Металеві конструкції

ШЛЯХИ ЗДЕШЕВЛЕННЯ СТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ

Основний шлях здешевлення загальної вартості металевих конструкцій полягає у зменшенні маси металу конструкцій.

Застосування ефективних сталей підвищеної міцності та прогресивних профілів прокату забез­печує економію сталі в основних несучих елемен­тах. При порівнянні ефективних марок сталей за основу приймають сталь марки С245, а за ха­рактеристику — коефіцієнт економії Ке. Він ха­рактеризує величину економії на 1 тонну ефек­тивної сталі з урахуванням рівня фактичного ви­користання розрахункового опору в розтягнених, стиснених, згинаних елементах. Значення ко­ефіцієнта Ке залежно від міцності може перебу­вати в межах від 0,06 до 0,6.

Економія металу шляхом застосування еко­номічних профілів визначається внаслідок по­рівняння з аналогічними конструкціями, що ви­конані з традиційних профілів. Наприклад, до­цільно порівняти такі профілі: широкополичкові, двотаври й таври зі звичайними прокатними дво - таврами, для віток підкранових частин колон зі спареними кутниками, в кроквяних фермах — зі зварними двотаврами, що складаються з трьох листів для згинаних елементів; холодногнуті відкриті профілі з гарячекатаними кутниками в ліхтарях, прогонах, переплетеннях; тонкостінні швелери та двотаври зі звичайними швелерами та двотаврами.

Коефіцієнт економії Ке для зазначених ефек­тивних профілів змінюється від 0,04 (для широ - кополичкових двотаврів) до 0,21 (для холодно - гнутих).

Зменшення вартості внаслідок застосування в конструкціях ефективних марок сталей і еко­номічних прокатних профілів визначають за фор­мулою

ДВ = В6( 1 + Ке) - Ве, (14.3)

Де Bfi — вартість конструкцій з базової марки сталі або з традиційних прокатних профілів; Вг — вартість конструкцій із ефективного про­кату.

Застосування сталей ефективних марок та економічних прокатних профілів впливає також на трудомісткість виготовлення і монтаж, бо при цьому умовно вивільнюється деяка кількість ро­бітників.

Наприклад, у сфері виготовлення конструкцій на заводах металоконструкцій з розрахунку річ­ного виробітку і з урахуванням більш складної обробки сталей підвищеної міцності умовно вивільнена кількість робітників:

Кр = AV/Ввирк, (14.4)

Де Кр — умовно вивільнена кількість робітників при виготовленні конструкції; AV — економія сталі, тонн; Ввир — виробіток на одного праців­ника, тонн/рік; тс — коефіцієнт, який перебуває в межах від 1 до 1,25 що враховує складність обробки ефективних сталей і економічних про­катних профілів.

У сфері монтажу зменшення витрат прокату мало позначається на трудомісткості процесу.

При середньому виробітку на одного праців­ника на рік Вмонт умовне вивільнення кількості робітників при монтажі

Кнонт. = 0,1AV/BMOHT (14.5)

Економія металу за рахунок удосконалення конструктивного рішення характеризується буді­вельним коефіцієнтом, який відображає якість конструктивної форми та компонування щодо ви­трат матеріалу, вартості, термінів будівництва та інших техніко-економічних показників. При цьому зменшення будівельного коефіцієнта впливає на трудомісткість і вартість більше, ніж зменшення маси. Це стосується не тільки будівельних ко­ефіцієнтів конструктивного елемента, але й усієї споруди загалом.

[1] поперечних сил; г — обриси поличок балки

Перерізу, залишивши незмінним переріз поличок, або зменшити полички при сталій висоті перерізу. Зміну висоти перерізу застосовують вкрай рідко, оскільки при цьому зростає трудомісткість і вартість виготовлення балки.

Широко застосовують лише зміну перерізу поличок, що пояснюється простотою конструктив­ного вирішення і високою його технологічністю. При цьому зміну перерізу виконують шляхом зменшення ширини поличок поблизу опор (рис. 5.9, г). Зменшення товщини недоцільне, оскільки ускладнює конструкцію перекритгя, зумовлює значну концентрацію напружень і вимагає ме­ханічного оброблення з'єднуваних елементів по­близу стику для плавного їх сполучення.

Зміну перерізу переважно виконують лише один раз. Економія сталі при цьому становить 10...12 % (див. рис. 5.9, г). Повторна зміна дає до­даткову економію сталі близько 3...4 %, що не окупає витрат праці на влаштування стиків по­личок.

Найчастіше, змінюючи переріз, ширину полич­ки зменшують удвоє. Але гіри цьому її ширина bfi не може бути меншою за 0,lh, бо порушиться загальна стійкість балки. Ширина bfX повинна за­лишатися достатньою для автоматизованого виконання поличкових швів, що залежить від наявного зварювального обладнання. При вико­ристанні зварювальних автоматів здебільшого betl > 100 мм, або by] > 200 + tw (мм). Зварювальні головки дають змогу проектувати полички вуж­чими.

За моментом опору Wi обчислюють несучу здатність зменшеного перерізу:

М[ = W, • Ry • у,., (5.44)

І за епюрою моментів чи аналітично визначають місце зміни перерізу.

Рис. 5.15. Розрахункова схема однобічного ребра.

[4] — ■ __ ^cf. if

Розрахункові довжини колони у

Площинах, перпендикулярних до осей х і у. Значення le( обчислюють за формулами:

16—25 0—6 10—-12 0—10 3—4 10—18

0—14 0—3