RSS
Новости дня
  
Яндекс.Метрика

job

hot

stopcorr

prov doc

Отчеты по научным проектам

Министерство образования и науки Кыргызской Республики

КЫРГЫЗСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СТРОИТЕЛЬСТВА, ТРАНСПОРТА И АРХИТЕКТУРЫ им. Н. ИСАНОВА

НИИ «Сейсмостойкое строительство»

УДК 674.048. 001

№ Госрегистрации ________

Инв. №__________________

                                                        УТВЕРЖДАЮ

                                               Ректор КГУСТА им Н.Исанова, д.т.н., проф.

                                                        _______________Абдыкалыков А.А.

                                                        «____»_________________2016 г.

О Т Ч Е Т

о научно-исследовательской работе по теме: «Разработка прогрессивных технологий производства экологически и энергетически эффективных композиционных материалов полифункционального назначения для строительства»

Раздел  «Энергоресурсосберегающие модифицированные органополимеркомпозиты из местного сырья Кыргызской Республики конструкционного назначения для строительства»

(заключительный, проект №1, раздел 5)

Проректор по научной работе и ГЯ, к.т.н., доцент                                                                        Маданбеков Н.Ж.

Директор НИИ «Сейсмостойкое строительство», д.т.н., проф.                                                     Мендекеев Р.А.

Отв. исполнитель темы, д.т.н., проф.                                                                                             Курдюмова В.М.

Реферат

Отчет содержит 59 с., иллюстраций 20, таблиц 4, источников 25.

Ключевые слова: органополимерный композит (ОПК), фенолформальдегидные смолы, PMDI, СФЖ, растительно-вяжущая композиция (РВК), класс эмиссии, прочность при изгибе и растяжении, модуль упругости, плотность и разбухание по толщине, анизотропность.

Объект исследования – создание модифицированных органополимеркомпозитов (ОПК) из местного сырья растительного происхождения (соломы, стеблей однолетних культур и др.) и полимерного связующего СФЖ и PMDI с заданным  комплексом строительно-технических свойств для применения в ограждающих конструкциях зданий.

Выполнены экспериментально-теоретические исследования по разработке конструктивных решений комбинированных стеновых панелей из модифицированного ОПК, дана оценка их ресурсоспособности при эксплуатации, предложена методика их расчета при проектировании и рекомендации по применению.

Невысокая плотность, тепло- и звукопроводность конструкций панелей из ОПК позволит значительно сократить толщину конструкций, что очень выгодно при проектировании зданий в сейсмически активных регионах.

Цель работы: разработка и обоснование конструктивных решений комбинированных ребристых стеновых панелей из органополимеркомпозитов (ОПК) с дисперсной фазой из растительного сырья для строительства.

Методы проведения работы обоснованы использованием общепринятых гипотез и допущений физико-химической механики и механики композиционных материалов, сопоставлением результатов по предлагаемым теоретическим положениям с опытными данными экспериментальных исследований.

         Задачи исследования:

  • Разработка комбинированных  (ребристых) стеновых панелей из ОПК.
  • Оценка ресурсоспособности конструкций из ОПК с учетом ползучести.
  • Разработка методики расчета элементов конструкций из ОПК при длительном действии нагрузок.
  • Разработка методики расчета ребристых комбинированных стеновых панелей из ОПК и рекомендаций по их применению.

Научная новизна: научно обоснована энергоресурсосберегающая технология получения нового строительного материала − органополимеркомпозита на комплексном модифицированном связующем с заполнителем из местного сырья растительного происхождения.

Основные конструктивные, технологические и технико-эксплуата-ционные характеристики ОПК соответствуют стандартным требованиям к строительным композитам и конструкциям из них (СНиП II-25-80*, СНиП 23-01-98 КР).

Результаты работы и их новизна:

На основе экспериментально-теоретических исследований предложен новый состав для создания модифицированных органонолимеркомпозитов (ОПК) из местного сырья растительного происхождения (соломы, стеблей однолетних культур и др.) с заданным комплексом строительно-технических и эксплуатационных свойств для применения в ограждающих облегченных комбинированных конструкциях зданий.

Невысокая плотность, тепло- и звукопроводность ограждающих конструкций из ОПК позволит значительно сократить толщину конструкций, что очень выгодно при проектировании зданий в сейсмически активных регионах.

Получен опытный образец ОПК с результатами основных физико-механических испытаний (плотность, прочность, водопоглощение, разбухание и др.) в рамках стандартных требований к строительным композитам и конструкциям из них. Решение этих задач определяет долговечное развитие экономики, а поставленную проблему, как одну из перспективных в Кыргызской Республике.

Работа посвящена разработке составов и способов получения модифицированных ОПК из местных отходов растительного сырья (солома, стебли хлопчатника, табака и др.) и полимерных связующих для комбинированных стеновых панелей зданий. Получены опытные образцы ОПК с дисперсной фазой из растительного сырья с заданными свойствами для  ограждающих облегченных конструкций зданий.

Состав проклеенной сырьевой композиции: Наполнитель из растительного сырья – до 66%; смола полимерная – 6÷8%; лигносульфонаты – 8÷10%; модификаторы – до 7%.

