Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science


  • СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ, ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ
  • Моделирование процессов тепломассопереноса при возведении монолитных железобетонных плит
  • УДК 624.012.45:536.24
    doi: 10.33622/0869-7019.2026.07.19-25
    Василина Сергеевна ТЮРИНА, кандидат технических наук, доцент кафедры, vasilina.93@mail.ru
    Антон Сергеевич ЧЕПУРНЕНКО, доктор технических наук, профессор, советник РААСН, профессор кафедры, anton_chepurnenk@mail.ru
    Батыр Меретович ЯЗЫЕВ, доктор технических наук, профессор, советник РААСН, профессор кафедры, ps62@yandex.ru
    Донской государственный технический университет, 344003 Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
    Аннотация. Монолитное строительство сопряжено с риском образования трещин в массивных конструкциях на ранних стадиях твердения бетона, что обусловлено экзотермическим нагревом и тепломассообменом с окружающей средой. В работе выполнен сравнительный анализ численно-аналитического подхода С. В. Александровского и конечно-элементного моделирования процессов тепломассопереноса в массивных монолитных плитах. Реализована компьютерная модель в среде MATLAB, позволяющая удерживать произвольное количество членов ряда. Установлено, что для температурного поля приемлемую точность обеспечивает уже один член ряда, тогда как для влажностного поля требуется до 50 членов ввиду высокого градиента в приповерхностных зонах. Выявлены недостатки аналитического подхода. На примере фундаментной плиты исследовано влияние времени перекрытия слоев бетонирования на температурно-влажностный режим конструкции. Показано, что технологические факторы существенно влияют на распределение температуры и влажности, особенно в поверхностных слоях, что необходимо учитывать при прогнозировании трещиностойкости конструкций. Разработанная модель может служить основой для расчета напряженно-деформированного состояния бетона с учетом реальных условий возведения.
    Ключевые слова: массивные монолитные конструкции, фундаментные плиты, тепломассоперенос, температурно-усадочные напряжения, экзотермия цемента, гидратация бетона, численно-аналитический метод, метод конечных элементов
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Никифоров С. В., Терновский М. В. Контроль термонапряженного состояния при бетонировании массивных конструкций фундаментов высотных зданий // Строительство и реконструкция. 2025. № 3. С. 30-44. EDN: AJDMFK
    2. Макеева А. В., Семенов К. В., Макеев А. А., Амелина А. В. Трещиностойкость массивных бетонных конструкций в строительный период с учетом температурных воздействий // Вестник БГТУ им. В. Г. Шухова. 2019. № 8. С. 30-39. EDN: FOKOIZ
    3. Несветаев Г. В., Корянова Ю. И. Прогноз кинетики прочности бетона при твердении в условиях, отличных от нормальных // Современные тенденции в строительстве, градостроительстве и планировке территорий. 2023. Т. 2. № 4. С. 59-68. EDN: UAIZPO
    4. Семенов К. В. [и др.] Термическая трещиностойкость фундаментной плиты с учетом послойности бетонирования // Вестник Евразийской науки. 2024. Т. 16. № 3. EDN: QORSSK
    5. Chepurnenko A. S., Nesvetaev G. V., Koryanova Yu. I. Modeling non-stationary temperature fields when constructing mass cast-in-situ reinforced-concrete foundation slabs [Моделирование нестационарных температурных полей при возведении массивных монолитных железобетонных фундаментных плит]. Architecture and Engineering, 2022, vol. 7, no. 2, pp. 66-78. EDN: AKGXYN
    6. Luikov A. V. Systems of differential equations of heat and mass transfer in capillary-porous bodies [Системы дифференциальных уравнений тепло- и массопереноса в капиллярно-пористых телах]. International Journal of Heat and Mass Transfer, 1975, vol. 18, no. 1, pp. 1-14. EDN: ZZBHCT
    7. Александровский С. В. Расчет бетонных и железобетонных конструкций на изменения температуры и влажности с учетом ползучести бетона. М. : НИИЖБ, 2004. 713 с.
