який можна використовувати у різних кліматичних умовах. Для користування ним не потрібна спеціальна і тривала підготовка. Наведено класифікацію веломобілів за функціональним призначенням. Охарактеризовано кожен клас веломобілів. Наведено порівняльний аналіз веломобілів з іншими видами міського транспорту. Проведено аналіз маси веломобіля. Зазначено, що у майбутньому, з удосконаленням конструкцій та використанням новітніх матеріалів, масу веломобілів можна буде зменшити майже вдвічі. Здійснено порівняння швидкості, витрат часу при пересуванні різними видами транспорту, витрат енергії, впливу на міське середовище, рівень шуму, вартості експлуатації, потреби в інфраструктурі, а також комфорту пересування. Показано, що веломобіль є більш екологічним, недорогим у використанні і функціональним видом транспорту. Також показано, що впровадження веломобіля у міське середовище створює можливість для раціонального використання міського простору. Описано можливість застосування веломобілів в різних сферах життя: для щоденних поїздок, екскурсій, прогулянок, перевезення вантажів, для соціальних потреб. Ним можуть користуватись люди похилого віку, люди з інвалідністю або обмеженою рухливістю, а також ті, кому важко користуватись звичайним велосипедом. У сукупності показано, що за умови наявності відповідної інфраструктури, а також певної підтримки з боку держави, веломобіль може стати одним із інноваційних елементів транспортної системи міста.
веломобіль, інновації, транспортна система, біотранспорт, екологічний транспорт, міський транспорт, мобільність
До розрахунку збірно-монолітних тонкостінних залізобетонних склепінь, що виготовляються без застосування опалубки
У статті розглянуто питання розрахунку збірно-монолітних тонкостінних залізобетонних склепінь, що виготовляються без застосування опалубки. Такі конструкції поєднують у собі переваги просторових покриттів та індустріальних збірних елементів; вони можуть виготовлятися безпосередньо на будівельному майданчику з використанням простих технологічних прийомів формування криволінійної поверхні. Разом з тим методика розрахунку подібних конструкцій, зокрема перевірка міцності монолітних швів між збірними елементами, у науковій літературі практично відсутня. Результати розрахунків показали, що зміна жорсткості монолітного шва практично не впливає на величину внутрішніх зусиль у конструкції і лише незначно позначається на переміщеннях. Це дозволяє при розрахунку використовувати спрощену стрижневу модель арки без явного моделювання монолітних швів. Наукова новизна отриманих результатів полягає у встановленні закономірностей розподілу зусиль у комбінованих аркових системах з урахуванням варіативності фізико-механічних характеристик матеріалу швів. Доведено, що локальна неоднорідність жорсткості в зонах стикування елементів не спричиняє суттєвого перерозподілу моментів та сил, що обґрунтовує коректність застосування методів опору матеріалів для аналізу складних просторових оболонок даного типу. Запропоновано підхід до перевірки міцності швів на зсув відповідно до положень Єврокоду-2 з урахуванням реальних значень поперечних сил, отриманих із розрахунку конструкції. Виконано розрахунки арок зі стрілою підйому 3 м та прольотами від 6 до 18 м, визначено необхідне армування та несучу здатність монолітних швів. Розроблена інженерна методика дозволяє на етапі проектування оперативно оцінювати надійність контактних швів, спираючись на стандартні вихідні дані програмних комплексів загального призначення. Отримані результати продемонстрували значний запас міцності контактних поверхонь при зсуві навіть без урахування додаткового ефекту стискальних напружень у шві. Це свідчить про можливість ефективного використання тонкостінних збірно-монолітних склепінь для перекриття прольотів середньої величини, забезпечуючи при цьому високу економічну ефективність за рахунок відсутності витрат на складну опалубку.
