Український журнал будівництва та архітектури

ШАРУВАТІ БЕТОННО-ГУМОВІ КОНСТРУКЦІЇ ДЛЯ ЗАХИСТУ БУДІВЕЛЬ ВІД ВІБРАЦІЙ ТА СЕЙСМІЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

Д. С. Безверхий — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

У статті розглянуто актуальну проблему сейсмічного захисту будівель і інженерних споруд із особливим акцентом на використанні періодичних матеріалів для розроблення інноваційних систем сейсмоізоляції та віброзахисту. Зазначено, що традиційні рішення сейсмоізоляції, зокрема гумометалеві опори, мають низку обмежень, таких як значні відносні переміщення під час сильних сейсмічних впливів, можливе погіршення характеристик з часом, а також недостатня ефективність у вертикальному напрямку. Цей недолік є особливо критичним для об’єктів підвищеної відповідальності, зокрема конструкцій атомних електростанцій, де вертикальна складова сейсмічної дії суттєво впливає на безпеку споруди [1]. У статті досліджено потенціал періодичних матеріалів і інженерних конфігурацій фундаментів, здатних формувати заборонені зони для сейсмічних хвиль у визначених діапазонах частот, що дає змогу послаблювати або блокувати їх поширення в ґрунтовому масиві та фундаментній системі. Особливу увагу приділено проєктуванню, чисельному моделюванню одновимірних і двовимірних періодичних фундаментів, а також оцінюванню їхньої роботи за різних сценаріїв збудження. Наведено результати випробувань на вібростендах і в польових умовах, які підтверджують ефективність таких систем у зниженні динамічних навантажень, амплітуд коливань та передавання енергії на надземні конструкції. Мета статті полягає у всебічному аналізі теоретичних, чисельних і експериментальних досліджень у галузі періодичних матеріалів для створення систем сейсмоізоляції, що потребують мінімального або взагалі не потребують постійного обслуговування та забезпечують суттєве зменшення відносних переміщень. Зокрема, дослідження зосереджене на верифікації базової теорії, уточненні ключових параметрів проєктування та визначенні умов, за яких такі системи досягають максимальної ефективності в практичних застосуваннях. Висновок. Проведений аналіз підтверджує, що періодичні фундаменти є перспективним та ефективним підходом до зменшення пошкоджень конструкцій від сейсмічних збуджень. Отримані результати можуть бути використані для розроблення практичних рекомендацій, розрахункових методик і проєктних настанов щодо впровадження цієї інноваційної технології в практику цивільного будівництва [2].

ОБМЕЖЕННЯ ЧИННОГО РИЗИК-ОРІЄНТОВАНОГО ПІДХОДУ ДО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ БЕЗПЕКИ КРИТИЧНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ

А. С. Бєліков , З. М. Мацук , В. П. Руденко , А. А. Атанесян — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Критична інфраструктура (надалі – КІ) є основою стійкого функціонування держави. В умовах зростання техногенної складності, цифровізації та гібридних загроз питання забезпечення безпеки КІ виходить за межі класичних підходів до ризик-менеджменту, оскільки відмова або компрометація окремого елемента системи може ініціювати каскадні ефекти з порушенням міжсекторальних залежностей. Традиційно управління безпекою спирається на ризик-орієнтовану парадигму, в межах якої загрози інтерпретуються через ймовірність реалізації небажаних подій і тяжкість наслідків, а ризик розглядається як вплив невизначеності на цілі. Однак застосування базових підходів виявляє системні обмеження, пов’язані з невизначеністю у прийнятті рішень, нелінійністю природи ризику, адаптивною поведінкою суб’єктів загроз, динамічною зміною конфігурацій фізичних і кіберфізичних систем, що є проблемою. Це формує потребу у переосмисленні меж застосовності відомих моделей ризик-менеджменту та розробленні нових удосконалених рамок, які врахують ризик, стійкість та сценарну невизначеність. Мета статті – обґрунтувати межі застосовності відомих ризик-орієнтованих підходів у КІ, запропонувати критерій валідності ризик-оцінювання та концептуальну модель формалізації ефективності заходів безпеки. Висновок. Обґрунтовано, що ключове обмеження чинних ризик-орієнтованих підходів полягає у методологічній асиметрії: ймовірність загроз оцінюється, тоді як ймовірність ефективності заходів безпеки не є обов’язковим елементом оцінювання безпеки. Обґрунтовано, що в практичних реалізаціях ризик-орієнтованого підходу ймовірнісна природа заходів безпеки часто не враховується, як у процедурах оцінювання ризику, так і при встановленні рівня безпеки. Запропоновано використання принципу адекватності ймовірностей як метакритерію валідності ризик-оцінювання, як основу формалізації динамічного балансу загроз і контрзаходів, для підвищення керованості безпеки КІ.

