Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
16 results
Search Results
Item Аналіз тенденцій довготривалих змін кліматичних навантажень(ЦНТУ, 2024) Гордеєв, В. М.; Кордун, О. І.; Пашинський, В. А.; Пашинський, М. В.; Hordeiev, V.; Kordun, O.; Pashynskyi, V.; Pashynskyi, M.За результатами метеорологічних спостережень протягом 1950…2020 років проаналізовані зміни в часі характеристичних значень вітрового тиску та ваги снігового покриву. Попри значні відмінності для різних метеостанцій та різних періодів спостереження, спостерігається загальна тенденція до зменшення навантажень протягом останніх 70 років. Враховуючи несистематичний характер та порівняно невелику інтенсивність виявлених змін, рекомендовано для нормування навантажень об'єднувати дані, отримані в усі періоди спостережень. The purpose of the work is to identify changes in the characteristic values of loads from snow and wind over the past decades, as well as to justify the need to take these changes into account when developing load standards for buildings and structures. Characteristic values of wind pressure are determined by the probabilistic model of a random process. The necessary parameters of the Weibull distribution for 13 weather stations of Ukraine are determined by the histograms of the distribution of the results of wind speed measurements obtained in three different periods of meteorological observations during the years 1961...2020. The characteristic values of the snow load are determined by the probabilistic model of the sequence of annual maxima with the Gumbel distribution. For this purpose, the average values and standards of the annual maximum snow cover weight at 54 weather stations, obtained from the results of snow measurement surveys in three different observation periods during 1950...2020, were used. According to the data of each weather station, the rates of characteristic values of loads change over time are determined. Characteristic values of wind pressure at 11 weather stations out of 13 that were considered decrease by an average of 4.5 Pa/year. For two weather stations, the intensity of the decrease is much greater and equals to 13.4 Pa/year and 25.6 Pa/year. At 41 weather stations out of 54 studied, a decrease in the characteristic values of snow cover weight is observed, and at 13 weather stations, the snow load increases over time. Annual increases in the characteristic values of the weight of the snow cover vary within the range of -22...+25 Pa/year with an average decrease of 4.5 Pa/year.Item Zoning of Thermal Actions on Load-Bearing Structures for the Territory of Ukraine(ЦНТУ, 2024) Pashynskyi, V.; Pashynskyi, M.; Pashynskyi, V.; Пашинський, В. А.; Пашинський, М. В.; Пашинський, В. В.Based on the results of previously conducted research, an administrative-territorial zoning of the characteristic values of thermal changes during summer and winter structural welding of load-bearing elements was performed. The independence of temperature changes from the height above sea level has been revealed. Significant changes by the territory of Ukraine confirmed the need for territorial zoning of temperature on loadbearing structures. Мета роботи полягає в аналізі та адміністративно-територіальному районуванні перепадів кліматичної температури, як силового впливу на будівельні конструкції. Для території кожної з адміністративних областей України встановлені характеристичні значення перепадів температури при літньому та при зимовому замиканні конструкцій. Сформована в середовищі Microsoft Excel база даних включає 50 приморських, 28 гірських (на висотах понад 500 м над рівнем моря), та 330 рівнинних пунктів спостереження України. Для кожного пункту спостереження наявні температури холодного й теплого півріччя, найхолоднішої та найтеплішої доби, перепади температури при літньому та зимовому замиканні конструкцій, запозичені з раніше виконаних досліджень. Встановлено, що параметри температури повітря на приморських пунктах спостереження мало відрізняються від даних для суміжних рівнинних територій. На гірських пунктах спостереження температури холодного й теплого півріччя, найхолоднішої та найтеплішої доби є істотно нижчими, ніж на суміжних рівнинних територіях, але перепади температур при літньому та при зимовому замиканні конструкцій практично не залежать від висоти над рівнем моря. Обласні характеристичні значення перепадів температури повітря при літньому замиканні конструкцій змінюються в межах –39°С…–47°С, а при зимовому замиканні – в межах +30°С…+34°С. Загалом додатні та від’ємні перепади температури зростають за абсолютною величиною в напрямку з південного заходу на північний схід України.Item Вплив підвищення нормативних вимог на рівень теплової надійності та втрати тепла через стіни й покриття житлових і громадських будівель(ЦНТУ, 2024) Пашинський, В. А.; Настоящий, В. А.; Пашинський, М. В.; Богатирьов, Д. В.; Pashynskyi, V.; Nastoyaschiy, V.; Pashynskyi, M.; Bohatyrov, D.