залізобетонне склепіння, арка, монолітний шов, несуча здатність, міцність на зсув, поперечна сила
Статичні випробування автодорожніх мостів.ДСТУ 9280:2024 – новий підхід
На автомобільних дорогах України використовується близько 19,5 тис. мостових споруд (мости, шляхопроводи, естакади) різних років побудови. Близько 35% з них працює вже 60 і більше років [1]. Нажаль, 9102 мостових споруд [1] знаходиться у експлуатаційних станах 4 та 5 (обмежено працездатному та непрацездатному), і з кожним роком ситуація погіршується. Одним з основних чинників погіршення стану споруд є їх погане утримання. Експлуатаційне утримання є найдовшим і, мабуть, найвідповідальнішим етапом «життя» автодорожніх мостових споруд. Якщо проєктування та будівництво мосту триває від місяців до декількох років, то подальша експлуатація споруди триває десятиліттями. Одним з елементів експлуатаційного утримання мостів є їх випробування, яке також може бути окремою роботою, наприклад при прийманні споруди в експлуатацію. Випробування можуть бути статичними та динамічними. Найчастіше виконуються статичні випробування мостів, як більш прості по застосуванню обладнання та обробці результатів, які получено при випробуванні, хоча динамічні випробування є більш інформативними. В даному дослідженні порівнюється чинний з 01.10.2024 р. нормативний документ ДСТУ 9280:2024 [2] по статичному випробуванню автодорожніх мостів зі скасованими нормами. Підкреслюється різниця у підході до виконання статичних випробувань мостів, особливо на стадії камеральних робіт. Методологія випробування за [2] є наближеною до виконання випробувань за Єврокодами та нормами США. Аналізується необхідне тимчасове навантаження при статичному випробуванні, застосування відповідних коефіцієнтів. Фіксуються проблемні аспекти, що виникають під час застосування нормативу [2]. Також, підкреслюється необхідність моніторингу температури мосту до початку та під час випробувань, а також урахування впливу температурних деформацій конструкцій споруди на результати вимірювань.
експлуатаційне утримання, мостові споруди, нормативи, статичні випробування, температурні впливи, тимчасове навантаження
Ефективність застосування фібрового армування та модифікуючих добавок у бетоні для жорсткого дорожнього одягу
У статті наведено результати експериментального дослідження механічних властивостей фібробетону з використанням різних видів дисперсного армування, зокрема сталевої, поліпропіленової, скляної та базальтової фібри. Метою дослідження є оцінка впливу типу та вмісту волокон на міцність бетону при стиску, осьовому розтягу та згині, а також на тріщиностійкість і деформативність матеріалу. Основними перевагами фібробетону є зменшення трудомісткості арматурних робіт, підвищення експлуатаційної надійності конструкцій та поєднання процесів армування, приготування і укладання бетонної суміші. Експериментальна програма передбачала випробування бетонних зразків кубів на стиск, призм на осьовий розтяг та призм на згин. Дослідження виконано із застосуванням методів математичного планування експерименту, що забезпечило скорочення кількості випробувань і високу достовірність отриманих результатів. Установлено, що введення фібри підвищує міцність, пластичність та тріщиностійкість бетону, причому характер впливу залежить від фізико-механічних властивостей волокон. Сталева фібра забезпечує найбільше зростання міцності при розтягу та згині завдяки високому модулю пружності й здатності ефективно сприймати розтягувальні напруження. Поліпропіленова фібра покращує тріщиностійкість, знижує усадочне тріщиноутворення та підвищує стійкість бетону до дії агресивного середовища. Скляна фібра сприяє збільшенню міцності при згині та підвищує довговічність матеріалу завдяки високій корозійній стійкості та добрій адгезії до цементного каменю. Отримані результати підтверджують ефективність використання різних видів фібри для підвищення механічних характеристик бетону та обґрунтовують доцільність застосування фібробетону в дорожньому будівництві, транспортних спорудах та інших конструкціях, що працюють в умовах інтенсивних навантажень, експлуатації та несприятливого впливу навколишнього середовища
фібробетон, автомобільні дороги, аеродромне покриттях, фібра, міцність, стиск
Сучасні конструктивні системи для будівництва ЗЗСО із захисними спорудами: матеріали, технології
Стаття присвячена аналізу сучасних конструктивних систем, матеріалів і технологій, що застосовуються під час проєктування закладів загальної середньої освіти (ЗЗСО) із вбудованими або прибудованими захисними спорудами цивільного захисту. Актуальність дослідження визначається потребою забезпечення безперервності освітнього процесу в умовах воєнних загроз в Україні, коли шкільна будівля має поєднувати навчальну та захисну функції. Метою статті є визначення конструктивних рішень, здатних забезпечити безпеку, функціональну придатність, довговічність і подальше використання захисних просторів у мирний час. У роботі використано порівняльний аналіз нормативних вимог, узагальнення наукових публікацій, систематизацію конструктивних рішень і архітектурно-планувальний аналіз укриттів у складі освітніх об’єктів. Обґрунтовано доцільність каркасно-монолітної залізобетонної системи як основи інтеграції захисних споруд у структуру школи, оскільки вона забезпечує просторову жорсткість, планувальну гнучкість і резервний перерозподіл зусиль. Окремо розглянуто застосування фібробетону та комбінованого армування у плитах перекриття, ригелях і вузлах каркаса, що можуть сприймати динамічні, ударні та вибухові навантаження. Проаналізовано локалізацію прогресуючого руйнування, герметизацію швів і вводів інженерних комунікацій, вентиляцію, автономне життєзабезпечення та природне освітлення через світловоди. Визначено інженерно-технологічні умови придатності просторів до тривалого перебування. Встановлено, що ефективність шкільної будівлі із захисною спорудою залежить від узгодження конструктивної схеми, інженерного обладнання, планувальної логіки та сценаріїв експлуатації. Запропоновано інтегративний підхід, за якого укриття розглядається як постійний елемент освітньої інфраструктури, придатний для безпечного перебування, навчання і подальшої адаптації
