CC BY
25
УДК 624.02:004.94
DOI: 10.30838/J.BPSACEA.2312.070720.92.645
НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНИЙ СТАН КОНСТРУКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТ1В БУД1ВЕЛЬ, ЩО ЗВОДЯТЬСЯ ЗА ТЕХНОЛОГИЮ 3Б-ДРУКУ
САВИЦЬКИЙ М. В.1, докт. техн. наук, проф., 1ВАНЦОВ С. В. , канд.
техн. наук, доц., НЖ1ФОРОВА Т. Д.3*, докт. техн. наук, проф., З1НКЕВИЧ О. Г.4, канд. техн. наук, доц, ХАЛАФ I. З.5, астр.
1 Кафедра з^зобетонних та кам'яних конструкцИ, Державний вищий навчальний заклад «Придшпровська державна академш будiвництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Днгпро, Укра1на, e-mail: sav15@ukr.net. ORCID ID: 0000-0003-4515-2457
2 Кафедра матерiалознавства та обробки матерГалш, Державний вищий навчальний заклад «Придшпровська державна академш будiвництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дшпро, Украша, e-mail: lab120@mail.dp.ua, (ORCID ID: 0000-0002-8715-0778
3* Кафедра залГзобетонних та кам'яних конструкцш, Державний вищий навчальний заклад «Придшпровська державна академiя будiвництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дшпро, Украша,
e-mail: nikiforova.tatiana@pgasa.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-0688-2759
4 Кафедра залiзобетонних та кам'яних конструкцш, Державний вищий навчальний заклад «Придшпровська державна академш будiвництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дншро, Украша, e-mail: oksana.zinkevych@gmailr.com, ORCID ID: 0000-0002-3425-8216
5 Кафедра залiзобетонних та кам'яних конструкцш, Державний вищий навчальний заклад «Придшпровська державна академш будiвництва та архггектури», вул. Чернишевського, 24-а, 49600, Дншро, Украша, e-mail: ibrahim zaydan@yahoo.co.uk
Анотащя. Постановка проблеми. Результаты проведених опитувань на тему забудови в найближчому майбутньому сввдчать, що в Укра!т Гснують велик! перспективи малоповерхового будiвництва. Але малоповерхове будГвництво може бути економiчно виправдане там, де варпсть земельно! дшянки мшГмальна, або за умови максимального скорочення термiнiв будiвництва. Саме таким ршенням бачиться будГвництво методом 3D-друку. У статп наведено приклади використання технологи 3D-друку в рГзних галузях виробництва, а саме у будГвництвц особливосп 3D-принтерiв та !х можливостц дослщження напружено-деформованого стану фрагмента зовшшньо! несно! стши та двоповерхового житлового будинку, що зводяться за технолопею 3D-друку. Мета до^дження - розроблення методу розрахунку огороджувальних конструкцш та малоповерхових житлових будинк1в у цшому, що зводяться за технологiею 3D-друку. Методика. Досладження напружено-деформованого стану будiвельних конструкцш, що зводяться за технолопею 3D-друку, проводилось за допомогою програмного комплексу «ЛГра САПР 2013». Результати. На шдставГ проведених розрахунк1в фрагмента зовшшньо! огороджувально! конструкци стши та двоповерхового житлового будинку, що зводяться за технолопею 3D-друку, виявлено мГсця, в яких виникають максимальн напруження та перемщення, а також установлено, що вони не перевищують граничш допустим! значения. Наукова новизна. Вперше запропоновано основн положення розрахунку, проектування та технолог!! монтажу конструкцш малоповерхових житлових будГвель за технолопею будГвельного 3D-друку з урахуванням вгдсутносп нормативно-правово! бази на цей вид робгт Практична значим^ть. Проведен! дослщження дозволяють виготовляти окремГ будГвельн конструкци та зводити малоповерховГ будГвлГ за технолопею
Ключовi слова: 3D-друк; зовтшня огороджувальна конструкцгя стти; малоповерхова житлова будгвля; напружено-деформований стан
НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗДАНИЙ, ВОЗВОДИМЫХ ПО ТЕХНОЛОГИИ 3Б-ПЕЧАТИ
САВИЦКИЙ Н. В.1, докт.