КОНЦЕПТУАЛЬНЕ ПЛАНУВАННЯ СТРУКТУРНИХ РІШЕНЬ СТАЛЕВИХ ПРОМИСЛОВИХ БУДІВЕЛЬ

А. І. Білоконь , Л. В. Кислиця , С. В. Іванчак — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Стаття присвячена концептуальному плануванню структурних рішень сталевих промислових будівель в умовах відновлення виробничого потенціалу України після масштабних руйнувань, спричинених військовою агресією. Обґрунтовано актуальність застосування швидкомонтованих сталевих конструкцій як ефективного підходу до поновлення промислових будівель із дотриманням вимог енергоефективності, економічності та сталого розвитку. Об’єктом дослідження є сталеві промислові будівлі швидкомонтованого типу, предметом ‒ концептуальні підходи до формування їх структурно-конструктивних рішень. Метою роботи є розроблення практичного інструментарію для концептуального планування сталевих промислових будівель з урахуванням інтересів усіх учасників будівельного процесу. На основі аналізу сучасних наукових джерел узагальнено кращі світові та європейські практики сталевого будівництва, визначено ключові аспекти концептуального проєктування, які згруповано за просторовими, конструктивними та технологічними ознаками. Запропоновано ієрархічну модель прийняття рішень, що дозволяє систематизувати вимоги замовника та забезпечити збалансований вибір структурно-компоновочних рішень. Для обґрунтування вибору альтернатив проєктних рішень застосовано метод аналізу ієрархій, який дає змогу кількісно оцінити вплив критеріїв та підкритеріїв на досягнення загальної мети проєкту. Наведено практичний приклад порівняльної оцінки альтернативних варіантів структурних рішень промислової сталевої будівлі. Результати дослідження: отримані результати можуть бути використані власниками, девелоперами, проєктувальниками та будівельними організаціями для обґрунтованого вибору концептуальних структурних рішень сталевих промислових будівель з урахуванням економічних, експлуатаційних та технологічних пріоритетів.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ТА ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ АЕРОДИНАМІКИ ТА МАСОПЕРЕНОСУ ПРИ ВИКОРИСТАННІ ЗАХИСНОГО ЕКРАНУ СКЛАДНОЇ ГЕОМЕТРИЧНОЇ ФОРМИ

М. М. Біляєв , В. В. Гільов , П. С. Кіріченко , В. А. Козачина , О. А. Тимошенко — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Для захисту повітря від пилового та хімічного забруднення на промислових майданчиках широко використовуються захисні екрани. Ці екрани створюють перешкоди на шляху руху вітрового потоку, що сприяє зменшенню рівня забруднення повітря в робочих зонах. Ефективне використання захисних екранів потребує знання про закономірності аеродинаміки потоків за ним. Мета роботи. Експериментальне та теоретичне дослідження аеродинаміки потоків на промисловому майданчику при використанні захисного екрану складної геометричної форми. Методика. Дослідження проводилися в два етапи. На першому етапі проведений експеримент де визначалися закономірності руху повітряних потоків за екраном, що має складну геометричну форму. На другому етапі розроблена CFD модель для визначення інтенсивності пилового забруднення на промисловому майданчику. Розроблена CFD модель дає можливість швидко визначати концентраційне поле пилу в повітрі при використані захисного екрану на промисловому майданчику. Наукова новизна. Проведені експериментальні дослідження по визначенню закономірностей аеродинаміки при використанні захисного екрану складної форми на промисловому майданчику. Розроблена CFD модель прогнозування пилового забруднення повітря на промисловому майданчику при використанні захисного екрану складної форми. Практична значущість. Отримані емпіричні моделі для оцінювання швидкості повітряного потоку за захисним екраном складної форми, що можуть бути використані для оцінювання ефективності його використання. Розроблена CFD модель може бути використана на етапі проектування «фор ескіз» для обґрунтування параметрів захисного екрану. Висновки. Проведені експерименти, що визначили закономірності аеродинаміки потоків на промисловому майданчику при застосування захисного складної форми. Отримані емпіричні моделі, що дають можливість визначати швидкість повітряного потоку за захисним екраном. Розроблена CFD модель, що дає можливість прогнозувати ефективність використання захисного екрану складної форми. Представлені результати фізичного та обчислювального експериментів.

МІСТО ЯК ПАРАДОКС

В. В. Воробйов , О. С. Шило — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Сучасна теорія містобудування розвивається вкрай повільно. Вона не відразу сприймає нові зміни в планувальній і об'ємно-просторовій структурі міста, а чекає їх підтвердження в пространстві і часі. Теорія містобудування формується на перетині великої кількості різних областей знань, кількість яких постійно змінюється. Від одних ця теорія відмовляється, інші приймає до свого аарсеналу і використовує як важливі, що підлягають обліку на наступних етапах свого розвитку. Кандидатських та докторських дисертацій з різних аспектів містобудування в Україні, починаючи з 1991 року – року набуття нею Незалежності, так не зрозуміло мало, а їх теми, найчастіше, так не суттєві, так мало що дають для теорії та практики і, що найголовніше, обходять стороною справді принципові аспекти формування міста, що саме собою вже є парадоксом. Дослідники стикаються з проблемою нерозуміння об'єкта дослідження ‒ сучасного міста. Тому й не беруться за такі не підйомні теми. У підручниках з основ містобудування описані деякі «так звані» «закономірності», які спостерігаються на рівні генерального плану міста. А також його забудови. Вони застосовуються під час вирішення мережевих, балансових та інших графо-аналитических завдань лише на рівні генерального плану міста. Чи не всі ці математичні закономірності зводяться «лише» до двох алгоритмів розрахунків, що базуються на лінійній логіці: розрахунків на основі принципів електричних мереж та розрахунків на основі принципів гравітаційного тяжіння між об'єктами містобудування. Вирішення завдань на основі нелінійних залежностей, досі немає. Проте аналіз містобудівних процесів показує, що мережеві, балансові та інші завдання не прагнуть підчитуватися цим правилам, а містобудівні процеси діють на основі правил парадоксів, що заперечують логіку причинно-наслідкових зв'язків між містобудівними об'єктами та процесами. Тобто виникають та функціонують на межі їхнього розуміння людиною. Загальноприйняті правила тут не працюють, а нові ще невідомі. Парадокси не вкладаються в «прокрустове ложе» логіки і так званого лівопівкульного здорового глузду. Вони алогічні. Мета цієї статті – розкрити суть парадоксів у містобудуванні.

