Одним із напрямів науково-дослідної роботи кафедри будівельних конструкцій є вдосконалення безкапітельно-безбалкової конструктивної системи будівель з метою її широкого впровадження в житлове будівництво України.
Житловий будинок у м. Полтава по вул. Жовтневій, 60Д в процесі будівництва та після зведення з використанням наукових розробок кафедри
У рамках виконання держбюджетної теми «Збірно-монолітна конструктивна система будівлі під соціальне житло» (реєстраційний номер 0113 U 000 383) вперше в Україні в лабораторії кафедри проведені експериментальні випробування плит перекриття, колон та сходових маршів безкапітельно-безбалкової конструктивної системи житлових будівель.
Експериментальна перевірка в лабораторії кафедри вдосконалених конструкцій безкапітельно-безбалкової конструктивної системи житлових будівель
Викладачами кафедри розроблені технічні умови на залізобетонні вироби (плити перекриття, колони та сходові марші) безкапітельно-безбалкової конструктивної системи житлових будівель зі збірно-монолітним в’язевим каркасом. Результати наукових досліджень у напрямі вдосконалення конструкцій та вузлів з‘єднання каркасу підтверджені патентами на корисну модель.
З використанням наукових розробок викладачів кафедри у м. Полтаві введені в експлуатацію 16-поверхові житлові будинки по проспекту Богдана Хмельницького, 21, завершено будівництво на вул. Жовтневій, 60д, продовжується широкомасштабне будівництво житлового кварталу «Садовий» в с. Розсошенці.
Викладачі кафедри ведуть наукову роботу в галузі дослідження залізобетонних і кам’яних конструкцій на складні види деформацій при короткочасній та тривалій дії навантажень (керівник – д.т.н., професор А.М. Павліков), а також опору руйнуванню й деформуванню бетонних і залізобетонних елементів, що зазнають складних неоднорідних НДС при різному характері зовнішніх впливів (к.т.н, доцент О.О. Довженко). За час існування кафедри за її науковими напрямами досягнуті результати викладено в 13 монографіях, а їх новизна підтверджена 30 авторськими свідоцтвами на винаходи, щорічно друкується 35 – 40 наукових статей.
Колектив кафедри підтримує плідні творчі зв’язки й веде господарсько-договірну роботу з установами, заводами, промисловими і сільськогосподарськими підприємствами. Останніми роками були розроблені проекти реконструкції виробничих об’єктів, проведені обстеження і реконструйовано понад 100 будівельних об’єктів у Полтавській та інших областях України. За участю студентів спроектовані трибуни Полтавського картодрому, лабораторний корпус «Л» та корпуси «А» і «Ф» університету. Здійснена реконструкція полтавського стадіону «Ворскла».
Наукова школа «Дослідження будівельних конструкцій, що працюють на складні види деформацій» (наук. керівник Павліков А.М., доктор технічних наук, професор).
На кафедрі з 1963 року заснована наукова школа за напрямом дослідження будівельних конструкцій, що працюють на складні види деформацій, котра є єдиною як в Україні, так і за кордоном. Очолював її спочатку доктор технічних наук, професор М.С. Торяник, а потім доктор технічних наук, професор П.Ф. Вахненко. Тепер роботу наукової школи продовжує доктор технічних наук, професор А.М. Павліков, під керівництвом котрого за результатами виконаних експериментально-теоретичних досліджень захистили кандидатські дисертації О.В. Семко, О.В. Зернюк, О.Г. Хохлов, Є.В. Дяченко, О.В. Гарькава, Д.Ф. Федоров, М.О. Харченко, П.А. Юрко.
Випробування залізобетонної балки на косий згин в лабораторії кафедри
На основі досліджень М.С. Торяника і його учнів В.І. Бабича, П.В. Вахненка, О.В. Горика, М.М. Губія, О.М. Кузьменка, В.І. Клименка, Є.В. Клименка, А.М. Павлікова, Ю.М. Руденка, С.І. Рогового, О.В. Редкіна, Л.І. Сердюка, Л.В. Фалєєва, М.Л. Ярового та багатьох інших створено методологію розрахунку міцності, тріщиностійкості та деформативності елементів прямокутної, таврової й двотаврової форм, які працюють в умовах складного деформування. Рекомендації для відповідних розрахунків використані в діючих нормах із проектування залізобетонних конструкцій.
Останніми роками інтерес до наукових досліджень значно зріс. Викладачі кафедри більш інтенсивно залучаються до наукової роботи. У результаті на кафедрі започатковано наукову школу з напряму «Дослідження і розроблення методів розрахунку опору руйнуванню та деформуванню бетонних і залізобетонних елементів, які зазнають неоднорідних напружено-деформованих станів при різному характері впливів навантаження та середовища». За результатами виконаних експериментально-теоретичних досліджень з цього напряму захистили кандидатські дисертації П.П. Воскобійник, В.А. Котляров, О.О. Довженко, С.М. Микитенко, В.В. Погрібний (під керівництвом В.П.Митрофанова), В.Н. Рожко, Н.М. Пінчук, Л.В. Карабаш, Т.Ю. Качан, І.А. Юрко, Ю.В.Чурса (під керівництвом О.О.Довженко).