Физико-механические свойства в зависимости от толщины и назначения: ρ=450÷700 кг/м3;   =17−22 МПа; модуль упругости − 820÷1020 МПа; разбухание – до 8%; Ктепл – до 0,1 Вт/(м·К).

Разработаны конструктивные решения ребристых внутренних стеновых панелей из ОПК (рис. 1,2,3).

Рис. 1. Конструкция ребристой стеновой панели: 1 - обшивка из прессованного ОПК; 2 - минераловатные плиты плотностью не более 100 кг/м3; 3 - рейка 50×80 мм из древесины хвойных пород; 5 - гнездо 140×10×30 мм для соединительных элементов; 6 - полоска из оцинкованного стального листа толщиной 0,8-1 мм.

Рис. 2. Опытный образец полученного изделия.

Органополимеркомпозит (ОПК) из растительного сырья.

Фрагмент стеновой панели из ОПК

Рис. 3. . Опытный образец полученного изделия.

Конструкционно-теплоизоляционный органополимеркомпозит (ОПК)

         Основные результаты:

- На основе экспериментально-теоретических исследований технических свойств ОПК из местного растительного сырья и нетрадиционного связующего −  смол СФЖ и лигносульфонатов, разработана энергосберегающая технология получения ОПК. Установлена целесообразность получения и применения ОПК в строительстве в качестве конструкционно-теплоизоляционного материала для ограждающих конструкций зданий.

- Решены такие задачи, как: применение для ОПК дешевых с/х отходов, недефицитность связующего, простота изготовления ОПК для облегченных конструкций зданий, большеформатность, импортозамещение строительных материалов, сокращение сроков строительства, экономический эффект от сокращения трудозатрат и снижение ок. 25% теплопотерь здания.

- Разработаны варианты конструктивных решений многослойных ребристых стеновых панелей из ОПК размером 3000×1000×120 мм для применения внутри зданий. Комбинированные конструкции стеновой панели, состоящих из деревянного каркаса, обшивок из ОПК δ =19-20 мм и заполнения теплоизоляционным материалом, совмещают в себе несущую, теплоизоляционную и звукоизоляционную функции.

- Дана оценка ресурсоспособности ОПК для конструкций внутренних стеновых панелей с учетом параметров состояния ОПК при ползучести т.е. роста деформаций в течение некоторого времени после приложения нагрузки. Невысокая плотность, тепло-, звукопроводность ограждающих конструкций из ОПК позволит значительно сократить толщину конструкций, что очень выгодно при проектировании зданий в сейсмически опасных регионах.

- Даны рекомендации по проектированию ребристых внутренних стеновых панелей и предложена методика их расчета на устойчивость при длительном действии нагрузок.

Экономический эффект при организации выпуска 1000 м3 ОПК составит ок. 750 тыс. сомов, а экономия натуральной древесины – 2400 м3.

Кыргызский государственный университет строительства, транспорта и архитектуры им. Н.Исанова

НИИ «Сейсмостойкое строительство»

УДК 69:699.86

        Регистр. №__________

Инв. №   ______________

«Утверждаю»

Ректор КГУСТА им. Н.Исанова

д.т.н., проф. Абдыкалыков А.А.

_________________________

«___» _____________ 2016 г.

ОТЧЕТ о научно-исследовательской работе

проект № 1: «Разработка прогрессивных технологий производства экологически и энергетически эффективных композиционных материалов полифункционального назначения»

Раздел № 4

«Разработка технологии получения композитов и изделий на его основе из стеклокристаллического и спеченного базальта»

(заключительный)

Проректор по научной работе, к.т.н., доц.                                                                   Н.Ж.Маданбеков

Директор НИИ «Сейсмостойкое строительство», д.т.н., проф.                                  Р.А.Мендекеев

Руководитель раздела, к.т.н., доц.                                                                                Ж.К.Айдаралиев                                                                      

РЕФЕРАТ

Отчет содержит 109 стр., 24 рис., 23 табл., 41  литературных источников.

Ключевые слова: петрургия, базальт, молибденовый электрод, кристал-лизация, стеклокристаллическое базальтовое стекло, базальтовый расплав.

Срок выполнения работы: с 01. 01. 2016г. по 31. 12. 2016 г.

Научный руководитель:  д.т.н., проф. Абдыкалыков А.А.

Ответственный исполнитель: к.т.н., доцент Айдаралиев Ж.К.

Объект исследования. Состав и свойства минералов и горных пород, электроплавильная печь для плавки минералов и горных пород,   стеклокристаллический базальтовый материал.

Цель исследования. Целью настоящего проекта является разработка технологии получения стеклокристаллического твердого материала из базальтовых пород. 

Задачи исследования:

1. Исследование фазы, выпадающей при кристаллизации и влияние термической обработки на структуру и свойства плавленных пород.

2. Технология получения и оборудование для стеклокристаллического материала из базальтовых пород.

2. Разработка технологии производства и создание оборудования для стеклокристаллического материала из базальтовых пород.

Краткие результаты.

