Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6098| Назва: | Визначення оптимального технічного рішення несучої конструкції покриття промислової будівлі, на прикладі зварювального цеху м. Черкаси |
| Автори: | Дмитренко, Василь Іванович Бондаренко, Олександр Володимирович |
| Ключові слова: | металеві конструкції покриття;металева ферма;покриття промислової будівлі;несучі конструкції;економічність |
| Дата публікації: | січ-2025 |
| Короткий огляд (реферат): | Актуальність роботи У загальному обсязі житлово-цивільного будівництва промислові будинки становлять значну частину, витрати на них сягають 50% від загальних витрат підприємства. Промислові та громадські будівлі відносяться до сфери обслуговування та виробництва, їхнє внутрішнє середовище служить для різних життєвих процесів: виробництво, громадського обслуговування, культури, спорту і т. д. Всі ці процеси вимагають відповідних умов для реалізації. Успішному функціонуванню внутрішнього середовища будівель сприяють їх особлива просторова організація та проведення спеціальних заходів щодо захисту життєвого простору та самої людини від несприятливого впливу клімату. У будинках такого типу особливо яскраво проявляються різноманіття та складність всіх компонентів, з яких формується об'ємно-просторова структура будівлі. Нескінченна різноманітність функціональних процесів, що проходять у громадських будинках різного призначення, визначає неповторність їх структур. План будь-якої будівлі є результатом вирішення складних внутрішніх зв'язків приміщень, обумовлених суспільними процесами, що відбуваються в ньому. При цьому в багатьох будинках одночасно здійснюється не один, а кілька функціональних процесів, які можуть протікати паралельно або окремо з наступним перетином. Чим складніші процеси, що протікають у будівлі, тим різноманітнішим і складнішим буде його об'ємно-просторова структура. Серед громадських будівель різного призначення можна виділити групу таких, у яких є великий зал, що є композиційним і функціональним ядром всієї споруди, що має вільну від проміжних опор площу і конструкцією великого прольоту, що перекривається. Такі будівлі відрізняються винятковою різноманітністю розмірів і форм, до них належать криті ринки, виставкові павільйони, різноманітні зорові та спортивні зали та інше. При виборі покриття громадського будинку зазвичай орієнтуються вартість цього покриття і вартість його монтажу, проте варто розглядати все у сукупності, зокрема розраховувати експлуатаційні витрати кожного типу покриття. Метою роботи є порівняння різних технічних рішень несучої конструкції покриття громадського будинку та визначення оптимального рішення. Розробка організаційно-технологічного регламенту щодо влаштування даного рішення несучої конструкції. Сформульовано гіпотезу про те, що ферми більш трудомісткі у виготовленні, ніж балки, проте при великих прольотах стають економічно вигіднішими. Для виконання поставленої мети було призначено такі завдання: - розглянути кілька варіантів рішень конструкцій покриття з різними прольотами; - оцінити витрати на виготовлення та монтаж; - оцінити витрати на експлуатацію; - визначити залежність, вибрати оптимальне рішення. - розробити організаційно-технологічний регламент. Об'єкт дослідження – несучі конструкції покриття громадського будівлі. Предмет дослідження – металеві несучі конструкції покриттів громадських будівель, а саме: ферма з парних гарячекатаних куточків, ферма типу «Молодечно», ферма з поясами з широкополочних гарячекатаних двотаврів та балка з гофрованою стінкою. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6098 |
| Розташовується у зібраннях: | 192 Будівництво та цивільна інженерія (Промислове і цивільне будівництво) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Magisterska robota Bondarenko (1).pdf Restricted Access | 1.67 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
ЗМІСТ………………………………………….…………………………………..3
ВСТУП…………………………………………………………….……………….5
РОЗДІЛ 1. ОПИС РІЗНИХ КОНСТРУКТИВНИХ РІШЕНЬ ДЛЯ ПОКРИТТІВ
ГРОМАДСЬКИХ БУДІВЕЛЬ…………………………………………………….7
1.1 Ферма з парних гарячекатаних куточків…………………………..…..7
1.2 Ферма типу «Молодечно»……………………………………………...9
1.3 Ферма з поясами з широкополочних двотаврів……………………...13
1.4 Балка з гофрованою стінкою…………………………………………14
РОЗДІЛ 2. РОЗРОБКА РІШЕНЬ ПОКРИТТІВ ДЛЯ ПРОЛІТІВ 18 - 36 М……17
2.1 Ферма із парних гарячекатаних куточків…………………………….17
2.1.1 Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 18 м…17
2.1.2 Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 24 м….18
2.1.3 Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 30 м….19
2.1.4 Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 36м…..21
2.2 Ферма типу "Молодечне"……………………………………………..22
2.2.1 Ферма типу "Молодечне" прольотом 18м……………….….22
2.2.2 Ферма типу "Молодечно" прольотом 24 м…………………..23
2.2.3 Ферма типу "Молодечно" прольотом 30 м…………………..24
2.3 Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів…….26
2.3.1 Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 24 м…………………………………………………………….26
2.3.2 Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 30 м…………………………………………………………….27
2.3.3 Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 36 м………………………………………………………….…28
2.4 Балка із гофрованою стінкою………………………………………....29
2.4.1 Балка із гофрованою стінкою прольотом 18 м……………...29
2.4.2. Аналіз досліджень ефективність застосування гофробалок з
різного матеріалу сталі для покриттів з прольотами 12-30 м………..…33
РОЗДІЛ 3 ВИЗНАЧЕННЯ ВИТРАТ НА РЕАЛІЗАЦІЮ ПРОЕКТІВ, У
ТОМУ ЧИСЛІ ВИЗНАЧЕННЯ ВИТРАТ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ БУДІВЛІ…37
3.1 Визначення вартості виготовлення та монтажу …………………….37
3.2. Визначення експлуатаційних витрат………………………………...40
РОЗДІЛ 4. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РЕГЛАМЕНТ
МОНТАЖУ МЕТАЛЕВИХ БАЛОК……………………………………………50
4.1 Організація і технологія виконання робіт по монтажу металевих
балки………………………………………………………………………..…….50
4.2. Схеми операційного контролю якості при монтажі полегшеної
металевої балки………………………………………………………………….56
3
4.3 Техніко-економічні показники та матеріально –технічні ресурси при
монтажі полегшених металевих балок………………………………………….58
Висновки по розділу 4………………………………………………….…64
Розділ 5. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ТА
ЕКОНОМІЧНИЙ ЕФЕКТ КОНСТРУКТИВНИХ РІШЕНЬ ПО
ВЛАШТУВАННЮ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕХНІЧНОГО РІШЕННЯ НЕСУЧОЇ
КОНСТРУКЦІЇ ПОКРИТТЯ ПРОМИСЛОВОЇ БУДІВЛІ, НА ПРИКЛАДІ
ЗВАРЮВАЛЬНОГО ЦЕХУ М. ЧЕРКАСИ………………………………...…..66
5.2 Розрахунок економічного ефекту від впровадження технології
влаштуванню оптимального технічного рішення несучої конструкції покриття
промислової будівлі, на прикладі зварювального цеху м. Черкаси………..…66
5.2. Техніко-економічне порівняння конструктивних рішень по
влаштуванню оптимального технічного рішення несучої конструкції покриття
промислової будівлі, на прикладі зварювального цеху м. Черкаси………..…71
5.3 Висновки по розділу 5……………………………………………...…76
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ……………………………………………….....77
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ………………………….…78
4
ВСТУП
Актуальність роботи
У загальному обсязі житлово-цивільного будівництва промислові
будинки становлять значну частину, витрати на них сягають 50% від загальних
витрат підприємства. Промислові та громадські будівлі відносяться до сфери
обслуговування та виробництва, їхнє внутрішнє середовище служить для
різних життєвих процесів: виробництво, громадського обслуговування,
культури, спорту і т. д. Всі ці процеси вимагають відповідних умов для
реалізації. Успішному функціонуванню внутрішнього середовища будівель
сприяють їх особлива просторова організація та проведення спеціальних
заходів щодо захисту життєвого простору та самої людини від несприятливого
впливу клімату.