шкільні будівлі, захисні споруди, каркасно-монолітна система, фібробетон, прогресуюче руйнування
Алгоритмічна еволюція конструкцій та шлях від моноліту до біонічного дизайну через топологічну оптимізацію
У статті представлено результати дослідження ефективності сучасних методів проєктування будівельних конструкцій, зокрема технологій топологічної оптимізації та генеративного дизайну. Сьогодні галузь стикається з потребою знизити витрати металу, не ризикуючи при цьому стійкістю та довговічністю споруд. В умовах дефіциту сировини та жорстких екологічних вимог, перехід до раціонального розподілу матеріалів стає ключовим завданням для сучасної інженерної спільноти. Для порівняльного аналізу було обрано три різні типи конструкцій: стандартну суцільну сталеву балку, класичну ферму та інноваційну біонічну структуру, що імітує природні принципи формування опор. Весь цикл чисельного моделювання виконувався в середовищі Autodesk Fusion 360. Основний фокус дослідження спрямований на алгоритмічне проєктування, де фінальна геометрія виникає не як суб’єктивне бачення інженера, а як прямий результат математичного розрахунку полів напружень. Проведені розрахунки довели, що біонічна модель, сформована через відсікання ненавантажених зон, забезпечує найбільш логічну передачу внутрішніх зусиль. Експериментальні дані підтвердили, що генеративний дизайн дозволяє полегшити конструкцію на цілих 80% відносно монолітного прототипу. При цьому важливо, що необхідний коефіцієнт запасу міцності зберігається в повному обсязі. Такі результати наочно демонструють, що відмова від масивних форм на користь складних алгоритмічних структур – це логічна еволюція інженерії в бік ресурсозбереження. Висновки дослідження мають цінність для проектування легких металоконструкцій нового типу. Впровадження автоматизованих систем такого рівня в освітній процес та реальне виробництво дозволить не лише зекономити на матеріалах і логістиці, а й закласти фундамент для екологічно стійкого будівництва, де кожна деталь працює на межі своїх фізичних можливостей.
топологічна оптимізація, генеративний дизайн, метод скінченних елементів, фермові конструкції, вага, міцність, розвиток
Метод скінченних міських модулів як інструмент моделювання та розрахунку містобудівних систем
У статті запропоновано метод скінченних міських модулів (МСкММ) – принципово новий гібридний підхід до математичного моделювання та розрахунку містобудівних систем, заснований на строгій адаптації апарату методу скінченних елементів (МСЕ) до задач просторового планування. Актуальність розробки зумовлена відсутністю уніфікованого математичного інструментарію, здатного одночасно описувати площинні міські зони, лінійні інфраструктурні мережі та точкові центри тяжіння в єдиній системі рівнянь із чітким трактуванням нормативних обмежень. Показано, що містобудівна система може бути подана через гібридний дискретний простір, де площинні міські модулі (квартали, райони, функціональні зони) описуються як 2D-елементи, транспортні та інженерні мережі – як 1D-елементи, а точкові об'єкти й агенти (центри тяжіння, зупинки, джерела попиту) – як 0D-елементи. Для кожного типу елемента виведено локальні оператори: матрицю жорсткості, матрицю накопичення та вектор навантаження із конкретною урбаністичною інтерпретацією коефіцієнтів (просторова провідність, пропускна здатність, щільність, попит). Запроваджено поняття матриці функціональної сумісності модулів, яка алгебраїзує містобудівний регламент та забезпечує математично коректне зв'язування суміжних міських зон – повна сумісність задає сильний інтерфейсний зв'язок, несумісність – бар'єрний елемент або нульовий зв'язок. Детально розглянуто блокову структуру глобальної системи рівнянь, типи граничних умов (Діріхле, Неймана, Робіна та сідлові умови для задач з нормативними обмеженнями), а також методи розв'язання лінійних і нелінійних систем – ітераційні Крилов-методи, багаторівневі AMG-методи, прямі розріджені розв'язувачі. Описано підходи до динамічного моделювання (IMEX-схеми для жорстких задач) та стохастичного аналізу (неінтрузивні та інтрузивні методи polynomial chaos). Проведено порівняльний аналіз МСкММ із клітинними автоматами, агентно-орієнтованими та транспортними моделями, що підтвердив системні переваги запропонованого підходу: строга варіаційна постановка, адаптивна дискретизація, масштабовані розв'язувачі та природний зв'язок з чинними нормами. Продемонстровано відповідність МСкММ вимогам ДБН Б.2.2-12:2019 та практичну придатність методу для сценарного аналізу, оптимізаційних задач і автоматизованого картографування містобудівних індикаторів.