техн. наук, проф., ИВАНЦОВ С. В.2, канд. техн. наук, доц.,
3*
НИКИФОРОВА Т. Д. , докт. техн. наук, проф., ЗИНКЕВИЧ О. Г.4, канд. техн. наук, доц, ХАЛАФ И. З.5, аспир.
1 Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, e-mail: sav15@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-4515-2457
2 Кафедра материаловедения и обработки материалов, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, e- mail: lab120@mail.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-8715-0778
3 Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, e-mail: nikiforova.tatiana@pgasa.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-0688-2759
4 Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, e-mail: oksana.zinkevych@gmailr.com, ORCID ID: 0000-0002-3425-8216
5 Кафедра железобетонных и каменных конструкций, Государственное высшее учебное заведение «Приднипровская государственная академия строительства и архитектуры», ул. Чернышевского, 24-а, 49600, Днипро, Украина, e-mail: ibrahim zaydan@yahoo.co.uk
Аннотация. Постановка проблемы. Результаты проведенных опросов на тему застройки в ближайшем будущем свидетельствуют, что в Украине существуют большие перспективы малоэтажного строительства. Но малоэтажное строительство может быть экономически оправдано там, где стоимость земельного участка минимальна, или при максимальном сокращении сроков строительства. Именно таким решением является строительство методом 3D-печати. В данной статье приведены примеры использования технологии 3D-печати в различных отраслях производства, а именно в строительстве; особенности 3D-принтеров и их возможности; исследования напряженно-деформированного состояния фрагмента наружной несущей стены и двухэтажного жилого дома, возводимые по технологии 3D-печати. Цель исследования - разработка метода расчета ограждающих конструкций и малоэтажных жилых домов в целом, возводимых по технологии 3D-печати. Методика. Исследования напряженно-деформированного состояния строительных конструкций, возводимых по технологии 3D-печати, выполнялись с помощью программного комплекса «Лира САПР 2013». Результаты. На основании проведенных расчетов фрагмента наружной ограждающей конструкции стены и двухэтажного жилого дома, которые возводятся по технологии 3D-печати; выявлены места, в которых возникают максимальные напряжения и перемещения, а также установлено, что они не превышают граничные допустимые значения. Научная новизна. Впервые предложены основные положения по расчету, проектированию и технологии монтажа конструкций малоэтажных жилых зданий по технологии строительной 3D-печати с учетом отсутствия нормативно-правовой базы на данный вид работ. Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют изготовлять отдельные строительные конструкции и возводить малоэтажные здания по технологии 3D-печати.
Ключевые слова: 3D-печать; внешняя ограждающая конструкция стены; малоэтажный жилой дом; напряженно-деформированное состояние
STRESSED-STRAIN STATE OF STRUCTURAL ELEMENTS OF BUILDINGS BY 3D-PRINTING TECHNOLOGY
SAVYTSKYI M.V.1, Dr. Sc. (Tech.), Prof., IVANTSOV S.V. 2, Cand. Sc. (Tech.), Assoc. Prof., NIKIFOROVA T.D3*, Dr. Sc. (Tech.), Prof., ZINKEVYCH O.H4 , Cand. Sc. (Tech.), Assoc. Prof., KHALAF I.Z.5 , Postgrad. Stud.
