ВАРИАНТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ СТАЛЬНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

euroasia

10 лет назад

Автором были выявлены типы задач совершенствования проектного конструктивно-технологического решения, выполняемых с помощью комплекса оценки технологичности стальных стержневых конструкций, который описан в исследовании [1] и детально разработан в исследованиях [2], [3], [4], [5], [6], [7].

Комплекс оценки технологичности стальных стержневых конструкций может быть применен для решения следующих задач:

-совершенствование узлового оформления: сравнения конструкций с различными узлами и одинаковым стержнем, выбор наиболее технологичного / качественного узла (качество меняется только при возможной вариативности технологий изготовления и монтажа);

-совершенствование типа конструкции: сравнение различных типов стержневых конструкций и выбор конструкции с максимальным комплексным показателем технологичности/ максимальным комплексным показателем качества (качество меняется только при возможной вариативности технологий изготовления и монтажа).

Данные задачи должны быть решены на стадии изготовления и монтажа, при имеющемся проектном решении, поэтому автор составил блок-схемы алгоритмов для всех типов задач, определяющие последовательность действий.

Блок-схема №1 Совершенствование узлового оформления: сравнения конструкций с различными узлами и одинаковым стержнем, выбор наиболее технологичного / качественного узла

Для сравнения узлов стальных стержневых конструкций автором были разработаны: необходимые условия, алгоритм сравнения.

Условия сравнения узлов

1)Необходимо чтобы сравниваемые узлы были одинаковы с точки зрения восприятия ими усилий, т.е. жесткие или шарнирные.

2)Необходимо чтобы сравниваемые узлы находились в одних условиях изготовления и монтажа.

3)При сравнении узлов необходимо принять условно одинаковую массу конструкций, так как в основном она определяется массой стержня.

4)Все элементы узлового оформления, которые принадлежат двум соединяемым конструкциям, условно переносят лишь на одну, данную конструкцию.

Автор составил блок-схему (рис. 1) алгоритма совершенствования конструктивно-технологического решения узлов стальных стержневых конструкций.

Элементы блок-схемы (рис.1):

1)Выбор конструкции в существующем проекте, с целью совершенствования конструктивно-технологического решения узла.

В существующем проекте выбирается типовая повторяющиеся конструкция – чаще всего колонна или балка.

2)Формирование нескольких вариативных типов узлового оформления

Подбираются несколько конструктивных вариантов узлов в соответствии с условиями сравнения. Данные варианты оформляются в виде эскизного чертежа.

3)Блок расчета на прочность, устойчивость, прогиб

Здесь рассчитываются варианты по прочности, устойчивости и прогибу в соответствии с СП 16.13330.2011 “Стальные конструкции”. Данный расчет необходим для формирования минимально допустимого качества на стадии проекта.

4)Блок расчета на технологичность.

По чертежам вариантов узлового оформления определяются значения параметров:

X₅-суммарный периметр узловых деталей, м;

X₇-кол-во отверстий в пластинах, шт;

X₈-толщина пластин-для пролетных, мм;

X₈-толщина базы колонны*периметр базы-для стоечных, мм;

X₁₁-кол-во монтажных болтов, шт;

X₁₂-длина монтажных сварных швов, мм;

X₁₃-время укрупнения, чел-ч;

X₁₇-выступающие элементы, м.

По этим данным ЭВМ на основании уравнений регрессии, выведенных автором в [3],[4],[5] рассчитывает значения показателей технологичности: изготовления, транспортировки, монтажа ().

Далее в конкретной организации определяются экономические параметры предприятия и рынка металлопроката, а также возможные технологии изготовления и монтажа в рамках данной организации, по этим данным определяются коэффициенты пропорциональности в соответствии с исследованием автора [8] ().

С помощью ЭВМ рассчитываются значения комплексного показателя технологичности:

(1)

5)Блок принятия решений.

В нем содержится основное условие выбора конструктивного решения узла:

Наиболее технологичного:

При возможности выбора технологии изготовления и монтажа, уровень качества, зависящий от точности данных процессов не учитывается. Выбирается максимальный комплексный показатель технологичности среди различных технологий изготовления и монтажа.

Наиболее качественного:

При возможности выбора технологии изготовления и монтажа, выбираются наиболее точные технология изготовления и монтажа. Далее уже в рамках данной технологии выбирается оптимальное значение комплексного показателя технологичности.

Рис.1. Блок-схема совершенствования конструктивно-технологического решения узла

6)Оформление конструкции в проекте КМ

Заключается в переносе результатов выбора узла на бумагу или в файл в наглядном виде, а также в согласовании изменений с автором проекта КМ.

7) Завершение совершенствования конструктивно-технологического решения.

Блок-схема №2 Совершенствование типа конструкции: сравнение различных типов стержневых конструкций и выбор конструкции с максимальным комплексным показателем технологичности/ максимальным комплексным показателем качества.

Автор составил блок-схему (рис.2) алгоритма совершенствования конструктивно-технологического решения стальных стержневых конструкций.