Проаналізовано зменшення річних втрат тепла та імовірної тривалості дії теплових відмов стін і покриттів цивільних будівель на території України з опором теплопередачі згідно ДБН В.2.6-31:2016 і ДБН В.2.6-31:2021. При різних значеннях допустимої різниці температур внутрішнього повітря та внутрішньої поверхні огороджень, тривалість дії теплових відмов може відрізнятися на два порядки. Реалізоване в ДБН В.2.6-31:2021 підвищення опору теплопередачі обумовило зменшення втрат тепла в середньому на 17%, а також зменшення тривалості дії теплових відмов стін на 17% і покриттів на 54%. New edition of the State Building Regulations of Ukraine DBN V.2.6-31:2021 "Thermal insulation and energy efficiency of buildings" significantly increases the requirements for heat transfer resistance of walls and coatings of civil buildings. This study was carried out with the aim of evaluating the impact of the increased requirements of DBN V.2.6-31:2021 on the energy efficiency and comfort of buildings by comparing the thermal reliability characteristics of walls and roofs of civil buildings in different regions of Ukraine.Item Методика визначення кліматичних навантажень за даними регіональної мережі метеостанцій(ЦНТУ, 2023) Пашинський, В. А.; Пашинський, М. В.; Pashynskyi, V.; Pashynskyi, М.Методика визначення навантажень і впливів на будівельні конструкції за даними локальної мережі метеостанцій удосконалена шляхом уведення запасів, що враховують випадковий розкид даних найближчих метеостанцій. Визначені доцільні розміри локальної мережі метеостанцій. Обґрунтована можливість відображення територіальної мінливості характеристичних значень снігового та вітрового навантаження рівняннями площини, єдиними для усієї території області. У якості прикладу отримані такі рівняння для п'яти областей України. The work is devoted to the adaptation of the planar approximation method to determine the characteristic values of snow cover weight and wind pressure at a given design point based on the data of a local network of weather stations. Important elements of the research are the provision of specified reserves for the determination of characteristic values, as well as the analysis of the possibility of using a single equation for the entire territory of each of the administrative regions of Ukraine. The initial data are characteristic values of snow cover weight and maximum wind pressure with a recurrence period of 50 years at 171 plain weather stations of Ukraine. According to the data of the weather stations of the region, the equation of the Euclidean plane is established by the method of least squares, which generally reflects the trend of territorial changes in the characteristic value of the load. Calculations for three project points from different geographical regions of Ukraine showed that the equations of the approximating Euclidean plane should be made taking into account the data of the local network of weather stations located within a radius of 100...150 km from the project point. Based on the obtained equation and the geographical coordinates of the design point, the desired characteristic value of the load is calculated. The necessary reserves in determining the characteristic values of the loads are provided taking into account the statistical distribution of the data of individual weather stations relative to the obtained Euclidean plane. In order to substantiate the possibility of describing the trends of territorial changes in the characteristic values of snow and wind loads within the entire territory of the administrative region with a single equation of the Euclidean plane, calculations were made for five regions of Ukraine. The deviations obtained by this equation of the characteristic values of the loads from the actual data of individual weather stations are basically close to the similar deviations of the territorial zoning maps of the current DBN B.1.2-2:2006 "Loads and influences". The results of the study confirmed the possibility of determining the characteristic values of climatic loads at a given geographic (design) point with a given level of security according to the equation of the Euclidean plane, which was established by the method of least squares based on the data of the local network of weather stations in the region. In most cases, this equation can be the same for the entire territory of the administrative region. The division of the territory of the region into parts with significantly different climatic conditions contributes to the reduction of probable errors in determining the characteristic values of loads.Item Несуча здатність сонячних панелей, встановлених на похилих дахах будівель на території України(ЦНТУ, 2022) Пашинський, М. В.; Настоящий, В. А.; Пашинський, В. А.; Pashynskyi, M.; Nastoyashchiy, V.; Pashynskyi, V.