Проведенный анализ камнеплавильных печей, используемых в промышленности, показывает, что для нашей республики из всех печей наиболее выгодным и актуальным является использование электродуговых печей для стеклокристаллического базальтового материала. Электродуговые печи имеют высокий КПД, хорошую экономичность, компактность и возможность получать температуру до 19000С. Питание печей производится через печные трансформаторы. Мощность печей колеблется от 100 кВт/час до нескольких тысяч кВт/час. Однако, электродуговые печи с графитовыми электродами (рис.2.10) имеют свои недостатки: периодичность процесса, образование ферросилиция при плавлении шихты, загрязнение расплава кусочками шихты. В связи с этим, нами была разработана новая конструкция печи с молибденовыми электродами.

Разработаны конструкции электроплавильной печи для технологии стеклокристаллического материала из базальта.

Конструкция разработанной печи представлен на рис 2.1.

n-top:0cm;margin-right:28.25pt;margin-bottom: 0cm;margin-left:0cm;margin-bottom:.0001pt;text-align:justify;line-height:normal; tab-stops:439.45pt'>Директор НИИ «Сейсмостойкое

строительство», д.т.н., проф.                                     Р.А.Мендекеев

Руководитель раздела, к.т.н., доц.                             Ж.К.Айдаралиев                               

Рис. 2.1. Электроплавильная печь с молибденовыми электродами

В электрической печи, применяя для разогрева шихты молибденовые электроды, можно избежать образования ферросилиция. Графитовые электроды из процесса плавки убираются вообще. Печь состоит из холодильников охлаждения, которые опоясывают печь по всему периметру. Крыша также водоохлаждаемая, футерованная шамотным кирпичом. Дно печи сложено из кирпича марки МЛС. Имеется летка для слива ферросилиция и освобождения печи от расплава. Пуск печи осуществляется следующим образом: засыпается слой шихты выше уровня электродов, которые выставляются с зазором 50-60 мм. С помощью «графитовой зажигалки» зажигается электрическая дуга, которая в таких условиях горит самостоятельно. Электрическая дуга наплавляет озерко расплава, и электрод полностью погружается в расплав и дальнейшее плавление шихты идет за счет его сопротивления. Остальные шесть пар электродов разжигаются аналогично. Печь становится в режим разогрева, при котором наваривается необходимое количество и уровень расплава.

Техническая характеристика электрической печи с молибденовыми электродами приведена в табл. 2.1.                          

Таблица 2.1

Техническая характеристика печи с молибденовыми электродами

Наименование

Ед. изм.

Величина

1

Производительность

кг/час

180

2

Мощность трансформатора

кВт

320

3

Напряжение

V

200

4

Максимальный рабочий ток

А

350

5

Количество шихты загружаемой на 1 плавку

кг

200

6

Количество электродов

шт.

6

7

Диаметр электродов

мм

160х300

8

 Расход электроэнергии на 1 т. расплава

кВт/час

1600

9

Печь качающаяся

мм

200

 

Электроплавильная печь с молибденовыми электродами не взаимодействуют с расплавом, не образуют газов и можно избежать образования ферросилиция, т.е. электроплавильная печь с молибденовыми электродами дают наиболее качественный расплав для получения стеклокристаллического материала. С целью установления технологического процесса стеклокристаллического материала из базальта для контроля электроплавильной печи с молибденовыми электродами впервые были использованы тиристорные управления и различные соединения электрической цепи переменного тока.

Технология стеклокристаллического материала из базальта состоит из следующих этапов:

- добыча базальтовой породы;

- дробление базальтового камня на щековой дробилке, где получается необходимая фракция щебня с максимальным размером до 20 мм в поперечнике;

- мойка базальтового щебня, где происходит отделение глинистых отложений и базальтового песка диаметром в поперечнике до 3мм;

- сушка базальтового щебня;

- загрузка шихты базальта в электроплавильную печь для получения гомогенного расплава.

- Получение стеклокристаллических литых изделий.

Камнелитейное производство использует недефицитное сырье, отвалы, шлаки, "хвосты" различных производств, делая их безотходными и улучшая окружающую среду.

Таблица 3.2

Температура плавления базальтовых пород

Наименование месторождений базальтовых пород

Температура плавления базальтовых пород по формуле (2.45), 0С

Температура плавления базальтовых пород

(эксперимент.),  0С

Сулуу-Терек

   

Базальт скрытокристаллический с примазками карбоната

1147,56±4

1180

Базальт мелкокристаллический до скрытокристаллическогос редкими миндалинами

1225,57±4

1350

Кашка-Суу

   

Лейкобазальтафировый, оливиновый, субщелочной

1258,5±4,2

1310

Базальт миндалекаменный, оливинсодержащий

1282±6

1340

Таш-Булак

   

Алевролит

1250±20

1360

Диабазовый порфирит (Абширское)

1380±5,6

1420

Таблица 3.3

Вязкость расплава базальтов в зависимости от их температуры

Месторождение

Вязкость, ð Па·с, при t, 0С

1450

1400

1350

1300

1250

Базальт

38

52

105

192

461

Диабазовый порфирит (Абширское)

63

117

210

312

381

Сулуу-Терек

64

112

190

350

680

Берестовецкое

36

62

102

182

354

Марнеульское

78

130

225

410

765

                                    

