23 февраля 2016г.
На основании исследований [1], [2], [3], [4] автором были сформированы требования предъявляемые к конструкции и систематизированы по стадиям реализации в Табл.1:
Таблица 1 Требования, предъявляемыек стальной стержневой конструкции на стадиях реализации жизненного цикла
|
Стадия жизненного цикла конструкции
|
Требования к конструкции
|
|
Проект
|
Высокая конструктивная технологичности
|
|
Высокое прогнозируемое качество на уровне проекта
|
|
Архитектурные требования
|
|
Изготовление
|
Обеспечение высокой технологичности изготовления
|
|
Качество изготовления
|
|
Обеспечение небольших сроков изготовления
|
|
Транспортирование
|
Удобство транспортировки
|
|
Технологичность транспортировки
|
|
Монтаж
|
Обеспечение высокой технологичности монтажа
|
|
Качество монтажа
|
|
Обеспечение низких сроков монтажа
|
|
Эксплуатация
|
Низкая стоимость поддержания функционального качества конструкций
|
Автором сформулирован следующий комплекс оценки технологичности, позволяющий увеличить технологичность изготовления и монтажа не уменьшая при этом конструктивную технологичность и поддерживать высокий уровень качества.
Комплекс оценки технологичности – комплекс из двух обобщенных показателей: технологичности и качества, основным назначением которых является оценка затрат всех ресурсов в технологических процессах изготовления и монтажа стальных конструкций, а также качества приобретаемого в этих процессах, используемый организацией изготавливающей и монтирующей стальные конструкции для оценки конструктивно-технологических решений и их совершенствования.
Для четкого обозначения резервов оптимизации автор систематизировал основные положения классического вариантного проектирования и совершенствования конструктивно-технологического решения с использованием комплекса оценки технологичности. Прежде всего автор вводит понятие вариативных конструкций. Вариативные конструкции- конструкции, которые могут быть заменены друг на друга, в условиях определенной нагрузки, без потери несущей способности и величины полезного эффекта.
Конструкции считаются вариативными если имеют равные:
S,V - площадь или объем обеспеченные несущей способность конструкции, м2, м3
L - длины конструкций, м
F - нагрузки на м2площади покрытия или м3 объема, кН Классическое вариантное проектирование:
На стадии проекта определяется конструкция с максимальным значением Кк и качеством, регламентируемым СП 16.13330.2011
Ктехн.n. = f (max Кк, Ки, Км) (1)
Ктехн.n - показатель комплексной технологичности стальной конструкции;
Кк - показатель технологичности конструирования, определяемый путем расчета по предельным состояниям, согласно СП 16.13330.2011;
Ки - показатель технологичности изготовления, не определяется так как на стадии проектирования не известны условия изготовления;
Км - показатель технологичности монтажа, не определяется так как на стадии проектирования не известны условия монтажа.
Ккач = f (Кнад.по.нагр , Кфункц . ) (2)
Ккач - прогнозируемый комплексный показатель качества стальной конструкции;
Кнад.по.нагр - показатель надежности по нагрузке, значения регламентируются при помощи коэффициентов надежности по нагрузке СП 16.13330.2011;
Кфункц . -
показатель функционального качества, значения регламентируются расчѐтом по предельным
состояниям в соответствии со СП 16.13330.2011;
Совершенствование конструктивно-технологического решения с использованием комплекса оценки технологичности:
На стадии получения проекта организацией изготовления и монтажа определяются вариативные конструкции, с близкими значениями Кк относительно проектных и максимальными значениями, и качеством, большим или равным регламентируемым СП 16.13330.2011
Ктехн. = f (» max Кк, max Ки, max Км) (3)
» max Кк - величина приближенно равная максимальному проектному значению конструктивной технологичности для вариативных конструкций;
Кк - показатель технологичности конструирования, определяемый на основании уравнений регрессии в
зависимости от типа вариативных конструкций и параметров расчетной схемы, без расчета по несущей способности;
Ки - показатель технологичности изготовления, определяемый на основании уравнений регрессии в зависимости от типа технологии изготовления и параметров конструкции;
Км - показатель технологичности монтажа определяемый на основании уравнений регрессии в зависимости от типа технологии монтажа и параметров конструкции.