Виконані розрахунки несучої здатності сонячних панелей, розташованих на дахах малоповерхових будинків у різних регіонах України. З урахуванням кліматичних навантажень для кожної з адміністративних областей встановлені допустимі значення прольоту панелей при різних кутах нахилу до горизонту. В усіх випадках вирішальним виявився розрахунок за вимогами другого граничного стану. Результати дослідження дозволяють враховувати несучу здатність при виборі сонячних панелей для різних областей України. The growing shortage of energy resources encourages the more active usage of energy-efficient technologies, in particular the use of solar panels to power low-rise buildings. The aim of the work is to establish the maximum allowable spans of solar panels taking into account climatic loads in different regions of Ukraine. According to the previously developed method, the bearing capacity of solar panels made of tempered glass with a thickness of 3 mm at a ratio of length to span of the panel equal to 2.0 was performed. The panels are installed at a height of up to 20 m from the ground level at angles of inclination to the horizon due to the design of the roofs. Characteristic values of snow cover weight, ice weight and wind pressure were adopted based on the results of the administrative-territorial zoning of Ukraine previously performed by the authors. Each administrative region corresponds to the characteristic values of the loads set in the safety margin with a security level of 0.95. This approach allowed to obtain the dependences of the maximum allowable span (smaller size) of the solar panel from its angle of inclination to the horizon for all 25 regions. In all cases, the condition of rigidity was decisive, and the allowable spans of panels in Ukraine were obtained equal to 0.61… 1.10 m. The largest allowable spans are in the southern regions, and the smallest span - in the snowy regions of Ukraine. Changing the thickness of the panel leads to a proportional change in its allowable span. The developed recommendations allow to choose the type and dimensions of solar panels for installation on the hip roofs of buildings in each of the administrative regions of Ukraine. The allowable span of panels, the shape of which is closer to square, can be increased by repeating the calculations according to the aforementioned method.Item Імовірнісний аналіз теплової надійності вузлів цегляних стін житлових будівель(ЦНТУ, 2022) Пашинський, В. А.; Пашинський, М. В.; Джирма, С. О.; Pashynskyi, V.; Pashynskyi, M.; Dzhyrma, S.Обчислені імовірні тривалості стану теплової відмови за критерієм утворення конденсату в характерних вузлах цегляних стін житлових будівель другої половини ХХ століття. Вузли цегляних стін товщиною 51 см мають недостатній рівень теплової надійності. Рівномірне фасадне утеплення зменшує тривалості теплових відмов трьох вузлів з шести розглянутих до 10 хв/рік і менше. У вузлах примикання бічної та верхньої грані вікна, а також примикання балконної плити тривалість теплових відмов залишається надто великою навіть при виконанні додаткового локального утеплення цих зон. When the temperature of the inner surface of the enclosing structures falls below the dew point, moisture from the indoor air may condense on it. Thermal characteristics of building materials, outdoor and indoor air temperatures and dew points are random variables or processes. This necessitates a probabilistic assessment of the possibility of thermal failures by the criterion of condensate formation in areas of increased heat transfer of enclosing structures. This work is performed in order to analyze the probabilistic thermal reliability of the characteristic units of brick walls of residential buildings erected in the second half of the 20th century, in the design condition and after thermal modernization by installing additional facade insulation. To analyze the level of thermal reliability, six characteristic units of brick walls were selected. The nodes were analyzed in the initial state, taking into account the uniform facade insulation, as well as with additional local insulation of areas of increased heat transfer. The calculations were