Рис. 3.6. Базальтовая расплавленная масса

Предварительный анализ компонентов Базальта Сулуу-Терек-1 по сравнению с рекомендуемым составом показывает, что состав недосыщен окисью магния [(6-9) – 3,98] = 2-5%, литья и окислами железа 16 - 6,48 = 9,5 % химический состав Сулуу-Терек-2 недосыщен окисью кремния SiO2 около 3 %, Подберем необходимый химический состав; добавим 15% андезита и определим расчетный состав. Полученный состав относится ко второй серии (по классификации Ниггли) и пригоден для литья среднегабаритных изделий.     Чем однороднее структура по сечению отливки, тем меньшее число выделившихся фаз, тем качественнее литье. В связи с тем, что пироксены являются основной фазой в литье из горных пород, они и определяют его механическую прочность и кислотостойкость. Присутствие других минералогических фаз, имеющих отличные от пироксенов объемные коэффициенты температурного расширения, приводят к увеличению внутренних напряжений. Необходимо стремиться получать отливки чисто пироксенового состава.

Все выбранные компоненты шихты дробятся на щековой дробилке, затем моются на роторной мойке. Компоненты шихты взвешиваются согласно установленной раскладке и отправляются на роторную мешалку для перемешивания.

Для получения порошков использовали базальтовые отливки следующего минерального состава: до 90 %  моноклинного пироксена, до 15 % магнетита, 2 % хромита, до 15 % стекла и оливин в незначительном количестве.

Магнетит в процессе кристаллизации выделяется первым. Он присутствует в виде мелких кубических кристаллов, тонкой магнетитовой пыли или дендритных форм, которые иногда образуют сплошную сетку. При медленном охлаждении расплава они выделяются в интервале ликвидуса – до 620-650 0С.

Оливины является нежелательной фазой. Они обычно кристаллизуется из расплавов, в состав которых входят железо и при повышенном содержании оксиды магния, особенно в зонах отливок, которые охлаждаются медленно. Плагиоклазы, состоящие из лабрадора или андезина, могут выделяться при медленном охлаждении базальтового расплава в виде бесцветных призматических кристаллов или сферлитовых агрегатов.

Рис. 3.7. Стеклокристалическая базальтовая пористая масса

Рис. 3.8 Стеклокристаллическая плотная базальтовая масса

Рис. 3.9 Стеклокристаллическая базальтовая плотная масса

Главной минеральной фазой расплавленной базальтовой массы является моноклинной пироксен диопсид-геденбергитового ряда. Он выделяется при медленном охлаждении расплавов в интервале температур от 1200 –1150 до 800 0С. Преобладающие формы выделений – сферлиты. 

Рис. 3.10. Испытание  материала 

Различают радиально-волокнистые и перистые сферлиты. Преобладают звездчатые сферолиты, которые имеют округлую или неправильную полигональную форму. В центре их располагаются кристаллы буровато-красного хромита или непрозрачного магнетита. Сферолиты соединяются между собой тонкими оболочками стекла, тонкозернистыми агрегатами магнетита, хромита. Оптимальный размер сферолитов 60-90мкм. Структура базальтовой массы практически полнокристаллическая, по форме кристаллических агрегатов преобладает сферолитовая, но при определенных условиях может образоваться дендритная. Пальцеобразная, а также венечно-сферолитовая. Текстура чаще всего однородная, массивная.

Для получения порошка использовали базальтовая расплавленная масса объемной плотностью 1,8-2,6 г/см3, прочностью на сжаите150-200 МПа, твердостью по Моосу 7-8.Базалтовы плиты измельчали до порошкообразного состояния. При этом порошок с крупностью фракции 2-8 мм. Технология получения порошка отличается относительной простотой.

Проведен физико-механические испытания стеклокристаллического материала из базальтовых пород (см. рис. 3.10).

Физико-механические свойства полученного стеклокристаллического материала приведены в табл. 1.                         Таблица 1

Объемная масса, кг/м3

2750-2900

Водопоглощение, %

0,70

Предел прочности при сжатии, МПа

100-260

Предел прочности при изгибе, МПа

10-30

Ударная вязкость, кДж/м2

1,06

Модуль упругости, МПа

43700

Коэффициент Пуассона

0,24

Термостойкость, °С

700

Теплопроводность, Вт/(м∙°С), при 20 °С

1,07

Удельная теплоемкость, кДж/(кг∙°С) при 20 °С

0,67

Температурный коэффициент линейного расширения,

60

Кислотостойкость, 20 % - ная HCl

80

Кислотостойкость, H2SO4

( химически чистая)

92

                                           

Эффективным методом более широкого внедрения изделий стеклокристаллического материала на основе базальта  на предприятиях является включение нового материала в конструкцию разрабатываемого оборудования и в сооружения, подвергающиеся абразивному изнашиванию, воздействию агрессивных сред и повышенных температур, при проектировании цехов и участков.

