http://srd.pgasa.dp.ua:8080/xmlui/handle/123456789/17108 2026-07-02T18:34:01Z http://srd.pgasa.dp.ua:8080/xmlui/handle/123456789/17213 Название: Експериментальне дослідження міцності на згин деревозалізобетонної панелі перекриття Авторы: Нікіфорова, Тетяна Дмитрівна; Nikiforova, Tetiana; Федін, Владислав Андрійович; Fedin, Vladyslav Краткий осмотр (реферат): UK: 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.; EN: Problem statement. The modern development of the construction industry is characterized by an active search for structural solutions that combine high performance with improved environmental efficiency. One of the promising directions is the use of cross-laminated timber (CLT) in composite floor systems. Such structures ensure a reduction in the weight of buildings, a decrease in the carbon footprint, and efficient use of renewable resources. At the same time, in order to increase stiffness and load-bearing capacity, timber elements are advisable to combine with a concrete layer, forming timber–concrete composite structures. An additional approach to improving the environmental performance of such systems is the use of recycled materials in concrete mixtures, particularly coarse aggregates obtained from the processing of construction waste. Despite the potential of this approach, experimental data on the performance of composite structures made of cross-laminated timber and concrete with recycled aggregates remain limited, which necessitates further research. Purpose of the article. The aim of this study is the experimental investigation of the load-bearing capacity of a timber–reinforced concrete composite floor panel based on a cross-laminated timber slab and a concrete layer with recycled coarse aggregate under bending. Methodology. To achieve the stated objective, an experimental specimen of a composite floor panel was developed, consisting of a 90 mm thick cross-laminated timber slab and a 50 mm thick monolithic concrete layer made with recycled coarse aggregate. Composite action between the layers was ensured by a system of L-shaped anchor elements installed in the timber body. Prior to manufacturing the composite structure, the physical and mechanical properties of the recycled concrete were experimentally determined by testing standard cubes and prisms in compression and by evaluating the modulus of elasticity. After the concrete layer had reached the required strength, the composite panel was tested in bending according to a standard testing procedure. During the tests, the applied loads, deflections, and the failure pattern of the structure were recorded. Conclusions. The results of the experimental study showed that the recycled concrete used in the composite panel corresponds to strength class C32/40. The ultimate load of the investigated timber–reinforced concrete floor panel reached 52 kN, which exceeds the corresponding value of a similar cross-laminated timber slab without a concrete layer by approximately 15 %. The obtained results confirm the effectiveness of using a composite system based on cross-laminated timber and concrete with recycled aggregate to increase the load-bearing capacity of floor structures. The conducted research creates a basis for further numerical modeling of the stress–strain state of such structures and for expanding the practical application of environmentally oriented composite systems in modern construction. 2026-04-01T00:00:00Z http://srd.pgasa.dp.ua:8080/xmlui/handle/123456789/17212 Название: Хімічний склад та молекулярні механізми дії антискалантів для систем зворотного осмосу: фундаментальні аспекти Авторы: Нечитайло, Микола Петрович; Nechitaylo, Mykola; Нагорна, Олена Костянтинівна; Nahorna, Olena; Нестерова, Олена Валентинівна; Nesterova, Olena; Нечитайло, М. М.; Nechitaylo, M. M.; Чернова, Є. О.; Chernova, Yelyzaveta Краткий осмотр (реферат): UK: 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.; EN: Problem Statement. The rapid development of reverse osmosis technologies in water treatment and desalination systems increases the relevance of effective methods for preventing scale formation. Mineral deposits formed on the surface of semi-permeable membranes lead to a 10–15 % reduction in system productivity within the first six months of operation, increased hydraulic resistance, deterioration of permeate quality, as well as a 15–30 % increase in energy consumption and operating costs. The traditional paradigm of direct antiscalant adsorption on crystal surfaces is currently being revised in connection with the discovery of the key role of nanoparticles as centers of heterogeneous nucleation, which explains the extremely low operating concentrations of inhibitors (0.5–20 mg/L). Purpose of the study. The purpose of this work is to establish the relationship between the chemical structure of antiscalants and the mechanisms of their inhibitory action in reverse osmosis systems. Special attention is paid to the interaction of functional groups of phosphonate and polymeric antiscalants with crystal nuclei and nanoparticles, which serve as centers of heterogeneous nucleation. The obtained results are intended to create a theoretical basis for the rational design of next-generation antiscalants. Results. The structural and physicochemical properties of phosphonate antiscalants, in particular PBTC, ATMP, and HEDP, as well as polymeric antiscalants based on polyacrylic acid (PAA), have been analyzed; for PAA, three modes of inhibitory action depending on molecular weight have been identified (threshold mechanism at 2000–3000 Da and other modes for higher masses). It has been established that the effectiveness of phosphonate inhibitors is determined by the optimal combination of chelating properties, adsorption capacity, and molecular stability; the critical distance between functional groups is 2.5–4.0 Å, which corresponds to the geometry of the calcite crystal lattice. It has been shown that the key mechanism of antiscalant action is not direct adsorption on crystal surfaces, but selective blocking of nanoparticles with a size of 10–100 nm, which serve as centers of heterogeneous nucleation; for effective inhibition, it is sufficient to block only 5–10 % of such nanoparticles. Mathematical models describing the thermodynamic and kinetic aspects of crystallization inhibition (modified Gibbs –Thomson equation and Cabrera – Vermilyea equation) have been considered. The obtained results create a theoretical basis for the development of new-generation antiscalants and optimization of their application in reverse osmosis systems. 