У будинках такого типу особливо яскраво проявляються різноманіття та
складність всіх компонентів, з яких формується об'ємно-просторова структура
будівлі. Нескінченна різноманітність функціональних процесів, що проходять
у громадських будинках різного призначення, визначає неповторність їх
структур. План будь-якої будівлі є результатом вирішення складних
внутрішніх зв'язків приміщень, обумовлених суспільними процесами, що
відбуваються в ньому. При цьому в багатьох будинках одночасно
здійснюється не один, а кілька функціональних процесів, які можуть протікати
паралельно або окремо з наступним перетином. Чим складніші процеси, що
протікають у будівлі, тим різноманітнішим і складнішим буде його об'ємно-
просторова структура.
Серед громадських будівель різного призначення можна виділити групу
таких, у яких є великий зал, що є композиційним і функціональним ядром всієї
споруди, що має вільну від проміжних опор площу і конструкцією великого
прольоту, що перекривається. Такі будівлі відрізняються винятковою
різноманітністю розмірів і форм, до них належать криті ринки, виставкові
павільйони, різноманітні зорові та спортивні зали та інше.
При виборі покриття громадського будинку зазвичай орієнтуються
вартість цього покриття і вартість його монтажу, проте варто розглядати все у
сукупності, зокрема розраховувати експлуатаційні витрати кожного типу
покриття.
Метою роботи є порівняння різних технічних рішень несучої
конструкції покриття громадського будинку та визначення оптимального
рішення. Розробка організаційно-технологічного регламенту щодо
влаштування даного рішення несучої конструкції.
Сформульовано гіпотезу про те, що ферми більш трудомісткі у
виготовленні, ніж балки, проте при великих прольотах стають економічно
5
вигіднішими.
Для виконання поставленої мети було призначено такі завдання:
- розглянути кілька варіантів рішень конструкцій покриття з різними
прольотами;
- оцінити витрати на виготовлення та монтаж;
- оцінити витрати на експлуатацію;
- визначити залежність, вибрати оптимальне рішення.
- розробити організаційно-технологічний регламент.
Об'єкт дослідження – несучі конструкції покриття громадського
будівлі.
Предмет дослідження – металеві несучі конструкції покриттів
громадських будівель, а саме: ферма з парних гарячекатаних куточків, ферма
типу «Молодечно», ферма з поясами з широкополочних гарячекатаних
двотаврів та балка з гофрованою стінкою.
6
РОЗДІЛ 1. ОПИС РІЗНИХ КОНСТРУКТИВНИХ РІШЕНЬ ДЛЯ
ПОКРИТТІВ ГРОМАДСЬКИХ БУДІВЕЛЬ.
У цій роботі будемо розглядати металеві покриття промислових
будівель, а саме: ферма з парних куточків, ферма типу «Молодечно», ферма з
поясами з двотаврів широкополочних, балка з гофрованою стінкою.
1.1 Ферма з парних гарячекатаних куточків
Конструкції ферм зі стрижнями з парних куточків, з'єднаних у тавр,
найпоширеніші у будівництві промислових будинків. Кроквяні ферми
запроектовані з паралельними поясами з ухилом поясам 2,5%. На опорі
загальна висота ферм дорівнює 3300 мм, [1].
У фермах із двох куточків, складених тавром, стрижні у вузлах
об'єднуються за допомогою фасонок, розташованих між куточками.
Кріплення куточків до фасонок здійснюється за допомогою зварювання
або на болтах. Перший варіант є найпоширенішим.
Рис. 1. - Ферма з парних кутиків
До останнього часу в покриттях і перекриттях будівель широке
застосування отримали легкі ферми з парних куточків гарячекатаних. Такі
7
перерізи мають великий діапазон площ, зручні для конструювання вузлів на
фасонках і прикріплення конструкцій, що примикають до ферм (прогонів,
покрівельних панелей, зв'язків і т. п.). Ферми з парних куточків можна
застосовувати у поєднанні з легкими та важкими конструкціями, що
захищають при прольоті будівель 18...42 м при будівництві у всіх кліматичних
районах. Однак через наявність великої кількості елементів з різними
типорозмірами такі ферми досить трудомісткі у виготовленні, матеріаломісткі
і можуть застосовуватися лише в обґрунтованих випадках. Не допускається
експлуатація таких ферм у середньо- та сильноагресивному середовищі через
наявність щілин між куточками, а також слід застосовувати їх при
позавузлових навантаженнях, що спричиняють значний місцевий вигин
поясів. [2] Основною перевагою таких ферм є відсутність необхідності
використання довгих розкосів. Завдяки цьому конструкція виходить не тільки
міцною, але і легкою.