На базе ОсОО «Плюс Техно» планируется организовать производствостеклокристаллического материала на основе местного базальта – базальта Сулуу-Терекского месторождения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  1. Проведены литературный анализ, патентный поиск по применению минералов и горных пород, в том числе базальта с целью получения расплавленной стеклокристаллической каменной массы.
  2. Исследован процесс минералообразования базальтовой расплавленной стеклокристаллической массы и влияние содержания основных минералов на кристаллизацию расплава.
  3. Разработана электроплавильная печь с молибденовыми электродами. Проведен расчет параметров электродов и теплообменников печи.
  4. Получен стеклокристаллический базальтовый материал и ее измельченный порошок. Это порошок предлагается как наполнителя для создания полимерных композиционных материалов.

Кыргызский государственный университет строительства,

транспорта и архитектуры им. Н. Исанова

НИИ «Сейсмостойкое строительство»

УДК: 539.347; (539.215)

№ Госрегистрации  __________

Инв. № __________                   

        

                                                                           «УТВЕРЖДАЮ»

                                                                           Ректор КГУСТА

                                                                           д.т.н., профессор

                                                                           ________А.А. Абдыкалыков

                                                                           «_____» декабря     2016г.

ОТЧЕТ о научно-исследовательской работе

по теме: «ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ ОСНОВНЫХ УЗЛОВ ТРЕБУЮЩИХ УСИЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ШКОЛЬНОГО И ДОШКОЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ПОСТРОЕННЫХ ИЗ МЕСТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ТЕРРИТОРИИ КР»

Проректор по научной работе и ГЯ, к.т.н., доцент                                                               Маданбеков Н. Ж.

Директор НИИ «Сейсмостойкое Строительство», д.т.н., проф.                                           Мендекеев Р. А.

Руководитель темы к.ф.-м.н., доц.                                                                                         Маматов Ж. Ы.

Отчет изложен на 124 стр. текста, состоит из введения, основной части из 3 глав и списка использованных источников – 51,  содержит 38 рисунков, 4 приложения и 6 таблиц.

Цель проекта: - Комплексное решение проблем сейсмостойкости и энергосбережения, а также методов усилений существующих зданий из глиноматериалов, путем теоретических и экспериментальных исследований на виброплатформе КГУСТА.

Полученные результаты:

• проведен анализ используемых материалов и разработка технологии подготовки глинистых материалов;

• проведен сбор и обработка данных по каталогам землетрясений в районе г. Бишкек;

• разработаны рекомендации по строительству малоэтажных жилых домов из местных материалов, в сейсмических районах;

• переиздана брошюра на кыргызском языке с дополнениями «Жергиликтүү материалдар менен коопсуз үйлөрдү тургузуу»;

• издана брошюра «Ылай материалдарынан салынган  үйлөрдү күчтөндүрүү боюнча рекомендациялар»;

•   получены 5 актов внедрения;

• сдана в печать рукопись книги «Коопсуз үйлөрдү тургузуу жана тургузулган үйлөрдү бекемдөөнүн ыкмалары» по конкурсу МОиН  КР.

Область применения:

  • полученные данные можно использовать при проектировании и расчете, совершенствовании нормативных документов и разработка новых эффективных конструкций сейсмостойких зданий и сооружений;
  • полученные результаты исследований и проектные разработки служат основой для обеспечение сейсмостойкости наиболее массовых зданий, построенных  из местных материалов.

В первой главе сделан анализ безопасности дошкольных и школьных учреждений на примере Баткенской области

Из 38 дошкольных учреждений 13 детсадов и 11 подготовительных классов находятся в Баткенском районе, 7 детсадов и 7 подготовительных классов – в Лейлекском районе рис.1.1.

Рис. 1.1. Дошкольные учреждения Баткенского и Лейлекского районов

Во  второй главе исследованы ожидаемые ощутимые и сильные землетрясения Инженерно-сейсмометрические станции в Кыргызской Республике

В 1998 году от 19 мая за номером № 285, постановлением Правительства Кыргызской Республики переданы Кыргызскому государственному университету строительства, транспорта и архитектуры (КГУСТА), перечень инженерно-сейсмических станции и помещений:

  1. Инженерно-сейсмометрическая станция  №1- г. Бишкек, 6-мкр., дом  16, кв. 19 и подвальное помещение под склад; занимаемая площадь с подвалом 95м2;
  2. ИСС № 2- г. Бишкек, 4-мкр, пр. Карла-Маркса д. 30а, кв. 3; занимаемая площадь 23м2;
  3. ИСС № 3 – г. Ош ул. Петрова д. 5, кв.20; занимаемая площадь 52 м2;
  4. ИСС № 4 – г. Ош ул. Салиева д. 25, кв. 46; занимаемая площадь 30 м2;
  5. ИСС № 5- г. Бишкек, ул. Малдыбаева 34г, КГУСТА; занимаемая площадь 39 м2;
  6. ИСС № 6 - с. Долинка, пансионат «Алтын-Куль», занимаемая пл-дь 23 м2;
  7. ИСС № 7 - г. Каракол, ул. III Интернационала, д.2 (подвальное помещение); занимаемая площадь 17 м2
  8. ИСС № 8 - г. Бишкек, пр. Манаса, д.29 (нежилое помещение); занимаемая площадь 17 м2;
  9. ИСС № 9- г. Бишкек, ул. Иваницина, д. 83, кв. 29; занимаемая пл-дь 22 м2.

  Подвальное помещение (неблагоустроенное), г. Бишкек, ул. Айни, д.20; занимаемая площадь 103 м2.