2026-04-01T00:00:00Z http://srd.pgasa.dp.ua:8080/xmlui/handle/123456789/17211 Название: Постановка проблеми способу спорудження зовнішніх стін будівель монолітно-каркасної конструкції Авторы: Несевря, Павло Іванович; Nesevria, Pavlo; Нечепуренко, Дар'я Сергіївна; Nechepurenko, Daria; Даниленко, Ігор Олегович; Danylenko, Ihor Краткий осмотр (реферат): UK: 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.; EN: Problem statement. The share of high-rise buildings constructed using cast-in-place reinforced concrete frame technology is steadily increasing in Ukraine. Compared with brick, precast-monolithic, and panel systems, reinforced concrete frame buildings offer several advantages: high construction speed, optimized labor input, flexible apartment layouts, favorable cost efficiency, reduced structural weight, accurate geometry, high strength of reinforced concrete elements, and the absence of shrinkage. One of the key stages in erecting such buildings is the construction of exterior non-load-bearing walls. Currently, brick, aerated concrete blocks, and ceramic blocks are the main materials used for this purpose; however, some of them are relatively heavy, while others lack sufficient strength. It should also be noted that the technology used for erecting these walls relies heavily on manual bricklaying. Manual labor contradicts the overall strategy of mechanizing construction processes, and wages for masons directly increase the cost of one cubic meter of exterior wall in reinforced concrete frame buildings. Purpose of the article. To review theoretical principles and practical recommendations for the justified selection of technologies for filling exterior walls in reinforced concrete frame buildings; to outline the scope of research concerning the development of an algorithm for choosing appropriate wall-filling materials based on influencing factors; and to determine the feasibility of applying construction 3D-printing technologies in the process of erecting exterior non-load-bearing walls, including the factors affecting such a choice. Object of the research. The technology of erecting exterior non-load-bearing walls in cast-in-place reinforced concrete frame buildings and the determination of conditions for applying construction 3D-printing technologies for wall infill. Subject of the research. The processes of exterior wall infill in reinforced concrete frame buildings, along with the associated challenges and methods for addressing current issues of wall construction. Conclusion. Based on the conducted analysis, construction 3D-printing technology has been examined and justified as an alternative to manual bricklaying. The study identifies the conditions under which the use of 3D-printing is expedient in the erection of exterior non-load-bearing walls in reinforced concrete frame buildings. 2026-04-01T00:00:00Z http://srd.pgasa.dp.ua:8080/xmlui/handle/123456789/17209 Название: Чисельне моделювання напружено-деформованого стану каркасу капсульного будинку при експлуатаційних навантаженнях Авторы: Кушнір, І. О.; Kushnir, I. O.; Волкова, В. Є.; Volkova, V. Ye. Краткий осмотр (реферат): UK: 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.; EN: Statement of the problem. The growing demand for mobile housing solutions, particularly in the context of post-war reconstruction of Ukraine, necessitates the development of domestic production of capsule houses. The load-bearing element of such structures is a steel frame, the design of which requires the application of modern numerical modeling methods to ensure strength, stability, and stiffness under operational loads. The search for rational shapes and cross-sectional dimensions of load-bearing elements to reduce steel consumption without compromising the required level of reliability is a relevant issue. The objective is to investigate the stress-strain state of a capsule house frame using the finite element method under operational loads, to study the convergence of numerical results, and to substantiate the feasibility of profile thinning for load-bearing elements. Methodology. Three-dimensional modeling of a spatial frame with overall dimensions of 11452×3140×3230 mm and a mass of 3.1 t was performed using Autodesk Inventor 2024 with the Simulation 2020 module. Convergence analysis was carried out through successive refinement of the finite element mesh. Displacements were monitored at 12 characteristic points along the longitudinal axis of the frame. An operational load with an intensity of 4 kPa was investigated. Results. A strength safety factor of n = 2.75 was determined, indicating excessive steel consumption of the structure. Maximum displacements were 7.8 mm, which is significantly below the allowable limit of L/200 = 57 mm. Convergence of results was confirmed when the mesh element size was reduced from 20 mm to 10 mm, with a deviation of less than 2 %. The feasibility of replacing vertical posts with a 100×100×4 mm cross-section with 100×100×3 mm profiles was substantiated, resulting in a 12 % mass reduction. The scientific novelty lies in the comprehensive approach to investigating the stress-strain state of a lightweight steel frame made of cold-formed welded hollow sections. Practical significance. The results can be used in the design and serial production of mobile housing modules in Ukraine, and the proposed verification methodology can be applied to the analysis of similar thin-walled framed structures. 2026-04-01T00:00:00Z