метод скінченних елементів, містобудівне моделювання, просторове планування, доступність, гібридна дискретизація, сценарний аналіз
Перспективи застосування імпульсної технології для модифікації бетонних і цементних виробів
У статті розглянуто перспективи застосування імпульсної технології для модифікації будівельних матеріалів та виробів на цементній основі з метою підвищення їх експлуатаційної надійності та довговічності. Проведено аналітичний огляд сучасних підходів до поверхневої та об’ємної модифікації бетонів і цементних композитів, спрямованих на зниження водопоглинання, підвищення морозостійкості, зносостійкості та опору дії агресивних середовищ. Особливу увагу приділено технології імпульсного імпрегнування як перспективному способу інтенсифікації проникнення модифікуючих рідин у пористу структуру матеріалу. Розглянуто принцип дії технології, що базується на створенні імпульсів тиску, які забезпечують більш глибоке та рівномірне просочення поверхневого шару бетонних виробів порівняно з традиційними методами. Визначено основні напрями можливого практичного застосування технології у виробництві тротуарної плитки, дорожньо-будівельних елементів, фасадних конструкцій, промислових підлог, а також при ремонті та реконструкції існуючих бетонних і залізобетонних споруд. Показано, що використання імпульсного просочення сприяє зменшенню проникності структури матеріалу, підвищенню його водонепроникності та стійкості до циклічного заморожування і відтавання. Окремо розглянуто перспективи застосування технології для відновлення поверхневого шару експлуатованих конструкцій з ознаками деградації. На основі аналізу наукових публікацій і власних попередніх досліджень автора обґрунтовано доцільність подальшого розвитку цього напряму, зокрема в частині оптимізації режимів імпульсного впливу, підбору складу імпрегнуючих рідин та оцінки довготривалої ефективності модифікації. Результати аналітичного дослідження можуть бути використані як теоретична основа для подальших експериментальних досліджень та впровадження технології у практику виробництва будівельних виробів.
імпульсне імпрегнування, модифікація бетону, будівельні матеріали, морозостійкість, довговічність, поверхневе просочення
Методика ранжування дорожніх сегментів міської мережі на основі показників завантаження та середньої швидкості в ранковий і вечірній піки
У статті розроблено методику розрахункової просторово-часової оцінки умов функціонування міської вулично-дорожньої мережі на рівні дорожніх сегментів. Вихідними даними є геопросторові показники інтенсивності завантаження та середньої швидкості руху в ранковий (AM) і вечірній (PM) періоди. Для забезпечення порівнянності результатів застосовано мін–макс нормування показників і сформовано інтегральний індекс конгестивності CI, який поєднує компоненти завантаження та швидкості в єдиній безрозмірній шкалі й дозволяє ранжувати сегменти за рівнем проблемності. Методика передбачає: підготовку єдиної аналітичної таблиці для сегментів; розрахунок CI окремо для AM та PM; визначення максимального значення CImax як узагальненої характеристики пікової проблемності; оцінювання зміни умов руху між періодами за показником ΔCI = CIpm − CIam. На основі CIam, CIpm та ΔCI виконується ранжування й виділення пріоритетних ділянок, що потребують першочергових організаційних або інфраструктурних заходів (оптимізація режимів регулювання, удосконалення схем руху, локальні заходи підвищення пропускної здатності). Апробацію методики виконано на даних міської мережі (на прикладі м. Тернополя), що дало змогу сформувати перелік сегментів з найвищими значеннями індексу конгестивності в AM/PM та визначити ділянки з найбільшим погіршенням транспортного режиму у вечірній період. Підхід є відтворюваним і може бути реалізований у середовищі ГІС та/або табличних процесорів для регулярного моніторингу, порівняння альтернативних схем організації руху та підготовки аналітичних матеріалів для проєктних рішень у міському будівництві. Отримані результати можуть бути використані як інженерно-аналітична основа для обґрунтування пріоритетів проєктних рішень і планування заходів з підвищення ефективності функціонування вулично-дорожньої мережі.