performed according to the previously developed author's method, which is based on estimating the probability of falling of the random temperature of the inner surface of the wall below the random temperature of the dew point. The initial data take into account the statistical characteristics of the following random variables: conditional heat transfer resistance of the wall in the zone of heat conduction, dew point temperature, indoor air temperature, outside air temperature for each month of the heating period. The result of the calculation is the probable annual duration of the state of thermal failure according to the criterion of condensate formation on the inner surface of the walls in the critical areas of the nodes. It is established that the units of brick walls with a thickness of 51 cm in the design condition have an insufficient level of thermal reliability. Uniform facade insulation allows to reduce the duration of thermal failures of three nodes from the six considered to values not exceeding 10 minutes during the year. In some areas of the other three nodes (adjacency of the side and top faces of the window, adjacency of reinforced concrete balcony slab) the duration of thermal failures remains unacceptably long even when performing additional local insulation of these areas.Item Метрологічне забезпечення контролю технічних характеристик будівельних матеріалів і виробів(ЦНТУ, 2022) Пашинський, В. А.; Пашинський, М. В.; Дарієнко, В. В.; Pashynskyi, V.; Pashynskyi, М.; Darienko, V.На основі теорії похибок та методу лінеаризації функцій випадкових величин отримані робочі формули для оцінювання імовірних похибок експериментального визначення середньої густини, вологості, водопоглинання та міцності при стиску будівельних матеріалів на зразках правильної геометричної форми. Отримані формули дозволяють обґрунтовано вибрати засоби вимірювань з урахуванням необхідної точності визначення технічних характеристик. The problem of assessing the possible relative errors of the technical characteristics of building materials when testing samples of the correct geometric shape has been solved. The work is based on the theory of errors and on the method of linearization of functions of random variables. The technical characteristics of the materials are determined by the equations of indirect measurements through the input parameters, directly measured during the tests with known level of accuracy. Linearization of the equations of indirect measurement allowed to obtain dependences for determining the standard and probable relative errors of determining the average density, humidity, water absorption and compressive strength of building materials. Samples of the correct geometric shape of the following types are considered: cube, parallelepiped, circular cylinder. The input values of the obtained formulas are the size and weight of the samples, as well as the destructive force during compression. The accuracy of direct measurement of these values is determined by the values of division of the corresponding measuring instruments. The obtained formulas give possible relative errors of indirect measurements of the analyzed technical characteristics corresponding to the given two-way security level. The use of the obtained formulas allows you to reasonably choose the means for measuring the input parameters that provide the necessary accuracy of the results of determining the technical characteristics with the maximum ease of performing the measurements. The method for assessing the accuracy and the choice of measuring instruments for measuring the size and mass of samples is illustrated by an example of determining the average density of a mortar based on the results of testing cubic samples of different sizes. The results of the study can be used in the experimental determination of the analyzed technical characteristics of building materials of other types, as well as extended to assess the accuracy of other technical characteristics, which are determined by indirect methods.Item Порівняння методів розрахунку плитних фундаментів з урахуванням результатів інженерно-геологічних вишукувань та геодезичних спостережень за процесом просідання(ЦНТУ, 2022) Пашинський, В. А.; Тихий, А. А.; Пашинський, М. В.; Карпушин, С. О.; Яцун, В. В.; Pashynskyi, V.; Tykhyi, A.; Pashynskyi, M.; Karpushyn, S.; Yatsun, V.