يواصل علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية دراسة خصائص الهياكل الحرارية. في دراسة جديدة ، نظروا في سلوكهم الانحناء. طور الباحثون صيغة يقترحونها لإدخالها في قواعد تصميم إطارات المباني الحديثة. تم نشر مقال مع نتائج الدراسة في مجلة الربع الأول «الهياكل ذات الجدران الرقيقة».
هياكل خفيفة الوزن للبناء الحديث
تستخدم الهياكل الفولاذية خفيفة الوزن ذات الجدران الرقيقة على نطاق واسع في البناء لعدة عقود. تتميز هذه التقنية بتوفر المواد ، مما يعني رخص الهياكل الجاهزة. تستخدم الهياكل الفولاذية خفيفة الوزن ذات الجدران الرقيقة في بناء أي هياكل ، من حظائر العمل إلى المباني السكنية. بفضل استخدامها ، تزداد سرعة تشييد المباني.
تأتي الهياكل الفولاذية خفيفة الوزن رقيقة الجدران في العديد من الأشكال والتكوينات نتيجة للتقدم في تكنولوجيا التصنيع والطلب المتزايد على الأنظمة الموفرة للطاقة. كان الاهتمام الأكبر بين علماء جامعة جنوب الأورال قد أثاره الثرموبروفيل - الهياكل ذات الثقوب الجدارية. القطع متداخلة ، مما يؤدي إلى انخفاض في التوصيل الحراري للهياكل. على الرغم من استخدام الملامح الحرارية منذ التسعينيات ، إلا أن التوصيات الخاصة بحسابها وتصميمها لم يتم تطويرها بشكل كامل. على مدى السنوات الخمس الماضية ، تم ملء هذه الفجوة من قبل فريق من الباحثين مع دكتوراه ، أستاذ مشارك في معهد جامعة جنوب الأورال الحكومية للهندسة المعمارية والبناء ناتاليا ديجتياريفا.
««وفقًا لأحدث البيانات ، في روسيا ، يمثل إنشاء الهياكل ذات الجدران الرقيقة المصنوعة من الصلب الخفيف 0.5٪ فقط من الإجمالي ، كما يمثل تشكيلات جانبية حرارية ، وفقًا لذلك ، أقل. من المعتقد أن الانتشار الواسع لتشييد المباني من التشكيل الحراري سيتم تسهيله من خلال الأدبيات التنظيمية المتطورة والمفهومة للمصممين. يجب أن يزيد البحث النوعي في هذا المجال الاهتمام باستخدام الثرموروفيل في البناء», - اخبرتنا نتاليا .
الصورة: شعاع ثيرموبروفيل بعد الاختبار
توصيات جديدة للمصممين
في الدراسة الأخيرة ، قاس العلماء قوة الانحناء لهياكل التشكيل الحراري. تقلل الفتحات الموجودة في الجدران من قدرة تحمل هياكل الشعاع بنسبة 11٪. من أجل مراعاة هذه الميزات في تصميم الهياكل ، اقترح مؤلفو الدراسة صيغًا لحساب قدرة الانحناء للملفات الحرارية.
اعتمد العمل على نمذجة العناصر المحدودة في حزمة برامج Ansys (المتوفرة في مركز جامعة جنوب الأورال الحكومية للكمبيوتر الفائق) ، والتي تصف التصميم الذي تم اختباره بأقصى قدر من الدقة. حدد العلماء مدى صحة تطوير النموذج باستخدام النتائج التجريبية للزملاء المنشورة في المجال العام.
««نتيجة لدراسة تشغيل الثرموروفيل في الانحناء ، فهمنا كيف يتصرف الهيكل ، وحددنا مدى تقلص قدرة تحمل الحزم بسبب وجود الثقوب ، ووضعنا توصيات لتحديد قدرة تحمل الملفات الحرارية في الانحناء. على مدى السنوات الخمس الماضية ، تم نشر 9 مقالات حول هذا الموضوع في المجلات الدولية الرائدة التي استعرضها النظراء. ومن المقرر بالفعل إجراء مزيد من البحوث في هذا المجال ، واصلت»,- ناتاليا ديجتياريفا..
يعتقد الباحثون أنه يجب إضافة الصيغ والتوصيات المطورة لتحديد قدرة تحمل الملامح الحرارية في الانحناء إلى قواعد التصميم للهياكل ذات الجدران الرقيقة الفولاذية الخفيفة. سوف يسهلون عمل المنظمات التي تستخدم تستخدم الهياكل الفولاذية خفيفة الوزن ذات الجدران الرقيقة .
جامعة جنوب الأورال الحكومية هي جامعة للتحولات الرقمية ، حيث يتم إجراء البحوث المبتكرة في معظم المجالات ذات الأولوية لتطوير العلوم والتكنولوجيا. وفقًا لاستراتيجيات التطور العلمي والتكنولوجي في الاتحاد الروسي ، تركز الجامعة على تطوير مشاريع علمية كبيرة متعددة التخصصات في مجال الصناعة الرقمية وعلوم المواد والبيئة. في إطار هذه الاتجاهات ، يتم التحقيق في كائنات التعدين والهندسة الميكانيكية والطاقة والإسكان والخدمات المجتمعية والمساحة الآمنة للبنية التحتية الحضرية وراحة الإنسان.
جامعة جنوب الأورال الحكومية هي أحد المشاركين في المشروع 5-100 ، الذي يهدف إلى زيادة القدرة التنافسية للجامعات الروسية بين المراكز البحثية والتعليمية الرائدة في العالم.