В статье описана сфера применения быстровозводимых зданий из легких металлических конструкций пролетом 18 метров, а также представлены результаты расчета наиболее оптимальных параметров блока покрытия из С-образных профилей.
Ключевые слова: быстровозводимые здания, легкие металлические конструкции.
Развитие сельского хозяйства является одним из актуальных направлений современной политики государства. Строительство зданий для сельского хозяйства является значительным ресурсом, наряду с производственными затратами, в который предприятие вкладывает средства. И, безусловно, снижая стоимость строительства, упрощая обслуживание здания и продлевая срок его эксплуатации, мы повышаем эффективность расходования средств, снижая себестоимость конечной продукции. Более того, возведение сельскохозяйственных зданий в соответствии с современными представлениями об энергоэффективности, значительно снижает эксплуатационные расходы.
Обратившись к опыту возведения аналогичных зданий, невозможно не отметить, что на смену привычным конструкциям из кирпича и бетона давно пришли быстровозводимые здания на металлическом каркасе, где в качестве ограждающих конструкций часто применяются панели типа «сэндвич». Это связано с тем, что использование данных конструкций обеспечивает минимальные сроки возведения здания и интенсивность ввода новых объектов, способствует индустриализации строительства, не требует использования тяжелой строительной техники, а также способствует развитию мощностей, позволяющих в кратчайшие сроки расширить или реконструировать действующие предприятия и производства. При этом соблюдаются все требования по надежности, долговечности и пожарной безопасности здания.
К основным преимуществам быстровозводимых зданий из легких металлических конструкций можно отнести малый вес конструкций, использование конструкций местного изготовления и, как следствие, упрощение транспортировки и уменьшение трудоемкости монтажа, а также минимизация внутриплощадочных работ за счет полной заводской готовности блоков.
Одним из вариантов быстровозводимого здания является здание из С-образных профилей (производство ООО «Уральский трубный завод»), состоящее из колонн высотой до 8 метров и блоков покрытия пролетом 18 м. Блок покрытия состоит из плиты, опираемой на систему стержней. Содержит два несущих продольных ребра и поперечные ребра. Заводские соединения — сварные. Блоки состоят из двух частей, соединяемых болтами. После сборки выполняется натяжение затяжек на заданное усилие. В качестве покрытия и стенового ограждения рационально применение трехслойных панелей типа «сэндвич» с несгораемым минераловатным утеплителем выпускаемые ООО «Челябинский Завод профилированного стального настила».
Для данного варианта был произведен расчет наиболее оптимальных параметров блока покрытия для строительства в г. Екатеринбург с применением метода планирования двухфакторного эксперимента. [1] Исследуемые параметры блока покрытия приведены на рис. 1.
Рис.1. Исследуемые параметры блока покрытия
В качестве параметров х1 и х2 приняты высота и ширина блока покрытия. За значение выхода принимаем значение массы блока без учета массы плит покрытия. Исходные данные сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Варианты геометрических параметров блока
|
Параметр |
Нулевой уровень, 0хi |
Шаг варьирования, λi |
Уровень —1 |
Уровень +1 |
|
х1 (высота блока, мм) |
1700 |
100 |
1600 |
1800 |
|
х2 (ширина блока, мм) |
2500 |
500 |
2000 |
3000 |
Расчет произведен в ПК ЛИРА САПР. По результатам подбора сечений вычислена масса блока покрытия для каждого из вариантов. Матрица планирования приведена в таблице 2.
Таблица 2
Матрица планирования
|
№ варианта |
х0 |
х1 |
х2 |
х1 х2 |
yN, кг |
|
1 |
+ |
- |
- |
+ |
619,647 |
|
2 |
+ |
+ |
- |
- |
695,721 |
|
3 |
+ |
- |
+ |
- |
679,037 |
|
4 |
+ |
+ |
+ |
+ |
768,677 |
В результате расчета и оценки значимости коэффициентов регрессии для уровня достоверности 95 % уравнение регрессии для данного варианта принимает вид:
y = 690,77–41,43 х1–33,09 х2
Анализ уравнения регрессии показал, что зависимость массы блока покрытия от параметров х1 и х2 носит линейный характер. Это дает возможность применения метода крутого восхождения для определения наиболее оптимальных параметров.
По результатам применения метода крутого восхождения получены следующие оптимальные параметры блока: ширина 3000 мм, высота 1800 мм.
Анализ проделанной работы позволяет сделать следующие выводы. Найдены наиболее оптимальные параметры блока покрытия из С-образных профилей для быстровозводимых зданий из легких металлических конструкций пролетом 18 метров. Следует отметить, что С-образные профили изготавливаются на ООО «Уральский трубный завод» в г. Первоуральск, на этом же заводе возможно изготовление как блоков покрытия, колонн, так и ригелей стенового ограждения. Полный комплект несущих и ограждающих конструкций для быстровозводимых зданий может найти свое применение (возведение) в любой точке Свердловской области и в близлежащих районах. Это приводит к значительному сокращению сроков и стоимости строительства. Такие качества делают быстровозводимые здания оптимальным выбором для сельского хозяйства.
Литература:
- Ашмарин И. П., Васильев Н. Н., Амбросов В. А. Быстрые методы статистической обработки и планирование экспериментов. — Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1974. — 76.