ДВОВИМІРНІ БЕТОННО-ГУМОВІ ПЕРІОДИЧНІ КОНСТРУКЦІЇ ДЛЯ ЗАХИСТУ БУДІВЕЛЬ ВІД ВІБРАЦІЙ ТА СЕЙСМІЧНИХ НАВАНТАЖЕНЬ

В. В. Данішевський , І. О. Кучин — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

У статті розглянуто проблему захисту будівель і споруд від вібраційних та сейсмічних впливів за допомогою періодичних бетонно-гумових структур, здатних формувати заборонені зони для пружних хвиль у заданих частотних діапазонах. Актуальність дослідження зумовлена потребою створення фундаментних систем, які забезпечують ефективне послаблення динамічних навантажень без істотного ускладнення конструктивної схеми та можуть бути використані в інженерній практиці для задач віброзахисту й сейсмоізоляції. Досліджено дві двовимірні бетонно-гумові періодичні конструкції: двошарову та тришарову з важким внутрішнім ядром. Чисельне моделювання виконано методом скінченних елементів у межах плоскої задачі теорії пружності з використанням умов періодичності Флоке-Блоха. Для обох конфігурацій визначено межі першої повної забороненої зони та простежено їх зміну залежно від площової частки включення. Показано, що збільшення частки включення приводить до зниження нижньої межі забороненої зони, однак одночасно супроводжується зменшенням її ширини. Установлено, що двошарова конструкція формує ширшу заборонену зону, тоді як тришарова конфігурація забезпечує зміщення робочого частотного діапазону в нижчу область. Отримані результати підтверджують перспективність двовимірних бетонно-гумових періодичних конструкцій для задач віброзахисту та сейсмоізоляції фундаментних систем. Мета статті полягає у чисельному дослідженні та порівняльному аналізі двошарової і тришарової двовимірних бетонно-гумових періодичних конструкцій з метою встановлення впливу їхньої геометрії на положення та ширину першої повної забороненої зони, а також у визначенні конфігурацій, найбільш перспективних для задач віброзахисту та сейсмоізоляції будівель. Висновок. Проведене дослідження показало, що двошарова і тришарова бетонно-гумові періодичні конструкції реалізують різні механізми формування ефективного робочого діапазону: двошарова конфігурація є доцільнішою у випадках, коли пріоритетом є ширина забороненої зони, тоді як тришарова ‒ коли необхідно знизити нижню межу частотного відсікання. Отримані результати можуть бути використані як основа для подальшого проєктування періодичних віброзахисних і сейсмоізоляційних фундаментних систем.

ОСОБЛИВОСТІ ТЕХНОЛОГІЙ ІОННО-ПЛАЗМЕНОГО АЗОТУВАННЯ ВТОРИННОТВЕРДІЮЧИХ ШТАМПОВИХ СТАЛЕЙ ДЛЯ ВИГОТОВЛЕННЯ ТРУБНОГО ІНСТРУМЕНТУ

Л. М. Дейнеко , Л. С. Кривчик , В. Л. Пінчук , В. О. Столбовий — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. В Україні виробництво труб є однією з найбільш важливих галузей народного господарства. Багато труб використовують нафтова та газова промисловість. Але, крім цього, також важливим споживачем є машинобудівельна, автомобільна, тракторна, суднобудівельна, авіаційна промисловості та інші галузі народного господарства. Виробництво труб з легованих та високолегованих марок сталей захвачує майже всі галузі промисловості. Широке поширення одержав процес виробництва сталевих труб методом пресування на гідравлічних пресах. Спосіб гарячого пресування дозволяє виготовляти труби із усіх важкодеформуємих сталей і сплавів. На відміну від трубопрокатних установок на пресах, можна одержати труби з більш тонкою стінкою й меншого діаметра. Трубопресовий інструмент піддається інтенсивному зносу. За умовами експлуатації прес-голки, матриці, експандери відносяться до важко навантаженого інструменту, процес відбувається при високих температурах, тисках та інтенсивному терті. Мета статті. Дослідити різноманітні технології іонно-плазмового азотування штампових сталей для виготовлення трубопресового інструменту з метою підвищення міцності, зносостійкості, експлуатаційної стійкості при виробництві труб з корозійностійких високолегованих сталей. При виробництві труб з високолегованих сталей застосовують процес експандування. Експандування заготовки здійснюють експандером, при цьому на передньому кінці експандера співвісно закріплена прошивна голка. Сталі для інструменту гарячого пресування мають тривалий контакт із гарячим металом, робочий інструмент працює в умовах високих температур, інтенсивних швидкостей ковзання і значного навантаження, що зумовлює необхідність використати високолеговані теплостійкі вториннотвердіючі інструментальні сталі, що володіють підвищеною в’язкістю і міцністю. Висновок. Запропоновані технології зміцнення трубопресового інструменту з використанням іонно-плазмового азотування дають можливості збільшити ресурс роботи трубопресового інструменту. Для експандерів трубопрофільного пресу з сталі 4Х4ВМФС після реалізації комплексної обробки з використанням глибокого іонно-плазмового азотування, комплексних обробок з використанням загартування, відпусків при різних температурах і наступного азотування значно на 25–30 % збільшені експлуатаційні властивості інструменту і термін його експлуатації, а також якість його поверхні, що значно поліпщує якість внутрішньої поверхні труб з високолегованих сталей.