Элементы блок-схемы (рис.2):

1) Выбор конструкции в существующем проекте, с целью совершенствования конструктивно-технологического решения

В существующем проекте выбирается типовая повторяющиеся конструкция – чаще всего колонна или балка.

2)Блок формирования различных вариантов.

Подбираются несколько вариантов конструкций исходя из архитектурной формы кровли, уклонов.

3)Блок расчета на прочность, устойчивость, прогиб

4)Блок расчета на технологичность.

По чертежам вариантов конструкций определяются значения параметров конструкций:

X₁-шаг, м;

X₂-нагрузка на 1 м²;

X₃-длина конструкции, м;

X₄-суммарная площадь сечения стержней конструкции, м²;

X₅-суммарный периметр узловых деталей, м;

X₆-кол-во отверстий в стержне, шт;

X₇-кол-во отверстий в пластинах, шт;

X₈-толщина пластин-для пролетных, мм;

X₈-толщина базы колонны*периметр базы-для стоечных, мм;

X₉-высота здания, м;

X₁₀-масса, кг;

X₁₁-кол-во монтажных болтов, шт;

X₁₂-длина монтажных сварных швов, мм;

X₁₃-время укрупнения, чел-ч;

X₁₄-время строповки, чел-ч;

X₁₅-высота конструкции, м;

X₁₆-ширина конструкции, м;

X₁₇-выступающие элементы, м.

По этим данным ЭВМ на основании уравнений регрессии, выведенных автором в [3],[4],[5] рассчитывает значения показателей технологичности: конструктивной, изготовления, транспортировки, монтажа ().

В конкретной организации определяются экономические параметры предприятия и рынка металлопроката, а также возможные технологии изготовления и монтажа в рамках данной организации, по этим данным определяются коэффициенты пропорциональности в соответствии с исследованием автора [8] ().

С помощью ЭВМ рассчитываются значения комплексных показателей технологичности.

(2)

5)Блок принятия решений

Выбор вариантов осуществляется в зависимости от основной задачи оптимизации повышения технологичности или качества:

Наиболее технологичного:

При возможности выбора технологии изготовления и монтажа, уровень качества, зависящий от точности данных процессов не учитывается.Выбирается максимальный комплексный показатель технологичности среди различных технологий изготовления и монтажа.

Наиболее качественного:

6) Оформление конструкции в проекте КМ

Заключается в переносе результатов расчета на бумагу или в файл в наглядном виде, а также в согласовании изменении с автором проекта КМ.

Рис.2. Блок-схема совершенствования конструктивно-технологического решения

7) Завершение совершенствования конструктивно-технологического решения.

В результате решения задач совершенствования конструктивно-технологического решения заказчик строительства получает следующую выгоду:

-сокращение сроков изготовления и монтажа конструкций, что даст возможность сокращения сроков строительства здания, получения экономического эффекта и окупаемости затрат строительства.

В результате решения задач совершенствования конструктивно-технологического решения изготовитель-монтажник получает следующую выгоду:

-снижение трудоемкости изготовления конструкций, в результате чего сокращаются сроки изготовления и накладные расходы;

-уменьшение трудоемкости монтажа, обеспечиваемое конструкцией узла, а значит расходов на аренду крана и накладных расходов.

Список литературы:

Колчеданцев Л.М., Ульшин. А. Н. Повышение комплексной технологичности стальной стержневой конструкции путем совершенствования конструктивно-технологического решения // Журнал “Жилищное строительство”. —СПб, 2015-№1-С.1-3
Ульшин. А. Н. Система оценки технологичности стальных стержневых конструкций на стадии проектирования // Журнал “Жилищное строительство”. —СПб, 2011-№11(25)-С.43-44
Ульшин. А. Н. Определение параметров конструктивной технологичности вариативных стальных стержневых конструкций // Журнал “ПГС”. —М, 2015-№1 — С. 31-39
Ульшин. А. Н. Влияние параметров стальных стержневых конструкции на трудоемкость монтажа // Журнал “Монтажные и специальные работы”. —М, 2015-№1 -С.4 — 11
Ульшин. А. Н. Влияние параметров стальных стержневых конструкции на трудоемкость изготовления // Журнал “ПГС”. —М, 2015-№ 1-С.21-24
Ульшин. А. Н. Разработка обобщенного показателя прогнозируемого качества стальных стержневых конструкций // “Инженерно-строительный журнал”. —СПб, 2011-№3(41)-С.90-93
Ульшин. А. Н. Исследование количественных показателей технологичности изготовления и монтажа стальных конструкций // Журнал “Вестник гражданских инженеров”. —СПб, 2011-№7(25)-С.34-49
Ульшин А.Н. Алгоритм повышения технологичности изготовления и монтажа проектного конструктивного решения стальной стержневой конструкции. / материалы II международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы технических наук в России и за рубежом» – Новосибирск, 2015.[schema type=»book» name=»ВАРИАНТЫ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ СТАЛЬНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ КОНСТРУКЦИЙ» author=»Ульшин Алексей Николаевич» publisher=»БАСАРАНОВИЧ ЕКАТЕРИНА» pubdate=»2017-05-26″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 30.01.2015_01(10)» ebook=»yes» ]