Розроблена методика розрахунку несучої здатності бетонних та залізобетонних конструкцій (елементів) на зріз із застосуванням варіаційного метода в теорії пластичності бетону, принципу віртуальних швидкостей, розривних рішень з локалізацією пластичної деформації у тонких шарах на поверхнях руйнування, концепції жорстко-пластичного тіла, верхньої оцінки граничного навантаження. Теоретичні результати знайшли підтвердження в комплексних експериментальних дослідженнях.
Результати досліджень викладачів кафедри знайшли відображення в монографіях та наукових статтях, опублікованих у фахових збірниках України та за кордоном, зокрема в понад 60 публікаціях у виданнях, що входять до науко-метричної бази Scopus
Кафедра має 4 випробувальні лабораторії з приміщеннями загальною площею 798,6 м2. Одна з цих лабораторій – найсучасніша в Україні, призначена забезпечувати проведення лабораторних робіт із навчальних дисциплін, випробовувати та досліджувати будівельні конструкції. Вона була запроектована і побудована в 1973 році за участі всіх членів кафедри, що працювали на той час.
Лабораторія для проведення наукових досліджень та лабораторних робіт
Ця лабораторія з розмірами 18х36 м оснащена кран-балкою вантажопідйомністю 10 кН, мостовим краном вантажопідйомністю у 250 кН, сучасною обчислювальною технікою, унікальними випробувальними пристроями та машинами, силовим навантажувальним обладнанням для дослідження роботи конструкцій як статичним, так і динамічним навантаженням до 5000 кН.
Наукова школа «Надійність будівель і споруд» (наук. керівник Пічугін С.Ф., доктор технічних наук, професор, академік Академії будівництва України, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки). Наукова школа започаткована в 1974 р. За більш ніж 40-річний термін захищено 2 докторські дисертації та 18 кандидатських дисертацій, опубліковано 20 монографій та більше 400 статей, одержано 26 авторських свідоцтв і 23 методичних посібника.
Проведений аналіз випадкових навантажень (снігових, вітрових, кранових) на конструкції, розроблені ймовірнісні моделі навантажень у вигляді випадкових процесів та їх абсолютних максимумів, екстремумів, випадкових послідовностей незалежних, дискретних та корельованих перевантажень, уперше обґрунтовано методику їх порівняльного аналізу. Розроблено методику врахування сумісної дії атмосферних і кранових навантажень, які мають різний частотний склад і складні розподіли ординати, що дозволило уточнити коефіцієнти сполучення навантажень. Розв'язані практичні задачі оцінки надійності колон постійного та ступінчастого перерізу, кроквяних та підкранових балок, згинальних пружно-пластичних елементів, підземних трубопроводів, висотних споруд, конструкцій канатних доріг. Одержані оцінки надійності сталевих статично невизначених рам, що дозволило провести ранжування їх елементів за критерієм надійності та оцінити резерви несучої здатності статично невизначених систем. Результати досліджень включені в нормативні документи: ДБН 362-92 «Оцінка технічного стану сталевих конструкцій виробничих будівель і споруд, що знаходяться в експлуатації», ДБН В.1.2.-2:2006 «Навантаження і впливи», ДБН В. 1.2-96 «Загальні принципи забезпечення надійності і безпеки будівель, споруд, будівельних конструкцій і основ». Матеріали досліджень наукової школи доповідалися на міжнародних конференціях у Польщі, Словаччині, Чехії, Литві, Норвегії, Італії, Швейцарії, на Мальті.
В рамках роботи наукових шкіл кафедри конструкцій з металу, дерева і пластмас захищено 10 докторських дисертацій та понад 70 кандидатських дисерацій.
Лабораторна база кафедри дозволяє проводити випробування як окремих вузлів та елементів конструкцій на випробувальних машинах, так і таких натурних будівельних конструкцій як ферми, арки, колони, балки, плити, опори ЛЕП та інші. В лабораторії випробування конструкцій і споруд постійно проводяться випробування нових будівельних конструкцій та їх моделей студентами, магістрами, аспірантами, докторантами та викладачами кафедри (щорічно науковцями кафедри подається заявок та отримується близько 10 патентів на корисні моделі та винаходи, захищають дисертації аспіранти, проводять наукові дослідження 10-15 магістрів). У своєму розпорядженні вони мають півтонні, 5-тонні та 50-тонні гідравлічні та механічні преси, гідравлічні домкрати та насосні станції, силову підлогу, різноманітні пристосування та стенди для випробувань. При випробуваннях використовують, окрім механічних приладів, сучасний багатоканальний тензометричний вимірювальний комплекс «ВНП-8».
Навчально-лабораторна база кафедри забезпечує проведення лабораторних робіт та випробування нових конструкцій. Сучасні розрахунково-програмні комплекси дозволяють студентам проводити чисельні дослідження у комп’ютерному класі кафедри
Напрямок наукової діяльності «Міцність, жорсткість, стійкість і надійність конструкцій та механічних систем за дії різних навантажень та впливів