1 Department of Reinforced-Concrete and Masonry Structures, State Higher Education Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, e-mail: sav15@ukr.net, ORCID ID: 0000-0003-4515-2457
2 Department of Materials Science and Materials Processing, State Higher Education Institution "Prydniprovska State Academy of
Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, e-mail: lab120@mail.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-8715-0778
3 Department of Reinforced-Concrete and Masonry Structures, State Higher Education Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, e-mail: nikiforova.tatiana@pgasa.dp.ua, ORCID ID: 0000-0002-0688-2759
4 Department of Reinforced-Concrete and Masonry Structures, State Higher Education Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, e-mail: oksana.zinkevych@gmailxom,ORCID ID: 0000-0002-3425-8216
5 Department of Reinforced-Concrete and Masonry Structures, State Higher Education Institution "Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture", 24-a, Chernyshevskoho Str., 49600, Dnipro, Ukraine, e-mail: ibrahim zaydan@yahoo.co.uk
Abstract. Problem statement. The results of surveys on development in the near future indicate that Ukraine has great prospects for low-rise construction. But low-rise construction can be economically justified when the cost of the land is minimal, or construction period is reduced to the maximum. Such a solution is construction using 3D-printing. This article provides examples of 3D-printing technology application in various industries, namely in construction; features of 3D-printers and their capabilities; investigations of the stress-strain state of an external load-bearing wall fragment and a two-storey residential building, constructed with 3D-printing technology. Purpose. Development of a method for calculating building envelopes and low-rise residential buildings in general, constructed with 3D-printing technology. Methods. Research of the stress-strain state of building structures produced by means of 3D-printing technology was carried out using "LIRA - CAD 2013" software package. Results. Based on the calculations of the external wall fragment and a two-storey residential building, produced by 3D-printing technology, places where maximum stresses and displacements occur were identified. it was also found out that they do not exceed boundary values. Scientific novelty. For the first time, the basic guidelines for the calculation, design and installation technology of structures of low-rise residential buildings using 3D-construction printing technology are proposed taking into account the absence of a regulatory framework for this type of work. Practical value. The studies conducted allow us to manufacture individual building structures and low-rise buildings using 3D-printing technology.
Keywords: 3D-printing; external wall envelope; low-rise residential building; stress-strain state
Загальний стан питання дослщження.
Одшею з найважливших сощально-економiчних проблем громадян Укра!ни зокрема на сьогодш бачиться питання реформування житлово-комунального
господарства. Вкрай необхщний розвиток житлового фонду з метою забезпечення рiзних прошарюв населення доступним та ефективним житлом. Даш Державно! служби статистики Украши щодо житлового фонду свщчать, що тенденщя до забудови житловими одиницями збшьшувалася з 1990 по 2013 рш, з 2014 року стався !! рiзкий спад [1].
Виршенням цих проблем може стати проведення житлово! державно! пол^ики, яка базуеться на оновленш стандарт будiвництва, запозиченш досвщу закордонних технологий, формуванш прозоро! тарифно! атки, тдвищенш ефективност шженерних систем, залученш iнвесторiв до процесу формування житлового фонду.
Дослщження на тему перспектив забудови у найближчому майбутньому повщомляють результати опитування експертив, а саме те, що в Укршш юнують велию перспективи малоповерхового
будiвництва [2]. Причинами цього явища можуть бути висока швидкють будiвництва та реалiзащi проекпв, невелика кшьюсть швестицш для початку будiвництва, арх^ектурна привабливють малоповерхових будинюв. Але малоповерхове будiвництво може бути економiчно виправдане там, де вартють земельноi дшянки мшмальна, або за максимального скорочення термЫв будiвництва. Саме таким ршенням постае будiвництво методом Three-Dimensional Printing pD-друку).
Анал1з останшх дослщжень та публжацш. Наприкшщ вiсiмдесятих людство вперше почуло про 3D-друк - це складний процес, який базуеться на створенш об'екта за його прототипом. У 1984 рощ була розроблена технология друку фiзичних об'екпв i3 цифрових даних, дуже схожа з технологиею звичайних струминних принтерiв [3].