Мінуси сталевих ферм зі спарених кутових профілів: велика
різноманітність типорозмірів елементів, значна витрата металу на фасонки та
прокладки, трудомісткість виготовлення, незручність фарбування стрижнів
ферми, захист від корозії під час експлуатації.
У м. Дніпро ферма із парних гарячекатаних куточків використовується
у ТЦ «Пасаж».
Рис. 2. – Ферма із парних гарячекатаних куточків у ТЦ «Пасаж»
8
1.2 Ферма типу «Молодечно»
Ферми типу «Молодечно» — це серія конструкцій із сталі, що
використовуються для покриття як виробничих корпусів, так і громадських
будівель, де доцільно використати замкнуті гнуті профілі, [3].
Рис. 3. – Ферма типу «Молодечне»
Ферми типу «Молодечне» також набули великого поширення в
сучасному будівництві. Їх досить просто виготовляти, не потрібна велика
кількість пластин, кількість зварних швів мінімальна. Ферми дуже зручні для
фарбування, мають естетичний зовнішній вигляд.
Недоліки ферм типу «Молодечно»: необхідність глушити та
герметизувати стрижні ферми; висока вартість профільних труб.
Незважаючи на ці недоліки, ферми з профілів типу «Молодечне»
знайшли широке поширення в країнах СНД. Конструкції покриття розроблені
для застосування в опалювальних будинках з неагресивним або
слабоагресивним середовищем при відносній вологості повітря в
9
приміщеннях не більше 60%.
Конструкції покриття можуть застосовуватися за таких схем і
параметрів будівлі:
- Будинки однопрогонові та багатопрогонові без перепадів та з
перепадами висот.
У сейсмічних районах будинки з перепадами висот не рекомендуються.
- Крок колон по середніх рядах 12 м., по крайніх рядах 6 і 12 м.
- Крок стійок фахверка – 6 та 12 м.
- Висота будівлі до низу ферми не більше 18м.
Легкі металоконструкції «Молодечно» давно довели свою актуальність
та ефективність за умов практично будь-якого регіону нашої країни. Тому не
дивно, що такі системи користуються попитом.
У м. Одеса ферма типу «Молодечно» використовується в таких торгових
центрах, як: «Європа», «Мегадом», «Вузівський».
Рис. 4. – Ферма типу «Молодечно» у ТЦ «Європа»
10
Рис. 5. – Ферма типу «Молодечно» в ТЦ «Мегадом»
Рис. 6. – Ферма типа «Молодечно» в ТЦ «Вузівський»
11
Рисунок 7. – Ферма типа «Молодечно» в ТРЦ «Рівєра»
Рис. 8. – Ферма типу «Молодечно» в автовокзалі м. Дніпро
12
1.3 Ферма з поясами з широкополочних двотаврів
Масове виробництво прокату з широкополочних двотаврів з
паралельними гранями полиць типу К або Ш дало можливість серійно
випускати ферми з поясами цих профілів [4].
Рис. 9. – Ферма з поясами з широкополочних двотаврів
Перевага даних видів ферм:
- підвищена здатність поясів сприйняттю згинальних моментів;
- можливість передачі на пояси важкого перекриття або покриття;
– з'єднання поясів із ґратами без застосування фасонок.
До особливостей конструювання ферм з широкополочних двотаврів
відносяться жорсткі вузли, можливість розцентрування у вузлах через
розташування поперечних зварних швів та розкосів. Жорсткість сполучень
враховується щодо зусиль у стрижнях.
Даний вид конструкцій рекомендується застосовувати у фермах із
паралельними поясами.
Пояси з широкополочних двотаврів зазвичай посилюють постановкою
парних похилих ребер та діафрагм. При передачі на ферму великих
навантажень і при товщині стінки двотавра менше 8 мм пояси підсилюють
поперечними ребрами. Товщина похилих ребер повинна бути більшою за
13
товщину прилеглих профілів решітки.
Широкополочні двотаври особливо ефективні для верхніх поясів ферм.
Там утворюються основні стискаючі та згинальні зусилля, а тавровий перетин
поясів дозволяє просто сконструювати вузли примикання елементів ґрат і
конструкцій покриття.
У м. Дніпро ферма з поясами з широкополочних гарячекатаних
двотаврів використовують у будівництві центрального автовокзалу.
Рис 10. – Ферма з поясами з широкополочних гарячекатаних двотаврів на
автовокзалі м.Дніпро
1.4 Балка з гофрованою стінкою
Гофро-балка - це складова пролітна конструкція з хвилеподібним
гребенем і широкими пластинчастими ребрами (рисунок 4). Є різновидом
зварених двотаврів з гофрованою стінкою. Верхній та нижній пояси виконані
зі сталі завтовшки до 30 мм. Ширина поясів до 40016 мм. Стінка представлена
у вигляді синусоїдальної форми гофри, виконану з гарячекатаної сталі. Висота
гофро-балки може бути різною (рис. 11,12), [5].
14
Рис. 11. - Креслення гофро-балки [5]
Рис. 12. – Балка із гофрованою стінкою.
15
Згідно з проектною документацією та нормами проектування сталевих
конструкцій, для виготовлення балок з гофрованою стінкою приймають: для
поясів - гарячекатану листову сталь марки більше С255 за ДБН В.2.6-198:2014
[6]; для стінки - холоднокатану тонколистову сталь Ст3сп за ДБН В.2.6-
198:2014 [6]. Застосування інших матеріалів для поясів та стінки також
можливе, залежно від вимог замовлення.
Балка з гофрованою стінкою має ряд переваг, таких як:
1. Завдяки гофрованій стінці, конструкція ефективно сприймає
згинальні навантаження, її профільовані елементи більш стійкі до тривалого
статичного навантаження (полиці сприймають згинальні моменти і нормальні
навантаження, а гофровані стінки сприймають поперечні. Перевагою
синусоїдальної стінки перед прямою є усунення місцевої деформації, яка
властива плоским пластинам, [7].
