Кучин І. О. Неоднорідні метаматеріали та конструкції для захисту споруд від сейсмічних та вібраційних впливів

English version

Дисертація на здобуття ступеня доктора філософії

Державний реєстраційний номер

0826U004939

Облікова картка дисертації

0826U004939.pdf

Здобувач

Спеціальність

  • 192 - Будівництво та цивільна інженерія

Спеціалізована вчена рада

PhD 15624

Український державний університет науки і технологій

Анотація

Дисертація присвячена розробці та чисельному обґрунтуванню неоднорідних метаматеріальних конструкцій для захисту будівель і споруд від сейсмічних та техногенних вібраційних впливів. У роботі розглянуто двовимірні періодичні бетонно-гумові конструкції фундаментного типу, здатні формувати заборонені зони пружних хвиль у низькочастотному діапазоні. Запропонований підхід ґрунтується на використанні принципів фононних кристалів і механічних метаматеріалів, у яких ослаблення передачі коливань досягається завдяки керованій взаємодії хвильового поля з періодичною неоднорідністю. Досліджено двокомпонентні комірки з гумовим включенням і трикомпонентні локально-резонансні комірки з гумовим кільцем та важким сталевим ядром. Для цих конструкцій побудовано дисперсійні діаграми, визначено межі та ширину заборонених зон, проаналізовано вплив геометричних і матеріальних параметрів на положення робочого частотного діапазону, а також розглянуто скінченний періодичний масив у нестаціонарній постановці. Актуальність роботи обумовлена необхідністю розвитку ефективних пасивних засобів захисту споруд від низькочастотних динамічних впливів, зокрема сейсмічних хвиль, транспортних та промислових вібрацій. Традиційні підходи до сейсмічного та вібраційного захисту не завжди забезпечують достатньо вибіркове пригнічення коливань у заданому частотному діапазоні за прийнятних конструктивних параметрів. Періодичні метаматеріальні системи відкривають можливість формування частотних інтервалів, у яких поширення пружних хвиль істотно послаблюється. Разом з тим для будівельних застосувань залишаються недостатньо дослідженими питання вибору архітектури бетонно-гумової комірки, переходу від спектральних характеристик нескінченної періодичної структури до оцінювання скінченного конструктивного масиву, масштабного налаштування захисного частотного діапазону та врахування невизначеності фізико-механічних властивостей матеріалів.

Читати повністю

Публікації

Volchok D., Danishevskyy V., Slobodianiuk S., Kuchyn I. Fuzzy sets application in the problems of structural mechanics and optimal design. Acta Mechanica. 2023. Vol. 234. P. 6191–6204. DOI: 10.1007/s00707-023-03713-0

Кучин І. О. Двовимірні ґрунтові метаструктури та періодичні фундаменти для вібросейсмічного захисту: огляд. Український журнал будівництва та архітектури. 2026. № 2 (032). С. 160–166. DOI: 10.30838/UJCEA.2312.290426.160.1237

Данішевський В. В., Кучин І. О. Двовимірні бетонно-гумові періодичні конструкції для захисту будівель від вібрацій та сейсмічних навантажень. Український журнал будівництва та архітектури. 2026. № 3 (033). С. 62–66. DOI: 10.30838/UJCEA.0333.270526.62.1243

Bezverkhyi D., Kuchyn I., Danishevskyy V. Propagation of elastic transient waves in 1D periodically heterogeneous structures. Науково-практична конференція студентів, аспірантів і молодих вчених (Дніпро, 27–28 березня 2023 р.). Дніпро: ПДАБА, 2023. С. 358–360

Андріанов І., Данішевський В., Безверхий Д., Кучин І. Шаруваті конструкції для вібро- та сейсмоізоляції. Стародубовські читання – 2023: матеріали XXXIII науково-практичної конференції (Дніпро, 19 квітня 2023 р.). Дніпро, 2023. С. 5–7

Danishevskyy V., Kuchyn I. Splash effects in propagation of elastic waves in heterogeneous structures. Інноваційні технології забезпечення параметрів комфорту, енергоефективності і екологічності житлових будівель на основі смарт-технологій: матеріали міжнародної науково-практичної конференції. 2024. С. 21–23

Kuchyn I. Investigation of the Impact of Geometric Configuration on Wave Attenuation in a Composite Beam with Circular Inclusions. Mathematical modeling and experimental studies of civil and mechanical engineering problems: abstracts of the scientific and practical conference (Bratislava, 28 January 2025). Bratislava: ROEZ, s.r.o., 2025. P. 12. DOI: 10.30838/PSACEA.978-966-3232-52-3

Данішевський В., Кучин І. О. Вплив конфігурації круглих включень на затухання хвиль у композитній балці. Сучасні проблеми механіки у конструкціях спеціального призначення: збірник матеріалів міжнародної науково-технічної конференції MPMSPS-2025 (Дніпро, 26–28 березня 2025 р.). Дніпро, 2025. С. 144–146

Danishevskyy V., Kuchyn I., Bezverkhyi D. Band gaps in seismic metamaterials: two-layer unit cell and design maps. Innovative Technologies in Construction, Civil Engineering and Architecture: proceedings of the XX International Scientific and Practical Conference. 2025. P. 406–407

Shekhorkina S., Bezverkhyi D., Kuchyn I. Sound transmission loss of an eco-wall with CLT and straw insulation. Innovative Technologies in Construction, Civil Engineering and Architecture: proceedings of the XX International Scientific and Practical Conference. 2025. P. 407–409

Читати повністю

Файли

autoreferat-Анотація з публікаціями.pdf

Кучин_І_О_Неоднорідні_метаматеріали_та_конструкції_для_захисту_споруд_від_сейсмічних_та_вібраційних_впливів.pdf

Схожі дисертації

0826U005346

Блонний Андрій Володимирович

Науково-прикладний інструментарій визначення оптимальної тривалості будівництва в умовах невизначеності

0826U005299

Зяхор Дмитрій Олегович

Трансформація організаційно-технологічного інструментарію оцінки ефективностібудівельно-інвестиційних проєктів

0826U005300

Боштан Анатолій Васильович

Функціональні механізми диверсифікації діяльності будівельних підприємств в умовах трансформації ринкового середовища

0826U005166

Балакін Костянтин Валерійович

Формування і вибір організаційно-технологічних рішень реконструкції промислових будівель зі зміною функціонального призначення

0826U005080

Собіщанський Олександр Леонідович

Напружено-деформований стан двошарнірних залізобетонних рам з штучним регулюванням зусиль