    8. Федосов С. В., Соколов А. М. Методология исследования процессов теплопереноса и показателей электротепловой обработки железобетонных изделий токами повышенной частоты // Academia. Архитектура и строительство. 2012. № 2. С. 129-135. EDN: PYDVFL
    9. Федосов С. В., Пуляев И. С., Александрова О. В., Митягина А. Н. Моделирование процессов теплопереноса при бетонировании массивных железобетонных конструкций // Строительство и реконструкция. 2025. № 4. С. 120-130. EDN: HLFBWQ
    10. Sidorov V. N., Primkulov A. M. Coupled heat and mass transfer problem with dependent heat conductivity properties and its semi-analytical solution [Cовместная задача тепломассообмена с зависимыми теплопроводящими свойствами и ее полуаналитическое решение]. International Journal for Computational Civil and Structural Engineering, 2023, vol. 19, no. 3, pp. 69-82. EDN: UVSBDM
    11. Сидоров В. Н., Примкулов А. М. Численно-аналитическое решение нестационарной задачи теплопроводности с переменными теплофизическими параметрами среды // Вестник МГСУ. 2023. Т. 18. № 5. С. 685-696. EDN: JWFKVJ
    12. Smolana A., Klemczak B., Azenha M., Schlicke D. Thermo-mechanical analysis of mass concrete foundation slabs at early age-essential aspects and experiences from the FE modelling [Термомеханический анализ массивных бетонных фундаментных плит на ранних стадиях строительства - основные аспекты и опыт конечно-элементного моделирования]. Materials, 2022, vol. 15, no. 5, art. 1815. EDN: SNFMFC
    13. Klemczak B., Smolana A. Multi-step procedure for predicting early-age thermal cracking risk in mass concrete structures [Многоэтапная процедура прогнозирования риска раннего температурного трещинообразования в железобетонных конструкциях]. Materials, 2024, vol. 17, no. 15, art. 3700. EDN: NSLHNS
    14. Xie Y., Du W., Xu Y. et al. Temperature field evolution of mass concrete: From hydration dynamics, finite element models to real concrete structure [Эволюция температурного поля в массивном бетоне: от динамики гидратации и конечно-элементных моделей до реальной бетонной конструкции]. Journal of Building Engineering, 2023, vol. 65, art. 105699. EDN: EFTISM
    15. Bui A. K., Nguyen T. C., Nguyen T. T. B. Using advanced "Birth and Death" APDL code to analyze the thermal transient problem of mass concrete during construction phases [Использование усовершенствованного кода APDL "Рождение и смерть" для анализа тепловых переходных процессов в массивном бетоне на этапах строительства]. Engineering, Technology & Applied Science Research, 2024, vol. 14, no. 3, pp. 14660-14665. EDN: ZZUFMP
    16. Klemczak B. Prediction of coupled heat and moisture transfer in early-age massive concrete structures [Прогнозирование сопряженного тепло- и влагопереноса в массивных бетонных конструкциях на ранних стадиях твердения]. Numerical Heat Transfer, Part A: Applications, 2011, vol. 60, no. 3, pp. 212-233. EDN: XYTLUI
    17. Klemczak B. The influence of thermodiffusion cross effect on the temperature and moisture distribution in early age mass concrete [Влияние эффекта термодиффузионного перекрестного взаимодействия на распределение температуры и влажности в бетоне раннего возраста]. Architecture, Civil Engineering, Environment, 2010, vol. 3, no. 3, pp. 55-62.
    18. Klemczak B., Smolana A., Jкdrzejewska A. Modeling of heat and mass transfer in cement-based materials during cement hydration-a review [Моделирование тепло- и массопереноса в цементных материалах в процессе гидратации цемента - обзор]. Energies, 2024, vol. 17, no. 11, art. 2513. EDN: RNBTFR
  • Для цитирования: Тюрина В. С., Чепурненко А. С., Языев Б. М. Моделирование процессов тепломассопереноса при возведении монолитных железобетонных плит // Промышленное и гражданское строительство. 2026. № 7. С. 19-25. doi: 10.33622/0869-7019.2026.07.19-25

НАЗАД