ПРОБЛЕМИ ГАСІННЯ ПОЖЕЖ ЗА НАЯВНОСТІ ЛІТІЙ-ІОННИХ АКУМУЛЯТОРІВ

В. В. Ковалишин , В. М. Марич , В. М. Фірман , Б. В. Гаман — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Стрімке поширення літій-іонних акумуляторів у побуті, транспорті, енергетичних системах і цифрових технологіях зумовлює зростання кількості пожеж нового типу, що характеризуються високою температурою горіння, виділенням токсичних речовин і ризиком повторного займання. Особливу небезпеку становить явище теплового розгону, яке ускладнює локалізацію та ліквідацію пожеж і створює додаткові ризики для населення та рятувальників. Мета статті. Аналіз причин виникнення пожеж за участю літій-іонних акумуляторів, дослідження механізмів розвитку теплового розгону та визначення особливостей гасіння таких пожеж, а також узагальнення результатів сучасних наукових досліджень щодо ефективності різних вогнегасних засобів і способів їх ліквідації. Основні результати дослідження. Встановлено, що основними причинами пожеж є перегрів, перезаряд, механічні пошкодження та внутрішні короткі замикання. Визначено, що ключовим фактором розвитку пожеж є тепловий розгін, який супроводжується інтенсивним виділенням тепла та горючих газів. Доведено, що традиційні засоби пожежогасіння (порошкові та газові) мають обмежену ефективність, тоді як найбільш результативним є інтенсивне охолодження водою або використання водяного туману. Виявлено основні труднощі гасіння, зокрема ризик повторного займання, поширення вогню між елементами батареї та складність доступу до осередку горіння. Висновок. Обґрунтовано необхідність удосконалення тактики гасіння пожеж за участю літій-іонних акумуляторів із акцентом на охолоджувальні методи. Запропоновано розроблення спеціалізованих вогнегасних речовин і технічних засобів, впровадження систем раннього виявлення теплового розгону, а також підвищення рівня підготовки рятувальників і обізнаності населення щодо безпечної експлуатації акумуляторів. Вирішення проблеми потребує комплексного підходу, що поєднує наукові дослідження, нормативне вдосконалення та практичні заходи безпеки.

СИСТЕМИ ЗБОРУ ТА ВИКОРИСТАННЯ ДОЩОВОЇ ВОДИ ЯК ЕФЕКТИВНИЙ МЕТОД РАЦІОНАЛЬНОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ В УМОВАХ ВОЄННОГО СТАНУ

М. В. Кулік , Д. С. Іваненко , О. Л. Іщенко , С. О. Щербина — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Водні ресурси забезпечують усі сфери життя і господарської діяльності людини, визначають можливості розвитку промисловості, сільського господарства й оздоровлення людей. Сьогодні понад половини населення світу живе у містах, а кількість жителів там швидко зростає. В той же час запаси ґрунтових вод не встигають поповнюватися, тож прогнозується, що до кінця 2025 року близько 1,8 млрд людей житимуть у регіонах чи країнах з абсолютним дефіцитом води [1]. У роботі розглянуто проблему дефіциту водних ресурсів в Україні, яка загострюється в умовах воєнного стану та зміни клімату. Проведено аналіз сучасних підходів до економії та повторного використання води, зокрема буріння свердловин, очищення стічних вод, новітніх технологій збору вологи з повітря та збору дощової води. Основну увагу приділено дослідженню можливостей збору та повторного використання дощових опадів на прикладі покрівлі головного корпусу Національного університету «Запорізька політехніка». Виконано розрахунки обсягів зібраної води, визначено необхідні параметри обладнання, принципи його розміщення та підключення. Окремо розглянуто варіанти використання дощової води для технічних і питних потреб, а також методи її очищення. Наукова новизна роботи полягає у комплексному підході до впровадження систем збору дощової води як альтернативного джерела водопостачання для побутових та промислових потреб. Практична значущість дослідження проявляється у можливості зменшення навантаження на міські мережі, економії ресурсів та підвищенні рівня водної безпеки в умовах воєнного стану.

ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ НАПРУЖЕНО-ДЕФОРМОВАНОГО СТАНУ КАРКАСУ КАПСУЛЬНОГО БУДИНКУ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЙНИХ НАВАНТАЖЕННЯХ

І. О. Кушнір , В. Є. Волкова — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Зростання попиту на мобільні житлові рішення, особливо в контексті післявоєнної відбудови України, зумовлює необхідність розвитку вітчизняного виробництва капсульних будинків. Несучим елементом таких споруд є сталевий каркас, розрахунок якого потребує застосування сучасних методів чисельного моделювання для забезпечення міцності, стійкості, жорсткості при дії експлуатаційних навантажень. Актуальним є питання пошуку раціональних форм та розмірів перерізів несучих елементів з метою зниження металоємності без втрати необхідного рівня надійності. Мета полягає у дослідженні напружено-деформованого стану каркасу капсульного будинку за допомогою методу скінчених елементів при експлуатаційних навантаженнях, дослідженні збіжності результатів чисельного розрахунку та обґрунтуванні можливості утончення профілів несучих елементів. Методика. Виконано тривимірне моделювання просторового каркасу габаритами 11452×3140×3230 мм та масою 3,1 т у програмному комплексі Autodesk Inventor 2024 із застосуванням модуля Simulation 2020. Проведено аналіз збіжності результатів шляхом послідовного подрібнення скінченно-елементної сітки. Переміщення контролювались у 12 характерних точках вздовж поздовжньої осі каркасу. Досліджено експлуатаційне навантаження інтенсивністю 4 кПа. Результати. Встановлено коефіцієнт запасу міцності n = 2,75, що свідчить про надлишкову металоємність конструкції. Максимальні переміщення становлять 7,8 мм, що значно менше граничних L/200 = 57 мм. Збіжність результатів підтверджена при зменшенні розміру елементів сітки з 20 мм до 10 мм з відхиленням менше 2 %. Обґрунтовано можливість заміни вертикальних стійок перерізом 100×100×4 мм на профілі 100×100×3 мм із зменшенням маси на 12 %. Наукова новизна полягає в комплексному підході до дослідження напружено-деформованого стану легкого металевого каркасу з гнуто-зварних профілів замкнутого перерізу. Практична значущість. Результати можуть бути використані при проектуванні та серійному виробництві мобільних житлових модулів в Україні, а запропонована методика верифікації - при розрахунку аналогічних тонкостінних каркасних конструкцій.

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМИ СПОСОБУ СПОРУДЖЕННЯ ЗОВНІШНІХ СТІН БУДІВЕЛЬ МОНОЛІТНО-КАРКАСНОЇ КОНСТРУКЦІЇ

П. І. Несевря , Д. С. Нечепуренко , І. О. Даниленко — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Збільшення частки висотних будівель, що побудовані за технологією монолітно-каркасного будівництва з кожним роком більшає. Основними перевагами будівель монолітно-каркасної конструкції, перед цегляними, збірно-монолітними та панельними багатоповерхівками є: висока швидкість будівництва, оптимальні витрати праці на будівництво, вільне планування квартир, оптимальна вартість житла, полегшена конструкція, правильна геометрія і висока міцність залізобетонних конструкцій, відсутність усадки залізобетонних конструкцій. Одним з етапів зведення будівлі за монолітно-каркасною технологією є зведення зовнішніх ненесучих стін. Наразі основними матеріалами для зведення зовнішніх ненесних стін є: цегла, газоблок, керамоблок. Деякі з цих матеріалів відносно важкі, деякі недостатньо міцні. Слід зазначити, що технологія за якою виконують спорудження зовнішніх ненесучих стін, вимагає ручної праці мулярів. Ручна праця не відповідає стратегії механізації будівельних робіт, витрати на заробітну плату мулярів, на пряму мають вплив на вартість одиниці об’єму зовнішньої стіни багатоповерхівки монолітно-каркасної конструкції. Мета статті: оглянути теоретичні положення та практичні рекомендації щодо обґрунтованого вибору технологій заповнення зовнішніх стін монолітно-каркасних споруд, окреслити межі дослідження розробки алгоритму доцільності вибору матеріалів заповнення відносно окремих факторів вибору, окреслити межі дослідження можливості використання технологій будівельного 3D-друку у процесі заповнення зовнішніх стін монолітно-каркасних будівель та фактори вибору даної технології при заповненні. Об’єкт дослідження. Технологія зведення ненесучих зовнішніх стін монолітно-каркасних будівель та визначення межі використання технологій будівельного 3D-друку для виконання заповнення зовнішніх стін монолітно-каркасних будівель. Предмет дослідження. Процеси заповнення зовнішніх стін монолітно-каркасних споруд, проблеми та методи вирішення існуючих проблем заповнення зовнішніх стін монолітно-каркасних будівель. Висновок. На основі проведеного аналізу, розглянуто та обґрунтувано альтернативу ручної праці – технологію будівельного 3D-друку, а також визначено умови, при яких доцільно використовувати цю технологію у процесі спорудження зовнішніх ненесучих стін монолітно-каркасних будівель.