  Схема размещения сейсмологических приборов на жилых зданиях приведена на рис.2.1, 2.2, 2.3, 2.4.

Рис.2.1. Схема размещения измерительных пунктов на ИСС 6 м-р, д. 16.

Рис.2.2. Схема размещения измерительных пунктов на ИСС 4 м-р, д.30а

Рис.2.3. Схема размещения измерительных пунктов на ИСС «Иваницина»

Рис.2.4. Спутниковая карта с указанием мест установки цифровых сейсмических станций: ▲2-пункты наблюдения и ее номер; 1-«Асанбай (ИС НАН КР)»; 2-более 9-балльная зона; 3-9-балльная зона; 4-«6-микр.»; 5-«4-микр.»; 6-«Иваницина»

Сейсмическая обстановка за 2012-2015 годы в радиусе 100 км относительно территории г. Бишкек

Территория вокруг города Бишкек рассмотрена в пределах координат φ=41°50΄-43°50΄ и λ=73°00΄-75°50΄. За время наблюдения региональными сейсмометрическими станциями было зарегистрировано землетрясений энергетическим классом от К=5,6 до К=12,6. Ниже на рисунке 2.5 показаны эпицентры землетрясений за 2012-2015гг в радиусе 100км вокруг территории города. На этом рисунке видно, что в пределах отмеченной территории города за этот год произошли землетрясения максимального энергетического класса К=12,6. Следует заметить, что сильные землетрясения в отдельно взятом регионе довольно редкое явление, несмотря на имеющиеся исторические факты. Оценить интервал повторного возникновения сильных землетрясений и сейсмическую опасность представляет собой сложную задачу и во многих случаях история сейсмологии и время наблюдения за землетрясениями недостаточны для исследуемой территории. В таблице 2.1 приведен каталог эпицентров землетрясений в указанном районе /10, 37/.

Рис..2.5. Карта эпицентров землетрясений за период 2012-2015г. в радиусе 100км вокруг территории г. Бишкек.

Карты комплексного сейсмического микрорайонирования территории г. Бишкек и расположение инженерно-сейсмометрических станций

Рис.2.6. Расположение инженерно-сейсмометрических станций г. Бишкек

В 3-й главе  приведены Результаты проведенного эксперимента на модели здания

Наиболее используемыми местными материалами для возведения стен, при строительстве малоэтажных (до 3 этажей) домов являются в Средней Азии в частности Кыргызстане, дома различной структуры с применением глины. Как показывает исторический опыт, широкому распространению сооружений из глины способствовали легкость приготовления, доступность и повсеместность сырья, отсутствие транспортных расходов и дешевизна.

Предложено классифицировать методы строительства жилых домов из местных материалов, на следующие четыре вида /3, 25-27/:

1) Дома со стенами, сооруженными из глинобитного  “сокмо” материала или пахсы, либо из различных глиняных кусков неправильной формы;

2) Дома со стенами, сооруженными из кладки сырого (необожженного) кирпича или блоков правильной формы;

3) Дома с деревянным каркасом с заполнением из глиняных материалов «сынчевые»;

4) Дома из железобетонного каркаса с заполнением из сырого кирпича или различных материалов из глины.

    Из четырех конструкций домов, сделаны условный пьедестал сейсмоустойчивости для их размещения по экономической составляющей, технологиям возведения и устойчивости к землетрясениям по результатам экспериментальных исследований:

на первом месте – дома с “железобетонным каркасом” – каркасы домов такой структуры принимают на себя весь груз, в том случае, если рекомендованные нами строительные технологии (способы) будут соблюдены. Вместе с тем, немного увеличив бюджет, потратив чуть больше средств, можно поставить в проемы всех дверей и окон железобетонные сердечники, соединить их между собой фундаментом и сейсмопоясом. Стену с двух сторон – изнутри и снаружи – усилить сеткой и прочно связать с железобетонными колоннами и сердечниками, и сверху покрыть раствором;

- на втором месте -дома типа «сынч» - каждый элемент таких домов хорошо взаимосвязан с другими элементами и работает с ними в единстве. А также дома такого типа входят в число домов, строящихся легко и быстро по сравнению с другими и не требуют лишних транспортных расходов, поэтому рекомендуем в зонах, подверженных опасности возникновения землетрясений строить дома такой конструкции;

- на третьем месте - дома со стенами, сооруженными из необожжен-ного кирпича или блоков правильной формы, а также пахса дома – особенность стен такого типа в том, что в местах соединения углов кирпичи, блоки пригоняются друг к другу крест-накрест, тем самым не позволяя стенам разойтись, да и устойчивость кирпичей намного превосходит такие же харак-теристики других материалов, изготовленных из глины. А пахсевые дома – вследствие того, что по всему периметру – беспрерывно – осуществляется клад-ка с добавлением различных связующих добавок, в основном соломы, настояв-шейся глины на высоту 50-60 см, рядами – получается монолитная, единая конструкция. Если стену с двух сторон – изнутри и снаружи – усилить (укре-пить), покрыв сеткой и сверху под сильным давлением разбрызгать песчано-цементный раствор, штукатурку, тогда такие дома могут занять 2-е место;

- на четвертом месте - дома со стенами, сооруженными из глинобитного материала или различных грунтовых (глиняных) кусков неправильной формы – причина того, что такие дома часто подвергаются разрушению – во-первых, у них несущие конструкции не связаны между собой; - во-вторых, не выполняются антисейсмические мероприятия; - в-третьих - это последствия неправильной эксплуатации домов.