Зараз технология 3D-друку набула популярности i стрiмко розвиваеться, займаючи ус нiшi промисловостi. 3D-друк знайшов справдi велике коло галузей застосування. Ця технологiя вже успiшно застосовуеться у будiвництвi та архiтектурi, у космiчнiй та авiапромисловостi,
машинобудуваннi та електрошщ, медицинi, взуттeвiй та текстильнiй промисловосп, у виробництвi збро! та вшськового приладдя, у харчовiй промисловостi, у виробницт ювелiрних прикрас, у мистецта, виробництвi дрiбних товарiв повсякденного використання, i це ще не кшець [4-8].
Концепцiю затишного автономного житла розробила украшська компанiя «PassivDom» [9]. Вщ моменту замовлення до в'!зду мешканцiв минае одна доба. Будинок повнiстю незалежний вiд лiнiй електропередач, газо- та водопроводу. Уам необхщним вiн забезпечуе себе сам, за допомогою сонячно! енергл.
На даному етат розроблено пропозици щодо тдвищення теплозахисних властивостей об'ектiв, якi зводяться за технолопею 3D-друку [10; 11].
Мета дослщження - розроблення методу розрахунку конструкцш
малоповерхових житлових будинюв за технологiею 3D-друку. Завдання полягае в розрахунку запропоновано! моделi конструкцп методом 3D-друку будiвельних конструкцiй з урахуванням
загальновживаних методiв розрахунку та норм проектування малоповерхового житла на територп Украши.
Предмет дослiдження - напружено-деформований стан конструктивних елемешив будiвель, що зводиться за технолопею 3D-друку.
Об'ект дослiдження - малоповерховий житловий будинок, що зводиться за технолопею 3D-друку.
Виклад основного матер1алу. Особливостi будiвельних 3D-принтерiв створюють широк можливостi щодо формоутворення та конфшурацп
будiвельних конструкцiй, шляхом варiювання:
• товщини стiн, плит перекриття, перемичок та шших конструктивних елементiв;
• товщини, висоти, матерiалу друкованого шару бетону;
• багатокамерно! структури та форм поперечного перерiзу.
Будiвельний 3D-принтер здатний формувати стши майбутньо! будiвлi криволшшно! форми, з гострими i тупими кутами, закругленнями i вигинами будь-якого радiуса, що значно розширюе спектр арх^ектурних рiшень.
Проектуючи будинки методом 3D-друку, слiд передбачати планувальш рiшення з рiвномiрним i симетричним розташуванням елементiв вiдносно центральних осей. Небажано приймати асиметричш схеми, що допускають виникнення крутильних зусиль. Будинки рекомендуеться проектувати з поздовжнiми i поперечними несними стiнами. Стiни, що зводяться за допомогою будiвельних 3D-принтерiв, можуть бути зовнiшнiми i внутршшми, несними, самонесними i ненесними, однокамерними та
багатокамерними. Пропоноваш конструк-тивнi рiшення несних стш для 3D-друку наведено на рисунку 1 [12].
Дослщження напружено-деформованого стану тонкостшних несних конструкцш за технолопею 3D-друку проводилось на фрагмент зовшшньо! несно! стiни розмiром 300 х 1 200 мм в плаш, висотою один поверх (3 м) з одинарною перемичкою помiж зовнiшнiх шарiв стiни за допомогою ПК <«Шра Сапр 2013 R5». Розрахункова модель фрагмента стши зображена на рисунку 2.
Характеристики жорсткосп елемешив схеми: стiни - 4-кутова пластина к = 5 см, тип - балка-стшка, початковий модуль пружност для бетону С20/25 природного твердшня - 30 х 106 кН/м2, коефiцiент Пуассона - 0,2; питома вага р = 21 кН/м , арматура А400С; плити - 3-кутова пластина к = 15 см, тип - оболонка, початковий модуль пружносп для бетону С20/25 природного твердшня - 30 х 106 кН/м2, коефщент Пуассона - 0,2; питома вага р = 21 кН/м3, арматура А400С.