2. У навчальному посібнику [8] авторами були співвіднесені показники
маси, вартості, довжини балок з гофрованою стінкою та маси спрямованого
металу варіантів балок із плоскими стінками. Порівняння дало результат, що
балки з гофрованою стінкою є економічнішими за витратами стали до 27%,
ніж зварні двотаври з плоскою стінкою, для всіх 48 розглянутих варіантів [8].
3. За рахунок оригінального вигляду такі балки можуть бути
архітектурним елементом приміщення.
4. Так як балки з гофрованою стінкою в порівнянні з фермами
економлять будівельну висоту, то об'єм будинку, що обігрівається, буде
менше.
Проте є й недоліки:
1. Досить висока вартість виготовлення.
2. Недостатня кількість технічної документації.
Проаналізувавши всі особливості застосування гофро-балки, можна
дійти висновку, що її використання доцільно далеко не у всіх випадках, тому
що гофро-балка має свої плюси і мінуси. Оскільки основними критеріями при
виконанні проектних робіт, крім міцності та надійності, має бути економічна
ефективність, то вибір будівельних конструкції та матеріалів слід здійснювати
з особливою уважністю. Після того, як вдасться знизити витрати на
виробництво гофро-балки і з'явиться технічна документація, можна буде
думати про ширше застосування гофро-балки для сучасного будівництва на
території нашої країни.
16
РОЗДІЛ 2. РОЗРОБКА РІШЕНЬ ПОКРИТТІВ ДЛЯ ПРОЛІТІВ 18 - 36 М.
2.1 Ферма із парних гарячекатаних куточків
2.1.1 Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 18 м.
Підбір перерізу основних елементів ферми покриття прольотом 18 м з
паралельними поясами. Крок ферм 6 м.
Постійне розрахункове навантаження на ферму (включаючи власну вагу
конструкцій покриття) g = 2 кПа.
м. Київ (5 сніговий район).
Визначимо розрахункові навантаження у вузлах ферми: Постійне
навантаження:
де g – розрахункове постійне навантаження на покрівлю; g = 2 кПа; b -
крок ферм покриття; b = 6 м; a – ширина панелі верхнього пояса ферми, a = 3
м;
Снігове навантаження:
де нормативне значення снігового навантаження Sg = 1,5 кПа [9]
Розрахункові зусилля у стрижнях ферми визначимо за допомогою цих рис. 2.
Результати визначення зусиль наведено в табл. 1.
Розрахункове навантаження Q = (g + Sg) ∙ b = (2+1,5) ∙6 = 21 кН/м = 2,14
тс/м
Рис. 13. – Ферма із парних гарячекатанних куточків прольотом 18 м.
17
Таблиця 1 - Розрахунок елементів ферми з парних гарячекатаних
куточків прольотом 18 м
Верхній В1 ВСт3пс6 -350 100х7 -350
пояс
Нижній Н1 +213 100х7 +615
пояс Н2 +386 100х7 +615
Р1 -319 100х7 -363
Розкоси Р2 -193 70х5 +307
Р3 -125 90х6 -153
С1 -102 70х5 -121
Стійки
С2 70х5 -
Підкоси Р0 70х5 -
Опорний тиск, кН 230
Маса ферми, кг 1460
Марка ферми ФС - 18 - 30
2.1.2 Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 24 м.
Рис. 14. – Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 24 м.
18
Елемент
ферми
Стрижень
Марка сталі
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
Таблиця 2 - Розрахунок елементів ферми з парних гарячекатаних куточків
прольотом 24 м.
В1 ВСт3пс6 -462 125х8 -623
Верхній
пояс В2 -623 125х8 -623
Н1 +262 100х7 +615
Нижній
пояс Н2 +583 100х7 +615
Р1 -392 100х8 -498
Р2 +282 70х5 +307
Розкоси Р3 -214 100х7 -236
Р4 -64 +139 75х6 -89
+393
Стійки С1 -106 70х5 -121
С2 -50 70х5 -141
Підкоси Р0 70х5 -
Опорний тиск, кН 285
Маса ферми, кг 2190
Марка ферми ФС - 24 - 25
2.1.3 Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 30 м.
Рис. 15. – Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 30 м.
19
Елемент
ферми
Стрижень
Марка сталі
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
Таблиця 3 - Розрахунок елементів ферми з парних гарячекатаних куточків
прольотом 30м.
В1 ВСт3пс6 -492 125х8 -748
Верхній
пояс В2 -748 125х8 -748
Н1 +269 100х7 +858
Нижній
Н2 +652 100х7 +858
пояс
Н3 +761 100х7 +858
Р1 -402 100х7 -414
Р2 +315 75х6 +393
Розкоси Р3 -231 100х7 -244
Р4 +153 70х5 +307
Р5 -108 90х6 -153
Стійки С1 -87 70х5 -121
С2 -65 70х5 -121
С3 70х5
Підкоси Р0 70х5
Опорний тиск, кН 290
Маса ферми, кг 2710
Марка ферми ФС - 30 - 21
20
Елемент
ферми
Стрижень
Марка сталі
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
2.1.4 Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 36м.
Рис. 16. – Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 36 м.
Таблиця 4 - Розрахунок елементів ферми з парних гарячекатаних куточків 36
м-коду.
В1 ВСт3пс6 -772 160x10 -1420
Верхній
В2 -1253 160x10 -1420
пояс
В3 -1413 160x10 -1420
Н1 +411 100x8 +1074
Нижній
Н2 +1052 100x8 +1074
пояс
Н3 +1373 125x9 +1373
Р1 -616 125x9 -860
Р2 +508 80x6 +585
Р3 -405 125x9 -575
Розкоси Р4 +306 80x6 +585
Р5 -238 100x7 -244
Р6 -107 80x6 -109
+139 +585
Стійки С1 -113 70x5 -121
С2 -106 70x5 +140
С3 -10 70x5 -121
+63 +307
21
Елемент
ферми
Стрижень
Марка сталі
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
Підкоси Р0 - 70x5 -
Опорний тиск, кН 440
Маса ферми, кг 4530
Марка ферми ФС - 36 - 25
2.2 Ферма типу "Молодечне"
2.2.1 Ферма типу "Молодечне" прольотом 18м.
Розрахункове навантаження:
Q = (g +Sg) ∙b = (2+1,5) ∙4 = 14 кН/м = 1,43 тс/м
Рис. 17. – Ферма типу «Молодічне» прольотом 18м.