Ккач = f (Кнад.по.нагр , Кфункц . , Кизг, Кмонт ) (4)
Кизг - прогнозируемый комплексный показатель качества изготовления, зависит от точности технологии производства (оборудование);
Кмонт - прогнозируемый комплексный показатель качества монтажа, зависит от точности технологии выверки при монтаже.
За счет того, что становится известна технология изготовления и монтажа появляется возможность более точного вычисления показателей качества и технологичности изготовления, и монтажа стальной стержневой конструкции. Для получения точных значений показателей технологичности изготовления и монтажа необходимо разработать уравнения регрессии основных параметров технологичности (трудоемкости изготовления, трудоемкости монтажа) при различных технологиях изготовления и монтажа в зависимости от параметров конструкции.
Учитывая найденные автором исследования возможности и механизмы оптимизации можно сформировать следующую гипотезу: совершенствование конструктивно-технологического решения стальных стержневых конструкций путем подбора оптимального варианта геометрической формы конструкции, совершенствования отдельных частей конструкции, значений отдельных конструктивных параметров при определенной технологии изготовления и монтажа для организаций, занимающихся их изготовлением и монтажом позволяет увеличить комплексную технологичность по сравнению с проектным вариативным проектированием.
Для подтверждения данной гипотезы автор ставит задачу проведения эксперимента применения комплекса оценки технологичности для вариативных конструкций в одних и тех же условиях изготовления и монтируемые одним и тем же методом, который должен доказать возможность повышения технологичности и подтвердить адекватность отражения значений отдельных показателей технологичности изготовления и монтажа по сравнению с фактическими.
Для применения комплекса повышения технологичности автор сформулировал следующие задачи, которые необходимо решить автору:
-проанализировать существующие разработки в области оценки технологичности по отдельным стадиям: конструирования, изготовления, транспортировки и монтажа стальных конструкций на возможность их применения;
-сформировать и обосновать набор параметров технологичности, который может быть использован в исследовании для определения показателей технологичности изготовления и монтажа;
-предложить способ оценки конструктивной технологичности для вариативных конструкций, вывести уравнение регрессии основного параметра конструктивной технологичности-массы (с возможностью определения без расчета по предельным состояниям);
-предложить способ оценки технологичности изготовления для вариативных конструкций, вывести уравнение регрессии основного параметра технологичности изготовления-трудоемкости изготовления при различных технологиях изготовления, произвести факторный анализ уравнения трудоемкости изготовления;
-предложить способ оценки технологичности транспортировки для вариативных конструкций, вывести уравнение регрессии технологичности транспортировки;
-предложить способ оценки технологичности монтажа для вариативных конструкций, вывести уравнение регрессии основного параметра технологичности монтажа-трудоемкости монтажа при различных технологиях, произвести факторный анализ уравнения трудоѐмкости монтажа;
-определить весомости показателей технологичности: конструирования, изготовления, транспортировки, монтажа в составе комплексного показателя технологичности;
-разработать систему принятия решений по набору показателей комплексной технологичности и комплексного качества при различных вариантах конструкций, технологий изготовления и монтажа;
-проанализировать существующие разработки в области комплексной оценки качества стальных конструкций;
-разработать комплексный критерий оценки прогнозируемого качества изготовленной и смонтированной стальной стержневой конструкции, на его основе определить значения изменения уровня качества при различных технологиях изготовления и монтажа;
-выявить алгоритм применения комплекса оценки технологичности;
-подтвердить экспериментально адекватность определения комплексных показателей технологичности, качества, отдельных показателей технологичности конструирования, изготовления, транспортировки и монтажа, а также эффект от применение комплекса оценки технологичности.
Список литературы
1. Алексейцев. А.В. Эволюционная оптимизация стальных ферм с учетом узловых соединений стержней // Инженерно-строительный журнал. 2013.№5 .С.28-37.
2. Исаев А.В., Кузнецов И.Л. Вариантность критериев оптимальности при синтезе рационального конструктивного решения на примере стропильных ферм // Известия КазГАСУ.2009. №1(11). С.92-98.
3. Коклюгина Л.А. Оценка и выбор конструктивного решения металлических конструкций для реализации инвестиционного проекта. Дисс… канд. техн. наук. Казань. 2000.125 с.
4. В.Т. Шаленный., Р.Б. Папирнык. Повышение технологичности проектных решений монолитных и сборно- монолитных зданий и сооружений // ПГС.2010. №2. С.19-21.