Несуча части на
Несуча частина
ТешкЯзоляцШна камера №1 Гнучш зв'зки
Несуча частина Теплснзолящйна камера 1\1°_1 Теплснзоляцшна камера №2
Рис. 1. Конструктивы ршення несних стiн для 3D-друку: а) несна стта з теплоiзоляцieю; б) несна
стiна з повтряним включенням та гнучкими зв'язками; в) несна стiна з двома теплогзоляцтними камерами
Для обчислення перемщень i зусиль (напружень) в елементах вщ стандартних i довшьних лшшних комбшацш завантажень була застосована система РСН (розрахунковi сполучення навантажень). Пщ стандартними лшшними комбшащями маються на увазi комбшацп, встановленi нормативними документами ДБН В.1.2-2: 2006. Залежно вщ вибору нормативу змiнюeться набiр вiдповiдних формул обчислення комбiнацiй у процесорi Лiра -САПР.
У результат! розрахунку фрагмента зовшшньо'1' несно'1' стiни отримано данi щодо лшшних перемщень (табл. 1), нормаль них та дотичних зусиль (табл. 2) вщ найнесприятливiшого розрахункового
сполучення навантажень.
Рис. 2. Розрахункова модель фрагмента зовтшньог несно'1 стти
Таблиця 1
Величини максимальних лшшних перемщень вузлiв фрагмента несно'1 стши, мм
Елемент, № Ось Х Ось Y Ось Ъ
15, 40 -0.010 -0.008 -0.015
38 0 -0.017 -0.016
43 0 -0.005 -0.035
Таблиця 2
Величини максимальних нормальних та дотичних зусиль фрагмента несно'1 стши, МПа
Елемент, № N2 ТХЪ
24,39 -0,046 -0,484 0,033
Проаналiзувавши характер лшшних перемщень елеменпв схеми вщ найнесприятливiшого сполучення
навантажень, можна сказати, що найбiльшi перемiщення виникають у вузлах, розташованих у площинi внутршньо'1' зигзагоподiбноi перемички стiни. Граничнi перемщення в горизонтальнiй площинi для фрагмента стши становлять /и = Л/150 = 3 000/150 = 20 мм (И - висота фрагменту стши). Максимальне розрахункове горизонтальне перемщення вздовж ос У / = 0,0171 мм.
Дослщивши моза'1'ку зусиль вщ найнесприятлившого РСН, якi виникають в елементах, можна зробити висновок, що найбiльшi дотичнi зусилля виникають у верхньому пояс внутршньо'!'
а
б
в
зигзагоподiбноi перемички стши. Вiд найнесприятливiшого розрахункового
сполучення навантажень по ос Z виникають нормальш напруження величиною 0,484 МПа, що значно менше за величину експериментально визначено! мiцностi бетону на стиск.
Проаналiзувавши отриманi даш щодо напружень та деформацiй, можна зробити висновок, що фрагмент стшово! конструкци задовольняе вимогам до мщносп та стiйкостi.
Для проведення моделювання
напружено-деформованого стану несних та огороджувальних конструкцiй прийнято двоповерхову будiвлю, що зводиться за технолопею 3D-друку.
Стiновi конструкци прийнят такими, що виготовляються методом 3D-друку, з конструктивною схемою, наведеною вище. Плити перекриття i покриття, балки, колони, перемички виконуються монолпними за традицшною технологiею будiвництва. Для моделювання конструктивних елеменпв будiвлi прийнято таю параметри: стiни -4-кутова пластина (зовшшш - к = 5 см, внутршш - к = 3 см; плити - 3-кутова пластина к = 15 см; балки - брус к = 15 см, Ь = 30 см; колони - к = 30 см, Ь = 30 см; перемички к = 18 см, Ь = 30 см та к = 18 см, Ь = 17,5 см. Характеристики бетону для 3D-друку прийнят згщно з отриманими результатами експериментальних
дослщжень.
Отримана тривимiрна скшченно-елементна модель будiвлi показана на рисунку 3.