Таблиця 5 - Розрахунок елементів ферми типу "Молодечно" прольотом 18м.
В1 -225,55 Гн. □180x140x4 -558,98
Верхній В2 -449,14 Гн. □180x140x4 -558,98
пояс В3 -558,98 Гн. □180x140x4 -558,98
Н1 +304,01 Гн. □140x4 +589,38
Нижній
Н2 +470,72 Гн. □140x4 +589,38
пояс Н3 +535,44 Гн. □140x4 +589,38
Р1 +238,30 Гн. □120x4 +302,04
22
Елемент
ферми
Стрижень
09Г2С (R=3350 кгс/см2)
Марка сталі
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
Р2 -234,38 Гн. □120x4 -478,56
Р3 +130,43 Гн. □ 100x3 +196,13
Розкоси
Р4 -124,54 Гн. □ 100x3 -196,13
Р5 +91,2 Гн. □ 100x3 +196,13
Р6 -75,51 Гн. □ 100x3 -196,13
Стійка С +98,07 Гн. □80x3 +202,99
Опорний тиск, кН 211,82
Маса ферми, кг 1035
Марка ферми ФС - 18- 24
2.2.2 Ферма типу "Молодечно" прольотом 24 м.
Рис. 18. – Ферма типу «Молодічне» прольотом 24 м.
Таблиця 6 - Розрахунок елементів ферми типу "Молодечне" прольотом 24 м.
В1 -161,81 Гн. □180х140х4 -634,49
Верхній В2 -377,56 Гн. □180х140х4 -634,49
пояс В3 -519,75 Гн. □180х140х4 -634,49
В4 -598,21 Гн. □180х140х4 -634,49
Нижній Н1 +257,91 Гн. □140х4 +598,21
пояс Н2 +434,43 Гн. □140х4 +598,21
23
Елемент
ферми
Стрижень
ВСт3пс3 (R=2200
09Г2С (R=3350 Марка сталі
кгс/см2)
кгс/см2)
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
Н3 +541,33 Гн. □140х4 +598,21
Н4 +598,21 Гн. □140х4 +598,21
Р1 +206,92 Гн. □120х4 +302,04
Р2 -204,96 Гн. □120х4 -478,56
Р3 +137,29 Гн. □100хЗ +196,13
Р4 -139,25 Гн. □100хЗ -196,13
Розкоси
Р5 +93,16 Гн. □100хЗ +196,13
Р6 -85,32 Гн. □100хЗ -196,13
Р7 +52,96 Гн. □100хЗ +196,13
Р8 -44,13 Гн. □100хЗ -196,13
Стійка С +98,07 Гн. □80х3 +203,00
Опорний тиск, кН 176,52
Маса ферми, кг 1340
Марка ферми ФС - 24 - 1,5
2.2.3 Ферма типу "Молодечно" прольотом 30 м.
Рис. 19. – Ферма типу «Молодечне» прольотом 30 м.
24
ВСт3пс6 (R=2300 кгс/см2)
Таблиця 7 - Розрахунок елементів ферми типу "Молодечне" прольотом 30 м.
В1 -147,10 Гн. □180х140х5 -792,38
В2 -392,27 Гн. □180х140х5 -792,38
Верхній
В3 -578,59 Гн. □180х140х5 -792,38
пояс
В4 -703,14 Гн. □180х140х5 -792,38
В5 -764,92 Гн. □180х140х5 -792,38
Н1 +294,20 Гн. □140х5 +784,53
Н2 +500,14 Гн. □140х5 +784,53
Нижній
Н3 +665,87 Гн. □140х5 +784,53
пояс
Н4 +749,23 Гн. □140х5 +784,53
Н5 +780,61 Гн. □140х5 +784,53
Р1 +229,48 Гн. □120х4 +380,50
Р2 -227,51 Гн. □120х4 -478,56
Р3 +170,64 Гн. □100х3 +196,13
Р4 -172,60 Гн. □100х3 -196,13
Розкоси
Р5 +123,56 Гн. □100х3 +196,13
Р6 -123,56 Гн. □100х3 -196,13
Р7 +78,45 Гн. □100х3 +196,13
Р8 -78,45 Гн. □100х3 -196,13
Розкоси Р9 +39,23 Гн. □100х3 +196,13
Р10 -39,23 Гн. □100х3 -196,13
Стійка С +98,07 Гн. п80х3 +203,00
Опорний тиск, кН 191,23
Маса ферми, кг 2000
25
Елемент
ферми
Стрижень
С255 (R=2550
Марка сталі
кг/см2) С345-3
09Г2С (R=3350 кгс/см2)
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
Марка ферми ФС - 30 - 1,3
2.3 Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
2.3.1 Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 24 м.
Рис. 20 - Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 24 м.
Таблиця 8 - Розрахунок ферми з поясами з гарячекатаних широкополочних
двотаврів прольотом 24 м.
В1 -774 I 20К1 -1046
Верхній
пояс В2 -1046 I 20К1 -1046
Нижній Н1 +437 I 20К1 +1325
пояс Н2 +1048 I 20К1 +1291
Р1 -637 □160х6 -640
Р2 +475 □140х5 +477
Розкоси Р3 -292 □120х5 -320
Р4 -83 +173 □120х3 -191
+228
Стійки С1 -167 □120х3 -231
С2 -136 □120х80х4 -207
Опорний тиск, кН 462
Маса ферми, кг 2900
26
Елемент
ферми
Стрижень
ВСт3пс6 ГОСТ ВСт3пс6 -2
ТУ14- 1-3023
380-71 Марка сталі
80
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
Марка ферми ФС - 24 - 44
2.3.2 Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 30 м.
Рис. 21. - Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 30 м.
