Біонічний підхід до виготовлення литих легковагих металоконструкцій для будівництва споруд модульного типу

Анотація

УДК 621.74.045: 624.014.2

Швидкозбірні модульні будівельні металоконструкції мають ряд переваг, особливо для повторного використання, порівняно з будівельними конструкціями з бетону та дерева. Аналіз структури вартості таких металоконструкцій та їх монтажу засвідчив, що найефективніший засіб зниження їх вартості – це зменшення витрат металу. На відміну від зварних для болтових конструкцій спрощується монтаж та болтові з’єднання забезпечують можливість демонтажу конструкції з перевезенням на інше місце, що важливо для ангарів, складів, що змінюють локацію. Посиленню потенціалу для нового та швидкого будівництва може сприяти виливання легковагих металоконструкцій, для чого найбільш придатний спосіб лиття за моделями, що газифікуються, у вакуумовані форми з сипкого піску. Ніякий інший ливарний спосіб не може конкурувати з ЛГМ у виробництві каркасних несучих конструкцій складної геометрії. Розглянуто приклади оптимізації металоконструкцій шляхом наслідування конструкцій природи, зокрема біологічних і структури ДНК, як біонічного підходу до проектування рукотворних металовиробів. Каркасні і комірчасті просторові матеріали, отримані методом ЛГМ, розширюють існуючий спектр властивостей порівняно з компактними матеріалами. А описані литі матеріали за аналогами з макро- та мікросвіту природи і за збірними моделями спростять конструювання та випуск каркасних легковагих виробів, які відносять до «матеріалів майбутнього». Україна отримує метал із власних руд і здатна перевести його у високотехнологічний наукомісткий товар у вигляді машин, механізмів та будівельних конструкцій. Технологічний напрям запозичення конструкційних властивостей природних матеріалів досліджується не лише для їх копіювання, а й для отримання нових матеріалів та конструкцій з оптимізацією під конкретні механізми чи будівлі, сприяючи застосуванню металоконструкцій як ефективного рішення в будівельній галузі при відбудові країни.

Список літератури

1. Current end-of-life scenarios for three common construction materials. The free encyclopedia for UK steel construction information. URL: https://www.steelconstruction.info/Life_cycle_assessment_and_embodied_ca....
2. Дорошенко В. С., Янченко О. Б. Передумови виробництва вузлів-конекторів будівельних металоконструкцій ливарним способом за разовими моделями. Сучасні технології, матеріали і конструкції в будівництві. 2022. Том 32. № 1. С. 14–20.
3. Landage M. G., Kumbhar S. Lost Foam Casting technology – Review Paper. International Journal of Innovations in Engineering Research and Technology. 2019. Р. 1–6
4. Centre Pompidou Construction. URL: http://hotcore.info/kareff-07079.html.
5. Проектирование металлических конструкций. Ч. 1. / С. М. Тихонов, В. Н. Алехин, З. В. Беляева и др. М.: Издательство «Перо», 2020. 468 c.
6. Патент 83447 Україна, МПК В22С7/00, В22С 9/00. Ливарна одноразова модель / О. Й. Шинський, В.С. Дорошенко. Опубл. 10.07.2008, Бюл. № 13
7. Вернадский В. И. Размышления натуралиста. Пространство и время в неживой и живой природе. М.: Наука, 1975. 220 с.
8. Doroshenko V. S. New Possibilities of Developing of the Lost Foam Casting Process / Revista de Turnatorie. 2011. Рart I. № 3–4. P. 14–16. Рart II. № 5–6. P. 20–22.
9. Mandelbrot B. B. The fractal geometry of nature. New York: Freеman and Co., 1983. 540 p.
10. Патент 90494 Україна, МПК В22D 7/00, В22D 23/00, В22D 25/00. Просторовий металевий виливок / О. Й. Шинський, В. С. Дорошенко. Опубл. 2010, Бюл. № 9.
11. Дорошенко В. С. Проблемы конструирования пространственных каркасных отливок и моделей для литья по газифицируемым моделям. Металл и литье Украины. 2010. № 8. С. 24–28.
12. Патент 81011 Україна, МПК В22С 7/02, В22С 9/04. Ливарна одноразова модель / О.Й. Шинський, В. С. Дорошенко. Опубл. 25.06.2013, Бюл. 12.
13 Дорошенко В. С. Воспроизведение структур природы как метод получения ресурсосберегающих металлоконструкций. Вісник Донбаської держ. машинобудівної академії. 2014. №1 (32). С. 43–49.