Рис. 3. Вiзуалiзацiя тривимiрноí сюнченноелементно1 моделi малоповерхово'1 будiвлi
Для розбивання областей на скшченш елементи були дотримаш основш правила:
1) застосовувалися скшченш елементи правильно! форми - прямокутш, трикутш;
2) розмiри сторiн скшченних елементiв дорiвнюють 1/8...1/30 розмiрiв областей, що розбиваються (з метою отримання бшьшо! шженерно! точностi);
3) для моделювання взаемодп балок iз плитою перекриття стрижш, що моделюють балки, розбш! на окремi елементи з таким самим кроком, що i плита.
Отка скiнченних елементiв уае! будiвлi показана на рисунку 4.
Рис. 4. Стка сктченних елементiв моделi будiвлi
Навантаження на конструкци будiвлi визначалися вщповщно до вимог ДБН В.1.2-2:2006 «Навантаження та впливи» як для житлових будинюв.
У результатi статичного розрахунку отримано величини перемiщень та зусилля в елементах будiвлi. Величини максимальних лшшних перемiщень вузлiв вiд найнесприятливiшого РСН наведеш в таблицi 3, нормальних та дотичних зусиль -у таблищ 4.
Таблиця 3
Величини максимальних лшшних перемщень вузл1в модел1 малоповерховоТ буд1вл1, мм
Елемент, № Ось Х Ось Y Ось Ъ
8355 0,588 0 0
754 0,082 -0,144 -0,121
6122,6148 0 0 -0,221
Таблиця 4
Величини нормальних та дотичних зусиль в елементах моделi малоповерховоТ будiвлi, МПа
Елемент, № N2
6221 0.175 0.025 0.043
1818 -0.011 -0.218 -0.070
1820 -0.155 -0.212 -0.171
Проаналiзувавши характер лiнiйних перемiщень елементгв схеми вiд розрахункового сполучення навантажень, можна зробити висновок, що найбiльшi перемiщення виникають у вузлах, розташованих у площинi плит перекриття та покриття.
Гранично допустима величина горизонтальних перемiщень складае /и = И/500 = 6 000/500 = 12 мм (И - висота вщ верху фундаменту до покриття). Максимальне розрахункове значення перемщень 0,588 мм в будiвлi виникло вздовж ос У.
Гранично допустима величина вертикальних перемiщень складае /и = 1/200 = 5 400/200 = 27 мм (I - довжина елемента перекриття мiж опорами). Максимальний горизонтальний прогин за результатами розрахунку склав 0,221 мм.
Проаналiзувавши моза!ку зусиль вщ найнесприятлившого розрахункового
сполучення навантажень, якi виникають в елементах, можна зробити висновок, що найбiльшi нормальнi та дотичш зусилля виникають у верхнiх та нижшх поясах внутр^ньо'! зигзагоподiбноi перемички внутршшх несних стiн. Максимальна величина нормальних напружень становить 0,218 МПа, що значно менше за величину експериментально визначеноi мiцностi бетону на стиск.
Таким чином, згщно з отриманими результатами прийняте конструктивне ршення будiвлi за технологiею 3D-друку вщповщае вимогам щодо несно'1' здатностi та експлуатацшно'1' придатностi.
Характер деформування елемешгв будiвлi свiдчить про те, що за впливу дотичних напружень стшка перекошуеться: по укорочених дiагоналях вона стискаеться, а по подовжених - витягуеться. Вщбуваеться спучування стшки, утворення
хвиль. Перешкоджати цьому явищу можна за допомогою установки по вертикалi ребер жорсткостi або спецiальних закладних деталей, якi будуть стягувати зовшшш шари стiн мiж собою.