Таблиця 9 - Розрахунок елементів ферми з поясами з гарячекатаних
широкополочних двотаврів прольотом 30 м
В1 -588 I 20К1 -1046
Верхній
пояс В2 -1046 I 20К1 -1046
Н1 +375 I 20К1 +1325
Нижній
Н2 +913 I 20К1 +1325
пояс
Н3 +1094 I 20К1 +1291
Р1 -541 □160х5 -541
Р2 +438 □140х5 +477
Р3 -308 □120х5 -320
Розкоси
Р4 +201 □120х3 +228
-31 -191
Р5 -160 □120х3 -191
Стійки С1 -113 □100х3 -177
С2 -106 □100х3 -177
С3 □100х3 -177
27
Елемент
ферми
Стрижень
ВСт3пс6 ГОСТ 380-71 ВСт3пс6-2
Марка сталі
ТУ14-1-3023-80
Зусилля, кН
Переріз
Несуча
здатність
Опорний тиск, кН 365
Маса ферми, кг 3500
Марка ферми ФС - 30 - 27
2.3.3 Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 36 м.
Рис. 22. – Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 36 м.
Таблиця 10 - Розрахунок елементів ферми з поясами з гарячекатаних
широкополочних двотаврів прольотом 36 м.
В1 -715 I 20К1 -1318
Верхній
В2 -1164 I 20К1 -1318
пояс
В3 -1318 I 20К1 -1318
Н1 +380 I 20К1 +1758
Нижній
Н2 +1139 I 20К1 +1634
пояс
Н3 +1247 I 20К1 +1758
Р1 -551 □160х5 -705
Р2 +467 □140х4 +486
Розкоси Р3 -356 □140х4 -408
Р4 +268 □120х3 +314
Р5 -182 □120х3 -226
28
Элемент
фермы
Стержень
ВСт3пс6 ГОСТ 380- ВСт3пс6-2 Марка стали
71
ТУ14-1-3023-
80
Усилие, кН
Сечение
Несущая
способность
Р6 +71 □120х3 -226
+109 +314
Стойки С1 -70 □120х3 -302
С2 -228 □120х80х4 -229
Опорний тиск, кН 380
Маса ферми, кг 4280
Марка ферми ФС - 36 - 23
2.4 Балка із гофрованою стінкою
2.4.1 Балка із гофрованою стінкою прольотом 18 м.
Необхідно підібрати та перевірити переріз однопрогонової шарнірно
опертої балки покриття з хвилястою стінкою. Проліт балки L = 18 м., крок
балок 6 м., крок прогонів покриття 1,5 м. Прогони покриття – з гарячекатних
швелерів №18. Нормативне та розрахункове значення власної ваги покрівлі з
урахуванням прогонів та зв'язків становить відповідно 1,6 кН/м2 (160 кг/м2)
та 2 кН/м2 (200 кг/м2). Розрахункове значення снігового навантаження на
покрівлі 1,8 кН/м2 (180 кг/м2). Матеріал конструкції – сталь С245, [10]
Рис. 23. – Балка з гофрованою стінкою
29
Визначимо максимальні зусилля в балці покриття від постійного та
снігового навантаження: Нормативне погонне навантаження на балку
покриття:
Розрахункове погонне навантаження на балку покриття:
Максимальний згинальний момент та поперечна сила від нормальних
навантажень
:
Максимальний згинальний момент та поперечна сила від
розрахункових навантажень:
З умови міцності згинається з хвилястою стінкою можна виразити
необхідний момент опору перерізу балки за формулою:
Для попереднього компонування перерізу приймаємо висоту стінки в
межах від прольоту балки.
Приймаємо заздалегідь від 600 до 1500 мм.
Товщину стінки підбираємо з умови міцності хвилястої стінки на зріз за
дотичною напругою:
Призначаємо товщину стінки. Визначимо оптимальну висоту балки за
формулою:
30
Визначимо мінімальну висоту балки з хвилястою стінкою, яка
задовольняє умову жорсткості:
Приймаємо висоту стінки. Геометричні параметри гофрів (крок гофрів
а та висоту гофрів f) підбираємо залежно від висоти стінки відповідно до
конструктивних вимог:
Узгоджуючи параметри гофрів з можливостями існуючого обладнання
та технологічного оснащення, остаточно приймаємо, а = 200 мм, f = 70 мм
Перевіримо наведену гнучкість панелі гофру:
Мінімально необхідна ширина поперечного перерізу пояса балки може
бути визначена з виразу:
Максимально можлива ширина поперечного перерізу пояса може бути
знайдена з умови місцевої стійкості пояса:
31
Маса балки дорівнює 7800 кг.
Усі маси порахованих конструкцій зведемо до таблиці 13.
Таблиця 13 - Маса різних прольотів конструкцій
Ферма із парних гарячекатаних куточків
Проліт 18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Маса, кг 1460 2190 2710 4530
Ферма типу «Молодечне»
Проліт 18 м. 24 м. 30 м. -
Маса, кг 1035 1340 2000 -
Ферма з поясами з широкополочних двотаврів
Проліт - 24 м. 30 м. 36 м.
Маса, кг - 2900 3500 4280
Балка з гофрованою стінкою
Проліт 18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Маса, кг 1814 3150 4898 7800
Складемо діаграми різних прольотів конструкцій залежно від маси.
32
9000
7800
8000
7000
6000
4898
5000 4530 4280
4000 3500
29003150
2710
3000 2190
1814 2000
2000 1460 1340
1035
1000
0 0
0
18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Ферма із парних гарячекатаних куточків
Ферма типу «Молодечне»
Ферма з поясами з широкополочних двотаврів
Балка з гофрованою стінкою
Рис. 24. – Маса несучих конструкцій покриття
Порівнявши різні несучі конструкції покриттів, бачимо, що при додатку
одного і того ж навантаження на однаковий проліт отримуємо різні значення
маси конструкцій. Виходячи з розрахунків, у ферми типу «Молодечно»
виявилася перевага в масі, а відповідно конструкція буде вигіднішою з точки
зору вартості виготовлення.
Також з діаграм видно, що при збільшенні прольоту конструкції
недоцільно використовувати балку з гофрованою стінкою, так як при великих
прольотах її маса складатиме практично вдвічі більше конструкцій покриття з
ферм. Ферми економічніші за балки з витрат сталі, але більш трудомісткі у
виготовленні. Ефективність ферм у порівнянні з балками тим більша, чим
більше проліт і менше навантаження.
2.4.2. Аналіз досліджень ефективність застосування гофробалок з різного
матеріалу сталі для покриттів з прольотами 12-30 м.