По итогам приведенных исследований, в очередной раз убеждаемся в том, что дома, построенные без достаточного знания и соблюдения технологии строительства жилых строений, из глины в различном виде (сокмо, необожженный кирпич и пахса), не устойчивы к землетрясению.

Если глинобитный здания был построен без необходимых элементов усиления, его все еще можно усилить. Конечно, в этом случае нельзя с точностью гарантировать, что очередное землетрясение дом выдержит без каких-либо повреждений, но по крайней мере, в любом случае, правильно определенная проблема предотвратит большие потери. Возможно, сохранит жизнь вам или членам вашей семьи или снизит степень возможного ущерба здоровью. К тому же, правильно и своевременно проведенное усиление даст больше времени для того, чтобы покинуть помещение /3,  40/.

3.1. Рекомендации и опыты по усилению существующих зданий построенных из местных материалов

Приведем следующие прмеры когда минимально выполненные мероприятия дали неплохой  результат.

         I.  Пример 1 -  в одной из стран Южной Америки (Перу) были

Рис.3.1. Схема глинобитной постройки усиливаемой по методу частичного усиления

проведены частичные усиления глинобитных домов с использованием несложной технологии, и после очередного землетрясения это дало свои  неплохие результаты /40/. В качестве усиления используется сварная металлическая сетка ячейкой 2,5 х 2,5 см. Листы сетки анкеруеются на горизонтальных и вертикальных стыках или углах стен с обоих сторон, с внешней и внутренней стороны. Между сетками, насквозь стены продевается анкер и фиксирует их между собой (рис.3.1). Подобное усиление на существующих зданиях не усиленных во время строительства, имитирует поведение ригелей, сердечников и колонн.

 II. Пример 2 - один из методов усиления глинобитных зданий из практического опыта «Хабитат фор Хьюманити» Таджикистан разработанного совместно с Институтом сейсмостойкого строительства и сейсмологии Академии Наук Таджикистана, это одностороннее усиление несущих стен одноэтажных домов со стенами из глиноматериалов, т.е. это «вживление» в стены глинобитной постройки деревянного каркаса аналогичного «сынчевой» конструкции. Данный метод прошел экспериментальную проверку в институте сейсмологии Таджикистана и по его заключению обеспечивает безопасность глинобитных построек в 8 балльной сейсмической зоне /40/. Суть этой технологии, заключается в усилении глинобитных стен с помощью деревянного бруса (150х100 мм) по горизонтальным и вертикальным углам стен с диагональными распорками (100х500 мм) между ними, с последующей накрывкой каркаса сплетенной сетью из тутовых, ивовых и др. ветвей. По результатам испытаний, ветки тутовника были признаны наиболее прочными из древесных растений широко произрастающих на территории Кумсангирского района Таджикистана. Производство работ происходит по  следующей последовательности (рис. 3.2):

  1. Обдирка штукатурного слоя стен до основной стены
  2. Разметка стены для штроб (горизонтально и вертикально по углам и краям проемов, а также диагонально между стойками каркаса). Штробирование стен на глубину 150 мм, шириной 120-150 мм.
  3. Установка деревянного бруса в штробы и закрепление между собой, фундаментом и балками перекрытия.
  4. Установка сплетенной сетки из тутовых веток ячейкой 150Х150 мм толщина веток 15-25 мм.

Риc.3.2. Каркас и сетка из прутьев установленные в стену

III. Пример 3 -  другой вариант усиления (Узбекистан) /40/. Здания рекомендуется усиливать как на  рис. 3.3:

1.Несущие стены усиливают двусторонними вертикальными арматурными сетками с ячейками 150х150 мм из проволоки Вр-I диаметром не менее 4 мм.

2.Перед установкой сеток с двух сторон стен снимается штукатурка.

Рис.3.3. Схема усиления глинобитных стен Z-образными стержнями и сеткой 150Х150 из проволоки Вр-1 диам. 4-5 мм

  1. Сетки противоположных сторон связываются между собой Z-образными стержнями диаметром 6-8 мм из стали класса А-I. Как показано на следующем рисунке.
  2. В нижней части сетки заводятся на 20 см ниже отметки верха земли и анкерятся в фундаменте или во вновь возводимом фундаменте.
  3. В верхней части, сетки объединяются сейсмопоясом, состоящим из двух арматурных стержней диаметром 12 мм, установленных непрерывно по всему периметру с двух сторон несущих стен.
  4. По сеткам наносится цементно-песчаный раствор с прочностью на сжатие не ниже 100 кгс/см2. Перед нанесением раствора поверхность стен следует смочить водой.

IV. Пример 4. КыргызНИИП сейсмостойкого строительства разработал метод усиления /45, 46/. “Как можно сделать более безопасным существующий дом из глинистых материалов”. Основным элементом усиления одноэтажных зданий со стенами из сырцового кирпича и самана является дополнительный деревянный каркас из брусков и досок, устанавливаемый с двух сторон стен и соединяемый между собой при помощи накладок и металлических болтов (рис. 3.4). 