вулично-дорожня мережа; дорожні сегменти; інтенсивність завантаження; конгестивність; просторово-часовий аналіз
Багатокритеріальний синтез організаційно-технологічних рішень при зведенні енергозберігаючих цивільних будівель
Робота присвячена розв’язанню науково-прикладної проблеми нівелювання «енергетичного розриву» будівель шляхом удосконалення організаційно-технологічних рішень (ОТР) безпосередньо на етапі виконання будівельно-монтажних робіт. Актуальність дослідження обумовлена зростанням вимог до енергоефективності сучасних будівель та необхідністю забезпечення відповідності фактичних показників енергоспоживання проєктним значенням. Запропоновано нову математичну модель багатокритеріального синтезу, яка формалізує залежність між просторово-часовими параметрами будівельних потоків та втратами теплотехнічної однорідності огороджувальних конструкцій, враховуючи вплив технологічних перерв, погодних умов і людського фактора. На відміну від традиційних підходів, що базуються переважно на календарному плануванні, у роботі застосовано метод оптимізації технологічних розривів між процесами влаштування теплоізоляції та її герметизації. Це дозволяє мінімізувати виникнення дефектів, пов’язаних із порушенням суцільності теплоізоляційного контуру, та зменшити тепловтрати ще на стадії зведення об’єкта. Розрахунковий експеримент, проведений із використанням імітаційного моделювання та варіативного аналізу, доводить, що перехід до індустріалізованого монтажу з високим ступенем просторового суміщення генерує суттєвий синергетичний ефект: енерговитрати технологічних процесів на стадії зведення скорочуються на 26,2%, а подальше експлуатаційне енергоспоживання – на 35,1%. Встановлено, що попри локальне зростання початкової кошторисної вартості на 4%, інтегральний критерій технологічної ефективності зростає з 0,84 до 1,11, що свідчить про економічну доцільність впровадження запропонованих рішень у середньо- та довгостроковій перспективі. Додатково обґрунтовано, що оптимізація організаційно-технологічних параметрів позитивно впливає на якість виконання робіт, знижує ризики виникнення прихованих дефектів і підвищує надійність експлуатаційних характеристик будівель. Запропонована організаційно-технологічна модель дозволяє скоротити терміни зведення об’єкту на 21,4%, підвищити рівень керованості будівельних процесів та виступає надійним інструментом гарантування досягнення проєктних показників будівель з майже нульовим енергоспоживанням (nZEB), що відповідає сучасним європейським стандартам енергоефективності та сталого розвитку будівництва.
багатокритеріальний синтез, індустріалізований монтаж, будівельний потік, технологічний розрив, енергетичний розрив
У статті розглянуто енергомоніторинг у громадських будівлях як інструмент системного управління споживанням енергоресурсів, експлуатаційною ефективністю та обґрунтуванням енергоефективних заходів. Показано, що енергоменеджмент та енергомоніторинг формують організаційну, аналітичну й нормативну основу для переходу від епізодичного контролю до постійного управління енергією. Проаналізовано законодавчі передумови впровадження систем енергетичного менеджменту в Україні, їх значення для органів місцевого самоврядування, бюджетних установ і технічної модернізації об’єктів. Виділено шість типових схем енергомоніторингу: базову ручну або напівавтоматизовану, схему з розподільним обліком, автоматизовану схему, схему мікрокліматичного моніторингу, схему аналітики та управлінського реагування, а також модель, інтегровану в логіку ISO 50001 і циклу PDCA. Для кожної схеми окреслено сферу застосування, склад даних, можливості виявлення відхилень, управлінську цінність та обмеження. Обґрунтовано, що ефективність енергомоніторингу визначається не стільки рівнем автоматизації, скільки наявністю повного циклу «дані – аналіз – рішення – дія – перевірка результату – коригування». Показано, що навіть за обмеженого фінансування можливе поетапне впровадження системи моніторингу від простого збору показників до розширеної цифрової платформи. Зроблено висновок, що системний енергомоніторинг дозволяє виявляти неефективне споживання, оцінювати ефект від заходів, пріоритезувати інвестиції, підвищувати комфорт користувачів і формувати доказову базу для управлінських рішень. Особливу увагу слід приділяти підготовці персоналу. Окремо підкреслено, що для великих, енергоємних і технічно складних об’єктів доцільним є перехід до розподільного та автоматизованого обліку, тоді як для закладів з обмеженими ресурсами стартовою може бути спрощена модель із регулярним зняттям показників та подальшим аналізом. Доведено, що ключовою умовою результативності є наявність підготовленого персоналу та управлінського реагування на виявлені відхилення для бюджетних установ.
енергомоніторинг; енергоменеджмент; громадські будівлі; автоматизований облік; ISO 50001.