Стінові металевих балок з успіхом можна використовувати для
перекриття прольотів від 12 до 30 м. Розрахунки дозволили побудувати
графіки витрат металу на 1 квадратний метр площі перекриття при різних
прольотах балок. Прийняті навантаження були спрямовані на балки покриття
з кроком 6 м, які несли навантаження легкого покриття у вигляді панелей типу
«сендвіч» для району першого снігу [11].
Балки розраховувалися з постійним перерізом, зі змінним перерізом
поясів по прольоту і з використанням сталей марок С245 і С290 для поясів.
Результати розрахунків зображено графічно на рис. 25, [11, 12].
33
Рис.25. Витрата сталі на гофробалки в залежності від їх прольоту
(розрахункове навантаження q = 1560 кгс / м.п.).
Слід зазначити, що зміна перерізу поясів по довжині балки призводить
до певної економії металу, яка збільшується зі збільшенням прольоту.
Застосування бістальних балок з поясами зі сталі С290 і стінкою зі сталі С245
також істотно збільшує економію металу [11, 12].
На рис. 25 - 28 показано порівняння витрат металу для балок звичайного
зварювання і для балок з гофрованими стінками постійного і змінного
перетину і з різними класами сталі.
34
Рис.25. Порівняння витрати металу в балках з гофрованої стінкою і звичайних
зварних балках постійного перетину. (Розрахункове навантаження q = 1560 кг
/ м.п .; крок балок - 6 м; сталь - С245).
Рис.26. Порівняння витрати металу в балках з гофрованої стінкою і
звичайних зварних балках змінного перерізу. (Розрахункове навантаження q
= 1560 кг / м.п .; крок балок - 6 м; сталь - С245).
35
Рис.27. Порівняння витрати металу в балках з гофрованої стінкою і
звичайних зварних балках постійного перетину. (Розрахункове навантаження
q = 1560 кг / м.п .; крок балок - 6 м; сталь - С290).
Рис.28. Порівняння витрати металу в балках з гофрованої стінкою і звичайних
зварних балках змінного перерізу. (Розрахункове навантаження q = 1560 кг /
м.п.; крок балок - 6 м; сталь - С290).
На основі наведених даних можна зробити наступні висновки [11, 12]:
- Використання полегшених конструкційних елементів, дозволяє
знизити металомісткість металевих каркасних будівель без шкоди для
міцності, скоротити терміни монтажу та підвищити ефективність всієї
конструкції.
- Зменшення загальної металомісткості конструкцій дозволяє
використовувати високоефективні види прокатних і криволінійних зварних
профілів з максимально тонкостінними конструкціями і поєднанням функцій
несучих і огороджувальних конструкцій в одній системі.
- Наведені порівняльні результати підтверджують високу ефективність
використання стінових sin балок порівняно зі звичайною зварною балкою.
36
РОЗДІЛ 3 ВИЗНАЧЕННЯ ВИТРАТ НА РЕАЛІЗАЦІЮ ПРОЕКТІВ,
У ТОМУ ЧИСЛІ ВИЗНАЧЕННЯ ВИТРАТ ПРИ ЕКСПЛУАТАЦІЇ
БУДІВЛІ
3.1 Визначення вартості виготовлення та монтажу
Для визначення вартості виготовлення різних металоконструкцій було
запрошено Комерційну пропозицію в компанії ТОВ «МеталБудІнжиніринг» .
Виготовлення металоконструкцій, у тому числі: · Розробка креслень
КМД; · Вартість металопрокату; · Ступінь очищення - 3-я; · Нанесення ГФ-
021 в 1 шар.
Разом вартість ПДВ за 1 тонну становить 150 800 грн.
Застосуємо цю вартість для кожної ферми та балки.
Таблиця 14 - Вартість виготовлення несучих конструкцій покриття
різних прольотів
Ферма із парних гарячекатаних куточків
Проліт, м. 18 24 30 36
Маса, т. 1,46 2,19 2,71 4,53
Вартість, грн. 220 168 330 252 408 668 683 124
Ферма типу «Молодечне»
Проліт, м. 18 24 30 -
Маса, т. 1,035 1,34 2,00 -
Вартість, грн. 156 078 202 072 301 600 -
Ферма з поясами з широкополочних двотаврів
Проліт, м. - 24 30 36
Маса, т. - 2,9 3,5 4,28
Вартість, грн. - 437 320 527 800 645 424
Балка з гофрованою стінкою
Проліт, м. 18 24 30 36
Маса, т. 1,814 3,15 4,898 7,80
Вартість, грн. 273 551 475 020 738 618 1 176 240
37
1 400 000
1 200 000
1 000 000
800 000
600 000
400 000
200 000
0
18 24 30 36
Ферма із парних гарячекатаних куточків Ферма типу «Молодечне»
Ферма з поясами з широкополочних двотаврів Балка з гофрованою стінкою
Рис. 29. Графік залежності вартості виготовлення від прольоту різних
конструкцій покриття
Як видно з графіка, вартість виготовлення ферм типу «Молодечно»
найменша, після неї йде ферма з парних гарячекатаних куточків, потім ферма
з поясами з широкополочних гарячекатаних двотаврів, найдорожча у
виготовленні є балка з гофрованою стінкою.
Далі порахуємо вартість монтажу. Використовуємо базові розцінки у
«АВК-5». Для підрахунку монтажу і пректування ферм і балок
використовуємо, ДСТУ Б Д.2.2-9:2012 Ресурсні елементні кошторисні норми
на будівельні роботи. Металеві конструкції . (На висоті до 25 метрів)», для
балок використовуємо,. Також скористаємося Листом Мінбуду від 07.02.2023
р. №4153-4Ф/09 для переведення базисних цін на поточні.
Усі витрати на монтаж різних несучих конструкцій покриття наведемо
до таблиці.