Висновки 1 перспективи подальших досл1джень. На основi проведеного аналiзу виявлено конструктивы особливосп та технологiчнi вимоги до елементгв будiвельних конструкцiй, будiвель та споруд, що зводяться методом 3D-друку. Запропоновано основш положення розрахунку, проектування та технологи монтажу конструкцiй житлових будiвель методом будiвельного 3D-друку з урахуванням вщсутносп нормативно-правово'1' бази на цей вид робт
Для аналiзу напружено-деформованого стану конструкцiй будiвель методом 3D-друку у програмному комплекс «Лра САПР 2013» виконано моделювання напружено-деформованого стану фрагмента стшово'! конструкци (несно'1' зовшшньо'! стши висотою 3 м) та двоповерхового житлового будинку на навантаження згщно з чинними нормативними документами.
Проаналiзувавши мозшку зусиль вiд найнесприятлившого РСН, якi виникають в елементах моделi фрагмента стiни та двоповерхово! будiвлi, можна зробити такi висновки: найбiльшi зусилля виникають у верхньому пояс внутр^ньо'!
зигзагоподiбноi перемички фрагменту стши, а також у верхшх та нижшх поясах внутр^ньо! зигзагоподiбноi перемички внутрiшнiх несних стiн будiвлi.
Максимальна величина нормальних напружень у несних стiнах будiвлi становить 0,218 МПа, що значно менше за величину експериментально визначенох мщносп бетону на стиск. Максимальне розрахункове значення перемщень 0,588 мм у будiвлi виникло вздовж ос У, що не перевищуе гранично допустиму величину /и = 12 мм. Таким чином, згщно з отриманими результатами прийняте конструктивне ршення будiвлi за технологгею 3D-друку вiдповiдае вимогам щодо несноi здатностi та експлуатацiйноi придатносп.
Мету подальших дослщжень складае розроблення нових шноваишних
конструктивних р1шень мало- та багатоповерхових будинюв, що зводяться за
технолопеш 3D-друку, яю дозволять зменшити витрати на конструктивы! матер1али та зведення самих будинюв.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Державна служба статистики Укра!ни [Електронний ресурс]. Держстат Укра!ни, 2018. URL : www.ukrstat.gov.ua
2. Ковальчук В. Украинцам надоели высотки [Електронний ресурс]. ABC News Ukraine. 2014. URL : www/abcnews.com.ua/ru/markets/ukraintsam-nadoieli-vysotki
3. Базовые основы 3D-печати [Електронний ресурс]. «Смарт-Принт». Все о 3D-принтерах и 3D-печати в Украине и в мире. 2016. URL: www.xn--3-htbdlzkhdq6g.com.ua/blog
4. Новые достижения 3D-печати в аэрокосмонавтике [Електронний ресурс]. MAKE-3D.RU. 2018. URL : www.make-3d.ru/news/novye-dostizheniya-3d-pechati-v-aerokosmonavtike
5. Лесовик В. С., Чернишева Н. В., Глаголев Е. С. та ш. 3D-технологi! у сфер! будГвництва. Розумт конструкцтт композици для зеленого будгвництва. 2016. С. 157-167.
6. Wheatstone R. World's first 3D printed house is completed after just 45 DAYS in revolution for home building [Електронний ресурс]. World news. 2016. Режим доступу до ресурсу: https://www.mirror.co.uk/news/world-news/worlds-first-3d-printed-house-8297190
7. Ватин Н. И., Чумадова Л. И., Гончаров И. С. и др. 3D-печать в строительстве. Строительство уникальных зданий и сооружений. 2017. С. 27-46.
8. 3D-строительство [Електронний ресурс]. 3Dpulse.ru. 2014. URL : http://www.3dpulse.ru/news/stroitelstvo/
9. Autonomous Off-the-grid 3D-printed Smart House Your next level of freedom! [Електронний ресурс]. PassivDom. 2018. URL : https ://passivdom.com/
10. Савицький М. В., Шатов С. В., Ожищенко О. А. 3D-друк будГвельних об'екттв. В1сник ПриднтровськоХ державно'1 академи будгвництва та архгтектури. Вип. 3 (216). 2016. С. 18-26.
