DOI: 10.52150/2522-9117-2026-40-015
М. В. Пімахов1,*, аспірант, ORCID 0009-0004-1984-5676
1 Національний технічний університет «Дніпровська політехніка»
* Автор для листування: Pimakhov.M.V@nmu.one
ЦИФРОВА РЕКОНСТРУКЦІЯ ТА ПРОГНОЗУВАННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПОШКОДЖЕНИХ БУДІВЕЛЬ НА ОСНОВІ ДАНИХ 3D-СКАНУВАННЯ: КОНЦЕПЦІЯ «ГЕОМЕТРІЯ + ВЛАСТИВОСТІ»
Анотація. Актуальність. Масштабні руйнування інфраструктури в Україні та необхідність оцінки залишкового ресурсу будівель вимагають нових підходів до діагностики, що поєднують швидкість 3D-сканування з глибиною матеріалознавчого аналізу. Класичні методи обстеження не забезпечують суцільної картини розподілу деградації матеріалів у конструкції. Мета. Розробити концептуальні засади методики цифрової реконструкції, що базується на інтеграції геометричних даних 3D-сканування з алгоритмами прогнозування локальних фізико-механічних властивостей матеріалів (міцності, модуля пружності) для створення достовірних розрахункових моделей. Методика. Застосовано методи системного аналізу дефектів будівельних матеріалів, аналітичний огляд методів неруйнівного контролю та комп’ютерного моделювання. Запропоновано підхід до кореляції візуальних та геометричних ознак пошкоджень, отриманих із хмар точок, зі змінами мікроструктури та макромеханічних характеристик бетону та арматури. Результати. Визначено чотири ключові групи дефектів, що ідентифікуються методами 3D-сканування, та встановлено їх зв’язок із деградацією властивостей матеріалів. Обґрунтовано концепцію «Геометрія + Властивості», яка передбачає картування полів пошкоджень (тріщин, термічної деструкції) безпосередньо на скінченно-елементну сітку. Проаналізовано можливості інтеграції програмних комплексів для обробки геометрії (CloudCompare, Revit) із системами інженерного аналізу (ANSYS, LIRA-SAPR) через вокселізацію та параметричне моделювання. Висновки. Запропонована методика дозволяє перейти від візуальної фіксації руйнувань до автоматизованого прогнозування залишкової несучої здатності, враховуючи неоднорідність властивостей матеріалів у пошкоджених зонах.
Ключові слова: цифрова реконструкція, 3D-сканування, фізико-механічні властивості, деградація бетону, корозія, FEM-моделювання, матеріал.
Посилання для цитування: Пімахов М. В. Цифрова реконструкція та прогнозування фізико-механічних властивостей пошкоджених будівель на основі даних 3D-сканування: концепція «геометрія + властивості». Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2026. Вип. 40. С. 237-245. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2026-40-015
Перелік посилань
1. Кліменко В.З., Бєлов І.Д. Випробування конструкцій, обстеження та моніторинг будівель і споруд: підручник. Київ: Кондор, 2015. URL: https://pdf.lib.vntu.edu.ua/books/2022/Klimenko_2015_572.pdf
2. Mengiste E., Garcia de Soto B., Hartmann T. Automated integration of as-is point cloud information with as-planned BIM for interior construction. International Journal of Construction Management, 2023. https://doi.org/10.1080/15623599.2023.2211487
3. Yu X., Shi C., Wei J., Duan L. Whole-process crack width prediction of reinforced concrete structures considering bonding deterioration. Engineering Structures, 2017. https://doi.org/10.1016/j.engstruct.2017.03.060
4. Zonouz S.M., Badarne D., Yu H. 3D vision-based structural masonry damage detection. arXiv:2308.16380, 2023. https://doi.org/10.48550/arXiv.2308.16380
5. Xu Y., Stilla U. Toward Building and Civil Infrastructure Reconstruction From Point Clouds: A Review on Data and Key Techniques. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing (JSTARS), 2021. https://doi.org/10.1109/JSTARS.2021.3060568
6. Jia J., Gao J., Wang W., Ma L., Li J., Zhang Z. An Automatic Generation Method of Finite Element Model Based on BIM and Ontology. Buildings, 2022, 12(11), 1949. https://doi.org/10.3390/buildings12111949
Рукопис надійшов до редакції / Received 18.02.2026
Рекомендовано до друку / Accepted 28.05.2026
Опубліковано / Published 30.05.2026