На прикладі фундаменту під силос зерносховища у вигляді круглої залізобетонної плити діаметром 20,4 м виконане порівняння трьох методів розрахунку осідання суцільних плитних фундаментів. Розрахунки за моделлю плити на пружній основі та за моделлю об'ємних скінченних елементів дали середні значення осідання 2,15 см та 2,4 см, близькі до фактичної величини 1,75 см, отриманої за результатами натурних геодезичних спостережень, що велися з початку будівництва об'єкту. Регламентований чинними нормами проектування розрахунок за методом пошарового підсумовування дав різко завищений результат 13,7 см. Increasing the height of buildings and structures in combination with the development of areas with unfavorable geotechnical conditions cause the use of foundations in the form of solid reinforced concrete slabs. In complex geotechnical conditions and under high loads, the soils can work beyond linear deformation. This necessitates the calculation of the system "building-foundation-soil" based on the assumptions of nonlinear soil mechanics. The issue of designing foundations for cylindrical structures of the agro-industrial complex, in particular granaries, is especially relevant. The task of this study is a comparative analysis of different methods for calculating the subsidence of slab foundations to select a rational model of deformation of the soil. The comparison of calculation methods is carried out on the example of the foundation under the granary with a volume of 8841 m3. The foundation is made in the form of a round reinforced concrete slab with a diameter of 20.4 m. The characteristics of the soil are established by the results of geotechnical surveys. The calculation according to the Winkler model (elastic base plate with one coefficient of subgrade reaction) was performed in the "Cross" module of the SCAD Office software package. With a total load on the foundation of 2741 tf, its average subsidence is 2.15 cm. The calculation according to the model of three-dimensional finite elements of cubic shape was performed in the environment of the SCAD Office software package. The average subsidence of the foundation is 2.4 cm. The calculation by the method of layer-by-layer summation according to the instructions of DBN B.2.1-10: 2018 gave the subsidence of the foundation slab equal to 13.7 cm. The actual average subsidence of the foundation during the observation period in different areas of the foundation was 1.1… 2.4 cm and averaged 1.75 cm. The comparison of the analyzed methods for determining the subsidence of the foundation indicates the closeness of the results of calculations on the model of the slab on an elastic basis and the model of three-dimensional finite elements to the actual value of subsidence and the greatly higher result of the calculation by layer summation. The use of the latter method leads to excessive reliability in the design of foundations.Item Методика розрахунку несучої здатності сонячних панелей як елемента забезпечення енергоефективності будівель(ЦНТУ, 2022) Настоящий, В. А.; Пашинський, В. А.; Пашинський, М. В.; Якименко, М. С.; Nastoyashchiy, V.; Pashynskyi, V.; Pashynskyi, M.; Yakimenko, S.Запропонована методика розрахунку несучої здатності сонячних панелей, розташованих на дахах малоповерхових будинків. Отримані робочі формули для визначення допустимого прольоту панелі типової конструкції залежно від навантажень, відношення розмірів її сторін та кута нахилу до горизонту. З урахуванням кліматичних навантажень у м. Кропивницький встановлено, що вирішальним є розрахунок за вимогами другого граничного стану. Допустимий проліт сонячної панелі з обшивками із загартованого скла товщиною 3 мм може змінюватися від 0,68 м до 1,36 м. Extensive use of solar panels for providing low-rise buildings with electricity has led to the development of methods for assessing the load-bearing capacity of solar panels, taking into account the size of the panel, the angle of inclination to the horizon and climatic loads in a given geographical area. The solar panels are calculated as plates hinged along the contour. Self-weight loads of the panel, snow, wind and ice loads are determined according to DBN B.1.2-2: 2006 "Loads and impacts" and are reduced to a component that is normal to the plane of the panel. Working formulas were obtained for determining the extreme and operational design values of loads, checking the strength and deflection of panels, as well as the maximum allowable spans according to the criteria of strength and structural rigidity. An example of calculation of solar panels placed at angles of inclination to the horizon from 15° to 75° on the roof of a building in Kropyvnytskyi were performed. Strength checks should be performed on combinations of panel self-weight, snow and maximum wind pressure. Deflection check at small angles of panels inclination is carried out taking into account the same combination of loads, and at