Shaping of buildings based on rod arches with variable geometry

Resumo

Introduction. Spatial core structures of coatings are used for more efficient industrial production of building structures, which reduces the costs of their mass production, specialization of production and rationality of design solutions. When designing spatial coverings, unique designs of single execution are used, which help to solve grandiose architectural and functional tasks. But coatings that are based on standard elements that help to create various architectural forms are also in great demand.Materials and methods. The subject of the study is a spatial architectural and structural system that is capable of implementing various design tasks, being fast-built, lightweight and having unified elements that exclude assembly welding. Such arches will find wide application from sports to exhibition complexes, thanks to their quick installation. The arch can take the shape of a circle, an ellipse, a parabola or bending in two directions, the arch can take the form of an arbitrary curve with the conjugation of curves curved in different directions.Results. The spatial arch is assembled according to the principle of a crystallographic triangulation scheme, where the upper and lower belts, braces and rods can be distinguished. A new universal joint connecting element connecting from six to twelve standard rods is proposed, which allows achieving a minimum number of standard sizes and performing ground-based manual assembly of enlarged structural elements, the spatial rigidity of the system is ensured when they are articulated together.Conclusions. The results of the present study allow us to consider such a variant of the rod spatial arch as a promising solution, as a result of the theoretical study, it was found that the main direction of improvement of spatial rod structures is the development of new nodal connections.

Sobre autores

Nadezhda Tsaritova

South-Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov (SRSPU(NPI))

Email: ncaritova@yandex.ru

Alexander Tumasov

South-Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov (SRSPU(NPI))

Email: tumasovalexander@gmail.com

Anastasia Kurbanova

South-Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov (SRSPU(NPI))

Email: anastasia.a.kalinina@yandex.ru

Anastasia Shtankevich

South-Russian State Polytechnic University (NPI) named after M.I. Platov (SRSPU(NPI))

Email: anastasiyashtankevich@mail.ru

Bibliografia

  1. Шухов В.Г. Избранные труды: строительная механика. М. : Наука, 1977. 192 с.
  2. Трофимов В.И., Бегун Г.Б. Структурные конструкции: исследование, расчет и проектирование. М. : Стройиздат, 1972. 272 с.
  3. Бабич В.Н., Кремлев А.Г., Холодова Л.П. Методология системного анализа в архитектуре // Архитектон: известия вузов. 2011. № 2 (34). С. 3.
  4. Клячин А.З. Металлические решетчатые пространственные конструкции регулярной структуры (разработка, исследование, опыт применения). Екатеринбург : Диамант, 1994. 277 с.
  5. Еремеев П.Г. Современные стальные конструкции большепролетных покрытий уникальных зданий и сооружений. М. : Ассоциация строительных вузов, 2009. 336 с.
  6. Келасьев Н.Г. Особенности проектирования и строительства футбольного стадиона в Казани для проведения чемпионата мира по футболу // Промышленное и гражданское строительство. 2013. № 6. С. 51–55.
  7. Свентиков А.А., Кузнецов Д.Н. Автоматизированное проектирование пространственных решетчатых стальных конструкций покрытий сложной формы // Строительство и реконструкция. 2021. № 1. С. 38–49. doi: 10.33979/2073-7416-2021-93-1-38-49
  8. Goeppert K., Stein M. International stadium projects: each unique and easy to recognize // Structures Congress 2009. 2009. doi: 10.1061/41031(341)266
  9. Kim S. Shear strength investigation of connections between RC and strengthened steel frames // International Journal of Steel Structures. 2021. Vol. 21. Issue 5. Pp. 1845–1858. doi: 10.1007/s13296-021-00538-2
  10. Инжутов И.С., Дмитриев П.А., Деордиев С.В., Захарюта В.В. Анализ существующих узлов сопряжения пространственных конструкций и разработка сборно-разборного узлового элемента // Вестник МГСУ. 2013. № 3. С. 61–71. doi: 10.22227/1997-0935.2013.3.61-71
  11. Тумасов А.А., Царитова Н.Г., Курбанов А.И., Калинина А.А. Геометрические параметры стержневых трансформируемых арочных систем //Формообразование зданий на основе стержневых арок с изменяемой геометрией С. 6–19
  12. Емельянов Д.И., Кузнецов Д.Н., Федосова Л.А., Глушков А.А. Применение BIM-технологий для проектирования криволинейных покрытий на основе пространственных решетчатых конструкций // Строительная механика и конструкции. 2019. № 1 (20). С. 71–81.
  13. Гайджуров П.П., Царитова Н.Г. Моделирование процесса направленной трансформации регулярных шарнирно-стержневых систем // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. 2021. № 1 (209). С. 5–11. doi: 10.17213/0321-2653-2021-1-5-11
  14. Кривошапко С.Н. Оболочки и стержневые структуры в форме аналитически незадаваемых поверхностей в современной архитектуре // Строительство и реконструкция. 2020. № 3. С. 20–30. doi: 10.33979/2073-7416-2020-89-3-20-30
  15. Tsaritova N.G., Tumasov A.A., Kalinina A.A., Kosogov I.V. Possibilities of Architectural and Constructive Shaping of Spatial Forms from Rod Arches // Lecture Notes in Civil Engineering. 2021. Pp. 229–235. doi: 10.1007/978-3-030-75182-1_31
  16. Семикин П.П., Бацунова Т.П. Динамическая архитектура. Кинетические фасады // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2018. № 6 (714). С. 86–96.
  17. Tsaritova N.G., Buzalo N.A., Tumasov A.A., Platonova I.D., Kurbanov A.I., Kalinina A.A. et al. Transformable systems of spatial structures based on bionic analogues // Proceedings of the International Symposium “Engineering and Earth Sciences: Applied and Fundamental Research” dedicated to the 85th anniversary of H.I. Ibragimov (ISEES 2019). 2019. doi: 10.2991/isees-19.2019.65
  18. Kociecki M., Adeli H. Shape optimization of free-form steel space-frame roof structures with complex geometries using evolutionary computing // Engineering Applications of Artificial Intelligence. 2015. Vol. 38. Pp. 168–182. doi: 10.1016/j.engappai.2014.10.012
  19. Buzalo N.A., Alekseev S.A., Tsaritova N.G. Numerical analysis of spatial structural node bearing capacity in the view of the geometrical and physical nonlinearity // Procedia Engineering. 2016. Vol. 150. Pp. 1748–1753. doi: 10.1016/j.proeng.2016.07.165
  20. Алексеев С.А., Бузало Н.А., Царитова Н.Г., Моисеенко Г.А. Определение силового сопротивления узла пространственной стержневой конструкции // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2020. № 6 (1030). С. 36–38.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».