ХІМІЧНИЙ СКЛАД ТА МОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ ДІЇ АНТИСКАЛАНТІВ ДЛЯ СИСТЕМ ЗВОРОТНОГО ОСМОСУ: ФУНДАМЕНТАЛЬНІ АСПЕКТИ

пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Стрімкий розвиток технологій зворотного осмосу у системах водопідготовки та опріснення води підвищує актуальність ефективних методів запобігання накипоутворенню. Мінеральні відкладення, що формуються на поверхні напівпроникних мембран, призводять до зниження продуктивності систем на 10–15 % протягом перших шести місяців експлуатації, збільшення гідравлічного опору, погіршення якості пермеату, а також до зростання енергоспоживання на 15–30 % та експлуатаційних витрат. Традиційна парадигма прямої адсорбції антискалантів на поверхні кристалів сьогодні переглядається у зв'язку з відкриттям ключової ролі наночастинок як центрів гетерогенної нуклеації, що пояснює надзвичайно низькі робочі концентрації інгібіторів (0,5–20 мг/л). Мета дослідження. Метою даної роботи є встановлення взаємозв'язку між хімічною будовою антискалантів і механізмами їх інгібуючої дії у системах зворотного осмосу. Особливу увагу приділено взаємодії функціональних груп фосфонатних і полімерних антискалантів із зародками кристалів та наночастинками, які виконують роль центрів гетерогенної нуклеації. Отримані результати мають створити теоретичну основу для раціонального дизайну антискалантів наступного покоління. Результати. У роботі проаналізовано структурні та фізико-хімічні властивості фосфонатних антискалантів, зокрема PBTC, ATMP та HEDP, а також полімерних антискалантів на основі поліакрилової кислоти (PAA), для якої виявлено три режими інгібуючої дії залежно від молекулярної маси (пороговий механізм при 2000–3000 Да та інші режими для більших мас). Встановлено, що ефективність фосфонатних інгібіторів визначається оптимальним поєднанням хелатуючих властивостей, адсорбційної здатності та молекулярної стабільності; критичною є відстань між функціональними групами 2,5–4,0 Å, що відповідає геометрії кристалічної решітки кальциту. Показано, що ключовим механізмом дії антискалантів є не пряма адсорбція на поверхні кристалів, а селективне блокування наночастинок розміром 10–100 нм, які слугують центрами гетерогенної нуклеації; для ефективного інгібування достатньо заблокувати лише 5–10 % таких наночастинок. Розглянуто математичні моделі, що описують термодинамічні та кінетичні аспекти інгібування кристалізації (модифіковане рівняння Гіббса – Томсона та рівняння Кабрери – Вермілі). Отримані результати створюють теоретичну основу для розроблення антискалантів нового покоління та оптимізації їх застосування у системах зворотного осмосу.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ МІЦНОСТІ НА ЗГИН ДЕРЕВОЗАЛІЗОБЕТОННОЇ ПАНЕЛІ ПЕРЕКРИТТЯ

Т. Д. Нікіфорова , В. А. Федін — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Сучасний розвиток будівельної галузі характеризується активним пошуком конструктивних рішень, що поєднують високі експлуатаційні показники з підвищеною екологічною ефективністю. Одним із перспективних напрямів є використання перехресно-клеєної деревини (ПКД) у складі композитних систем перекриття. Такі конструкції забезпечують зменшення маси будівель, зниження вуглецевого сліду та ефективне використання відновлюваних ресурсів. Водночас для підвищення жорсткості та несучої здатності дерев’яні елементи доцільно поєднувати з бетонним шаром, формуючи деревобетонні композитні конструкції. Додатковим напрямом підвищення екологічності таких систем є застосування рециклінгових матеріалів у складі бетону, зокрема крупних заповнювачів, отриманих шляхом переробки будівельних відходів. Попри потенціал цього підходу, експериментальні дані щодо роботи композитних конструкцій з перехресно-клеєної деревини та бетону на рециклінговому заповнювачі залишаються обмеженими, що обумовлює необхідність проведення відповідних досліджень. Мета статті. Метою роботи є експериментальне дослідження несучої здатності деревозалізобетонної композитної панелі перекриття на основі плити з перехресно-клеєної деревини та бетонного шару з використанням крупного заповнювача рециклінгового походження при роботі на згин. Методика. Для досягнення поставленої мети було розроблено дослідний зразок композитної панелі перекриття, що складається з плити з перехресно-клеєної деревини товщиною 90 мм та монолітного бетонного шару товщиною 50 мм на рециклінговому крупному заповнювачі. Спільна робота шарів забезпечувалася системою Г-подібних анкерних елементів, встановлених у масив деревини. Перед виготовленням композитної конструкції проведено експериментальне визначення фізико-механічних характеристик рециклінгового бетону шляхом випробування стандартних кубів і призм на стиск та визначення модуля пружності. Після набору міцності бетонного шару виконано випробування композитної панелі на згин за стандартною методикою. У процесі випробувань фіксувалися значення навантаження, прогинів та характер руйнування конструкції. Висновки. За результатами експериментальних досліджень встановлено, що рециклінговий бетон, використаний у складі композитної панелі, відповідає класу міцності С32/40. Руйнівне навантаження дослідженої деревозалізобетонної панелі перекриття становило 52 кН, що перевищує відповідний показник аналогічної плити з перехресно-клеєної деревини без бетонного шару приблизно на 15 %. Отримані результати підтверджують ефективність використання композитної системи на основі перехресно-клеєної деревини та бетону з рециклінговим заповнювачем для підвищення несучої здатності перекриття. Проведені дослідження створюють передумови для подальшого чисельного моделювання напружено-деформованого стану таких конструкцій і розширення практики використання екологічно орієнтованих композитних систем у сучасному будівництві.