11. Шатов С. В., Савицкий Н. В., Карпушин С. А. Обобщение инновационных технологий 3D-печати строительных объектов. Строительство, материаловедение, машиностроение. Серия : Создание высокотехнологических экокомплексов в Украине на основе концепции сбалансированного (устойчивого) развития. 2017. Вып. 99. С. 194-200.
12. В чём уникальность 3D-принтера APIS COR [Електронний ресурс]. Construction 3D printing. 2016. URL : http://apis-cor.com/3d-printer
REFERENCES
1. Derzhavna sluzhba statistiki Ukrayini [State Statistics Service of Ukraine] [Electronic resource]. State Statistics Service of Ukraine, 2018. (in Ukrainian).
2. KovaFchuk V. Ukrainczam nadoeli vyssotki [Ukrainians are tired of high-rises]. [Electronic resource]. ABC News Ukraine [ABC News Ukraine]. 2014. (in Russian).
3. Bazovyse osnovys 3D pechati [Basic basics of 3D printing]. [Electronic resource]. «Smart-Print» Vse o 3D printerakh i 3D pechati v Ukraine i v mire ["Smart Print" All about 3D printers and 3D printing in Ukraine and in the world]. 2016. (in Russian).
4. Novyse dostizheniya 3D-pechati v aesrokosmonavtike [New advances in 3D printing in aerospace]. [Electronic resource]. MAKE-3D.RU, 2018. (in Russian).
5. Lesovik V.S, Chernisheva N.V., Glagolyev E.S. and oth. D-tekhnologVyi u sferis budVvnicztva [3D-technologies in the field of construction]. Rozumnf konstrukczVjnV kompoziczVyi dlya zelenogo budVvnicztva [Smart construction compositions for green building]. [Electronic resource]. 2016, pp. 157-167. (in Ukrainian).
6. Wheatstone R. World's first 3D printed house is completed after just 45 DAYS in revolution for home building World news. 2016.
7. Vatin NT., Chumadova LT., Goncharov I\S. and oth. 3D-pechaV v stroiteVstve [3D printing in construction]. StroiteVstvo unikaVny'kh zdanij i sooruzhenij [Construction of Unique Buildings and Structures]. 2017, pp. 27-46. (in Russian).
8. 3D-stroiteVstvo [3D-construction]. [Electronic resource]. 3Dpulse.ru. 2014. (in Russian).
9. Autonomous Off-the-grid 3D-printed Smart House Your next level of freedom! [Elektronnij resurs]. PassivDom, 2018.
10. Savicz'kij M.V., Shatov S.V. and Ozhishchenko O.A. 3D-druk budVveVnikh ob'yektVv [3D-printing of construction objects]. VVsnik PridnVprovs^koyi derzhavnoyi akademVyi budVvnicztva ta arkhVtekturi [Bulletin of Prydniprovska State Academy of Civil Engineering and Architecture]. 2016, vol. 3 (216), pp. 18-26. (in Ukrainian).
11. Shatov S.V., Saviczkij N.V. and Karpushin S.A. Obobshhenie innovaczionny^kh tekhnologij 3D-pechati stroiteVnyskh oKektov [Generalization of innovative technologies for 3D printing of construction projects].
StroiteVstvo, materialovedenie, mashinostroenie. Seriya : Sozdanie vy'sokotekhnologicheskikh e'kokompleksov v Ukraine na osnove konczepczii sbalansirovannogo (ustojchivogo) razvitiya [Construction, Materials Science, Mechanical Engineering. Series : Creating high-tech eco-complexes in Ukraine based on the concept of balanced (sustainable) development]. 2017, vol. 99, pp. 194-200. (in Russian).
12. V chyom unikaVnosf 3D-printera APIS COR [What is the uniqueness of the 3D-printer APIS COR]. [Electronic resource]. Construction 3D printing. 2016. (in Russian).
Hagmm.na go pegaK^ï: 06.05.2020 p.