big angles of inclination - taking into account only ice load. In all cases, the condition of rigidity is decisive. Permissible span L (smaller size) of a solar panel with 3 mm tempered glass sheathing in the conditions of Kropyvnytskyi varies from 0.68 m to 1.36 m. It increases as the angle of inclination increases and as the B/L ratio approaches to 1. The allowable span varies by 13…16% with length ratio of the larger side of solar panel to the smaller one in the range from 1.4 to 2.0. This allows to take the values of the allowable span, corresponding to the ratio of the parties B/L=2.0 in order to simplify the safety margin. The obtained working formulas and their implementation in the form of a calculation sheet in Microsoft Excel allows to perform similar calculations for other source data. Further research focuses on the establishment of allowable spans of solar panels of typical design in the conditions of each of the regions of Ukraine.Item Теплові характеристики вузлів примикання вікон до цегляних та залізобетонних стін цивільних будівель на території Кіровоградської області(ЦНТУ, 2020) Пашинський, В. А.; Джирма, С. О.; Пашинський, М. В.; Pashynskyi, V.; Dzhyrma, S.; Pashynskyi, M.; Пашинский, В. А.; Джирма, С. А.; Пашинский, Н. В.Проаналізовані температурні поля вузлів бічного примикання металопластикових віконних блоків до стін житлових і громадських будівель, які зводилися в другій половині минулого століття, а також використовуються в сучасному цивільному будівництві. Моделювання за методом скінченних елементів дозволило визначити найменші температури поверхонь внутрішніх відкосів в кліматичних умовах Кіровоградської області. Для кожного з розглянутих вузлів перевірена можливість утворення конденсату на внутрішніх поверхнях стін з урахуванням положення віконних блоків по товщині стіни. Existing design standards require that the temperature of the inner surface of the enclosure in the zones of high thermal conductivity should not fall below the temperature of the dew point. This phenomenon can occur in a place of window framing to the wall of residential and public buildings, which were massively produced in the second half of the twentieth century. Condensation can be avoided by raising the surface temperature of the inner window jamb extensions. This can be done by adding an additional insulation or displacement of the block frame window inside the building. The aim of the work is to calculate the appropriate values of the displacement of the block frame window inside the wall of different types for the climatic conditions of the Kirovograd region. The framing of metal-plastic windows to the walls of various structures that were produced in the second half of the twentieth century are analyzed. The insulation is performed in accordance with DBN B.2.6- 31-2016. The lowest design temperature of the coldest five-day period within the territory of the Kirovograd Region is -24 °С. As a safety margin, the dew point temperature for residential and public buildings for various purposes is taken to be +11 °C. Finite element modeling in the THERM program environment made it possible to construct the temperature fields of the framing of metal-plastic windows to the walls of various structures and to obtain the very temperature of the inner window jamb extensions at various positions of the window frame within the wall. For each of the nodes examined, the possibility of condensation on the inner surfaces of the walls was established taking into account the position of window frame within the wall. As a result of the studies, it was found that the nodes of the side framing of the windows to the brick and panel walls of civil buildings without additional facade insulation do not meet the requirements for thermal reliability according to the condensation criterion. Facade insulation of existing or new walls, made in accordance with the requirements of DBN B.2.6-31-2016 "Thermal insulation of buildings", in almost all cases guarantees the absence of condensation on the internal surfaces of window jambs. Проанализированы температурные поля узлов бокового примыкания металлопластиковых оконных блоков к стенам жилых и общественных зданий, которые возводились во второй половине прошлого века, а также используются в современном гражданском строительстве. Моделирование методом конечных элементов позволило определить наименьшие температуры поверхностей внутренних откосов в климатических условиях Кировоградской области. Для каждого из рассмотренных узлов проверена возможность образования конденсата на внутренних поверхностях стен с учетом положения оконных блоков по толщине стены.