ВИЗНАЧЕННЯ КЛАСИФІКАЦІЙНИХ ОЗНАК БУДІВЕЛЬНИХ ОБ’ЄКТІВ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ТЕХНІЧНОГО НАГЛЯДУ У КАРКАСНО-МОНОЛІТНОМУ БУДІВНИЦТВІ

М. В. Пахомов , Є. І. Заяць — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Забезпечення належної якості будівельно-монтажних робіт значною мірою залежить від того, наскільки раціонально організований технічний нагляд на конкретному об’єкті. На практиці процедури контролю часто застосовуються за уніфікованими схемами, майже без урахування відмінностей між об’єктами за призначенням, складністю, масштабом і класом наслідків. Це може призводити як до недостатнього контролю на складних та відповідальних об’єктах, так і до надмірних витрат ресурсів на відносно прості споруди. У чинних нормативних документах представлено окремі класифікації за класом наслідків, поверховістю, функціональним призначенням тощо, однак вони, як правило, не інтегровані в єдину систему, придатну для безпосереднього використання при плануванні організації роботи технічного нагляду. У статті запропоновано підхід до класифікації будівельних об’єктів на основі поєднання семи ключових критеріїв: класу наслідків, типу та стадії проєкту, конструктивної системи, обсягу та масштабу будівництва, поверховості, функціонального призначення та розрахункового строку експлуатації. На основі цієї класифікації запропоновано диференційовану структуру організації технічного нагляду з трьома рівнями складності, що відрізняються вимогами до складу фахівців, частоти контрольних перевірок, обсягу інструментальних і лабораторних перевірок та деталізацією документування. Запропонований підхід не претендує на повну зміну існуючої системи, але може розглядатися як інструмент її уточнення та часткового вдосконалення за рахунок більш послідовного врахування характеристик конкретного об’єкта. Мета статті – обґрунтувати класифікацію будівельних об’єктів, яка в межах чинного законодавства може використовуватися для більш узгодженого формування параметрів організації технічного нагляду відповідно до конструктивних, функціональних, організаційних та об’ємно-просторових характеристик об’єктів. Запропонована структура не змінює нормативних вимог, а спрямована лише на впорядкування існуючих процедур контролю якості будівельно-монтажних робіт та уточнення параметрів нагляду залежно від складності об’єкта. Основна увага дослідження зосереджується на встановленні взаємозв’язку між характеристиками об’єкта – класом наслідків, типом конструктиву, функціональним призначенням, масштабом робіт – та організаційною структурою технічного нагляду, з урахуванням вимог чинних будівельних норм.

ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ В ЕКЗОСКЕЛЕТАХ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ БЕЗПЕКИ ПРАЦІ В БУДІВНИЦТВІ ТА НА ОБ’ЄКТАХ КРИТИЧНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ

В. А. Шаломов , В. В. Демченко , В. Ю. Жирков , П. Д. Хряп — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. У зв’язку із постійним зростанням складності інфраструктурних проєктів та високим рівнем фізичного навантаження в будівельній галузі, виробничий травматизм залишається однією з ключових загроз, що призводить до значних людських та економічних втрат. Недосконалість традиційних методів безпеки, які мають переважно реактивний характер, зумовлює необхідність впровадження проактивних технологій. Висока інтенсивність праці та експлуатація об’єктів у складних умовах (висотні роботи, замкнені простори, об’єкти енергетики) спричиняють масовий розвиток скелетно-м'язових розладів, що становлять до 40% усіх професійних захворювань у секторі. Відсутність інтелектуальних систем моніторингу в реальному часі призводить до несвоєчасного виявлення критичної втоми працівників, теплового стресу та порушень біомеханіки рухів. Сучасний стан галузі вимагає переходу від пасивних засобів індивідуального захисту до активних роботизованих систем, таких як екзоскелети, інтегровані з алгоритмами штучного інтелекту. Окупація або руйнування промислових об’єктів, обмеження доступу до небезпечних зон та потреба у швидкому відновленні критичної інфраструктури роблять питання автоматизації та інтелектуальної підтримки фізичної праці найактуальнішим завданням сучасної охорони праці. Мета статті − полягає у виявленні та аналізі переваг інтеграції штучного інтелекту в конструкції промислових екзоскелетів для підвищення безпеки на об’єктах будівництва та критичної інфраструктури, визначенні технічних ризиків (таких як збої сенсорів чи помилки алгоритмів керування) та формуванні концептуальної моделі проактивного моніторингу стану працівника. Метою також є дослідження перспектив переходу від механічних систем підтримки до «розумних» Wearable AI систем, здатних прогнозувати небезпечні ситуації та автоматично коригувати рівень механічної допомоги залежно від фізіологічних показників користувача. Висновок. У ході аналізу потенційних небезпек при виконанні важких робіт на об’єктах критичної інфраструктури України було визначено, що основною загрозою є накопичувальний ефект фізичного перенавантаження та раптові травми через втрату координації. В умовах сучасних викликів, коли традиційний нагляд за безпекою праці обмежений динамічністю процесів, проведення моніторингу стандартними методами (анкетування, візуальний огляд) не є достатньо ефективним. Саме тому слід використовувати новітні методи з використанням автономних інтелектуальних екзоскелетів, що оснащені інерційними датчиками, біометричними сенсорами та системами комп’ютерного зору. Використання штучного інтелекту для аналізу великих даних дозволяє здійснювати скринінг фізіологічних параметрів (частота серцевих скорочень, температура тіла) та біомеханічних циклів безпосередньо під час виконання завдань. Впровадження таких апаратів є сьогодні найактуальнішим питанням не тільки для підвищення продуктивності, а й для забезпечення безпеки праці, де людина є ключовою ланкою управління. Для подальших досліджень необхідно виявити технічні можливості щодо адаптації закордонних розробок (типів Robo-Mate або Sarcos) до вітчизняних стандартів безпеки та перехід від пасивних шарнірних конструкцій до активних сервоприводних систем із інтелектуальним керуванням, що забезпечують захист від гіперекстензії суглобів та раптових збоїв системи.