Рис.3.4. Порядок выполнения работ по усилению дома из глинистых материалов

Последовательность работ:

1) Вскрываются конструкции пола и потолка в местах установки элементов каркаса.

2) Выполняется заготовка всех элементов каркаса: стойки, обвязка, раскосы, болты и др.

3) Производится штробирование в стенах под элементы каркаса усиления (удаляется слой штукатурки).

4) Пробиваются или просверливаются отверстия диаметром 12-18 мм для крепления болтов.

5) Монтируются элементы каркасного усиления в соответствии со схемой и соединяются в узлах болтами через отверстия в стенах с жесткой затяжкой.

6) С помощью скоб или металлических уголков обеспечивается связь каркаса усиления с балками перекрытия.

7) Устройством дополнительного фундамента по внешнему периметру существующего дома обеспечивается связь каркаса с фундаментом.

Наши рекомендации на основе экспериментальных исследований  в НИИ «Сейсмостойкое строительство»  КГУСТА им. Н. Исанова

Процессы возведения и усиления модели здания

Рис.3.5. Вид модели здание из глины ( пахсы)

По результатам проведенного эксперимента выявлено, что интенсивность виброколебаний, выраженная в ускорениях, равна 9 баллам по шкале  MSK-64 и 8 баллам в соответствии с EMS-92. Здание такого типа не подверглось разрушению /49, 50/.

По итогам приведенных нами исследований, в очередной раз убеждаемся в том, что дома, построенные без достаточного знания и соблюдения технологии строительства жилых строений, из глины в различном виде (сокмо, необожженный кирпич и пахса), не устойчивы к землетрясению.

Результаты исследования колебаний на виброплатформе 

Рис.3.14. График интенсивности колебаний, выраженные в ускорениях.

В соответствии со шкалой MSK-64 интенсивность колебаний - 9 баллов, EMS-92 – 8 баллов

Следует заметить, что поскольку виброплатформа является искусственным источником вынужденных колебаний, то предполагает наличие определенных ограничений, т.е. ускорения колебаний виброплатформы находятся в обратной зависимости от массы испытываемой модели: чем меньше нагрузка на виброплатформу, тем больше создаваемые ею величины ускорений и смещений (рис. 3.15). 

Рис.3.15. Зависимость частот и амплитуд колебаний виброплатформы от массы модели

Кроме того, колебания виброплатформы имеют строго горизонтальную направленность, тогда как реальные сейсмические колебания имеют разнонаправленный характер в среде.

ВЫВОДЫ  и РЕКОМЕНДАЦИИ

Из вышеуказанных методов усиления каждый гражданин должен определиться и выбрать какой тип усиления ему нужен.

Изучив существующие методы усиления и утепления нами предлагается совместить высокую эффективность применения деревянного каркаса из брусков и досок, устанавливаемый с двух сторон стен и соединяемый между собой при помощи накладок и металлических болтов. Наружные части стен после установки деревянных каркасов, между стойками и раскосами в качестве утеплителя использовали пенопласт толщиной 50 мм (Рис. 3.16). Причем, пенопласт  выбирается из условия пожаробезопасности т.е. в данном случае он должен быть не воспламеняющим.

Рис.3.16.Общий вид заполнения каркаса между стойками и раскосами с пенопластом

Так как, на пенопласт простая штукатурка не клеется, надо использовать специальные сетки и клеи. После чего, наружного штукатурного слоя рекомендуется все наружные стены усиливать вертикальными арматурными сетками с ячейками 150х150 мм из проволоки Вр-I диаметром не менее 4 мм, в слое цементно-песчаного раствора (рис. 3.17).

Однако, для достижения достаточного сцепления между поверхностью стены из глиноматериала и слоем цементно-песчаного раствора как железобетонную рубашку надо оставлять зазор 20 мм. Другой способ это замена цементно-песчаного раствора, глино-саманным раствором с достаточным содержанием самана, а арматурные сетки заменить сетками из местных растительных материалов, которые увеличат сцепление и исключат повреждения в виде отслоения штукатурки при землетрясениях.

Рис.3.17. Установка вертикальных сеток снаружи с оставлением зазора 15-20 мм  и штукатурка цементно-песчанным раствором.

Заключение

1. На основании исследований разработан способ усиления и утепления зданий, заключающийся в применении деревянного каркаса из брусков и досок, устанавливаемых с двух сторон стен и соединяемых между собой при помощи накладок и металлических болтов, имеет высокую эффективность.

2. По результатам проведенного на сейсмоплатформе КГУСТА экспе-римента по испытанию сейсмостойкости модели здания выявлено, что интенсивность виброколебаний  составляет 9 баллов по шкале  MSK-64 и 8 баллов в соответствии с EMS-92. Здание, усиленное по разработанному способу,  не подверглось разрушению при сильном «землетрясении».

FaLang translation system by Faboba

Анонс мероприятий

Образование в цифрах

Потребность в педагогических кадрах

Потребность в педагогических кадрах

Потребность в учителях