СТАТИСТИЧНИЙ АНАЛІЗ ДЕФЕКТІВ ТА ПОШКОДЖЕНЬ МЕТАЛЕВИХ НЕСУЧИХ ВЕЖ ДИМОВИХ ТРУБ ТА ЇХ ГРАНИЧНО ДОПУСТИМІ ЗНАЧЕННЯ

С. М. Яровий , Д. Л. Чередник , А. О. Титюк , О. О. Данильченко — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Металеві несучі вежі, які забезпечують підтримку високих вентиляційних та димових труб, відіграють ключову роль у технологічних процесах промислових підприємств. Їхній вихід з ладу призводить до повного припинення виробничого циклу. Протягом тривалого часу експлуатації такі конструкції піддаються впливу значних силових та динамічних навантажень, температурних перепадів і корозійних процесів. Комбінація цих факторів поступово знижує їхню довговічність, провокуючи виникнення і накопичення різних дефектів та пошкоджень. В Україні наразі відсутня достатня кількість систематизованих даних та єдиних методик для статистичної оцінки пошкоджень таких споруд, що суттєво ускладнює своєчасну діагностику і планування ефективних ремонтних заходів. На основі численних обстежень технічного стану веж проведено ідентифікацію характерних дефектів і пошкоджень, їх класифікацію за типами та масштабами, а також здійснено статистичний аналіз даних, пов'язаних із пошкоджуваністю. Встановлено гранично допустимі значення пошкоджень залежно від категорії технічного стану та виконано розподіл виявлених дефектів відповідно до рівнів небезпечності. Аналіз технічного стану металевих несучих веж, який здійснювався на основі результатів щодо їх схильності до пошкоджень, сприятиме збільшенню експлуатаційної довговічності та забезпеченню безперервної роботи промислових підприємств. Крім того, це дозволяє зменшити ризик аварійних ситуацій і подовжити термін служби зазначених конструкцій.

ПІДГОТОВЧИЙ ЕТАП БУДІВНИЦТВА ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ТЕХНОЛОГІЇ 3D-ДРУКУ

А. М. Сопільняк , К. О. Сіренок — пт, 29 тра 2026 00:00:00 +0300

Постановка проблеми. Стрімкий розвиток технології будівельного 3D-друку зумовлений зростаючою потребою у швидкому та економічно ефективному зведенні будівель і споруд. Дефіцит кваліфікованих трудових ресурсів, необхідність відновлення пошкодженого житлового фонду та підвищення продуктивності будівельних процесів актуалізують впровадження адитивних технологій у практику будівництва. Попри наявність реалізованих об’єктів у різних країнах, технологія залишається недостатньо регламентованою, а більшість технічних рішень мають експериментальний характер. У зв’язку з цим особливої уваги потребує підготовчий етап будівництва, що передбачає узгодження параметрів матеріалів, цифрового моделювання та налаштування обладнання в межах чітко структурованого підходу. Мета. Метою статті є визначення та систематизація основних аспектів підготовчого етапу будівництва із застосуванням технології будівельного 3D-друку, а також оцінка можливості адаптації методик випробувань, регламентованих нормативними документами традиційного будівництва, до умов адитивного виробництва. Висновок. У роботі систематизовано складові підготовчого етапу будівництва з урахуванням специфіки технології будівельного 3D-друку та обґрунтовано необхідність комплексного узгодження матеріальних, технологічних і цифрових параметрів процесу. За результатами експериментальних досліджень встановлено вплив водовмісту на екструзійну придатність і міцність матеріалу. Показано, що цифрове моделювання та формування керуючих програм повинні здійснюватися з урахуванням технічних можливостей обладнання, а узгодження геометричних і технологічних параметрів є необхідною умовою забезпечення стабільності процесу друку. Отримані результати підтверджують доцільність системного підходу до організації підготовчого етапу будівництва із застосуванням адитивних технологій та окреслюють напрями їх подальшої стандартизації.