38
Таблиця 15 - Вартість монтажу несучих конструкцій покриття
громадських будівель
Ферма із парних гарячекатаних куточків
Проліт, м. 18 24 30 36
Маса, т. 1,46 2,19 2,71 4,53
Вартість, грн 69736,73 104605,50 135771,99 226954,76
Ферма типу «Молодечне»
Проліт, м. 18 24 30 -
Маса, т. 1,035 1,34 2,00 -
Вартість, грн 49437,14 64005,25 100200,70 -
Ферма з поясами з широкополочних двотаврів
Проліт, м. - 24 30 36
Маса, т. - 2,9 3,5 4,28
Вартість, грн - 138518,84 175351,69 214429,64
Балка з гофрованою стінкою
Проліт, м. 18 24 30 36
Маса, т. 1,814 3,15 4,898 7,80
Вартість, грн 51802,47 67994,21 105724,94 168365,67
39
700000
600000
500000
400000
300000
200000
100000
0
18 24 30 36
Балка з гофрованою стінкою
Ферма з поясами з широкополочних двотаврів
Ферма типу «Молодечне»
Ферма із парних гарячекатаних куточків
Рис. 30. Графік залежності вартості монтажу від прольоту різних конструкцій
покриття
Як видно з графіка, вартість монтажу ферм типу «Молодічне» та балки
з гофрованою стінкою практично однакова. При прольоті 18 - 30 метрів ферма
з парних гарячекатаних куточків має вартість монтажу менше, ніж ферма з
поясами з широкополочних гарячекатаних двотаврів, проте при прольоті 36
метрів ситуація змінюється, і монтаж ферми з поясами з широкополочних
гарячекатаних двотаврів стає дешевшим за монтаж.
3.2. Визначення експлуатаційних витрат
Експлуатаційні витрати громадського будинку – це сукупність витрат
за його утримання, використання та поліпшення. На початку будь-якого
фінансового року організація складає план експлуатаційних витрат із
докладним поясненням кожного пункту. Розмір сум і графік витрачання
коштів залежить від особливості призначення громадського будинку.
Наприклад, торгово-розважальний центр розподілятиме експлуатаційні
витрати, виходячи із кількості орендарів. Якщо планування витрат за
експлуатацію проведено неправильно, кошти можуть закінчитися раніше
терміну. Це призведе до касового розриву та фінансових труднощів для
компанії. Орендарям офісних приміщень та іншої нерухомості краще ретельно
стежити за сумами експлуатаційних витрат – це допоможе уникнути зайвих
витрат.
Безперечно, експлуатаційні витрати, пов'язані з конструктивною
особливістю будівлі, повинні прораховуватися та враховуватись ще на стадії
40
проектування будівлі. При виборі покриття громадського будинку зазвичай
орієнтуються вартість цього покриття і вартість монтажу цього покриття,
проте варто враховувати вартість експлуатаційних витрат.
Показники експлуатаційних витрат становлять значну частину вартості
будівництва, іншими словами, через 10 років, а окремих випадках через 2 – 3
року сума експлуатаційних витрат може перевищити суму одноразових
витрат.
Цю проблему висвітлював Центральний науково-дослідний та
проектний інститут типового та експериментального проектування
комплексів та будівель культури, спорту та управління імені Б.С. Мезенцева
(ЦНДІЕП ім. Б.С. Мезенцева) у «Рекомендації з визначення експлуатаційних
витрат при проектуванні будівель кінотеатрів, клубів, спортивних корпусів»,
написану 1985 року. [13, 14, 15] .
Експлуатаційні витрати – це поточні витрати забезпечення
працездатності основних засобів протягом усього терміну їх експлуатації.
Витрати утримання будівлі складаються з: опалення, вентиляції,
водопостачання, поточного ремонту, утримання приміщень у чистоті,
електроенергії, амортизаційних відрахувань.
Щорічні витрати на опалення складаються з річної витрати тепла у
будівлі на 1 м3 будівельного обсягу у будівлі.
Вартість вентиляції або кондиціонування повітря розраховується як
сума витрат на підігрів або охолодження зовнішнього повітря та залежить, як
і витрати на опалення від будівельного обсягу будівлі.
Розглянемо ферму із парних гарячекатаних куточків прольотом 24
метри.
Рис. 31. – Ферма із парних гарячекатаних куточків прольотом 24 м.
Ферма має висоту 3150 мм із кроком 6 метрів. Прогони прольотом 6
метрів для III снігового району прийняті з гарячекатаних швелерів 24,
заввишки 240 мм. Настил прийнятий марки Н57-750-08, висотою 57 мм
[13,14].
41
Рис. 32. Ферма типа «Молодечно» пролетом 24 м.
Ферма типа «Молодечно» имеет высоту 1840 мм с шагом 4 метра. В
данной ферме можно использовать настил без прогонов. Настил принят
марки Н60-845-0,8, высотой 60 мм. [13]
Рис. 33. – Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двотаврів
прольотом 24 м
Ферма з поясами із гарячекатаних широкополочних двотаврів має висоту,
як і ферма із парних гарячекатаних куточків, 3150 мм із кроком 6 метрів.
Прогони прольотом 6 метрів прийняті з гарячекатаних швелерів заввишки 240
мм. Настил прийнятий марки Н60-845-0,8 висотою 60 мм. [13] Балка з
гофрованою стінкою прольотом 18 метрів має висоту 900 мм, прольотом 24 м.
висоту 1300 мм., прольотом 30 м-код. висоту 1600 мм., прольотом 36 м-коду.
висоту 2000 мм.
42
Таблиця 16 - Порівняння покриттів з різною висотою
Покриття Висота покриття
Ферма з гарячекатаних парних кутиків 3150 мм
Ферма типу «Молодечно» 1840 мм
Ферма з поясами з горячекатаних 3150 мм
широкополочних двутаврів
Балка з гофрованою стінкою 18 м. - 900 мм
24 м. - 1300 мм
30 м. - 1600 мм
36 м. - 2000 мм
Різні варіанти ферм мають різну висоту, а балка з гофрованою стінкою
має різну висоту при різних прольотах отже, вони мають різний будівельний
об'єм, від якого залежать витрати на опалення та вентиляцію/кондиціювання.
Візьмемо об'єм, який займає конструкцією, що захищає, для кожного прольоту
на 1 метр довжини.
Таблиця 17 – Будівельний об'єм, що займає різні типи несучих
огороджувальних конструкцій на 1 метр довжини
Проліт 18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Ферма з гарячекатаних 56,7 м3 75,6 м3 94,5 м3 113,4 м3
парних кутиків
Ферма типу «Молодечно» 33,12 м3 44,16 м3 55,2 м3 66,24 м3
Ферма з поясами з 56,7 м3 75,6 м3 94,5 м3 113,4 м3
гарячекатаних
широкополочних двутаврів
Балка з гофрованою стінкою 16,2 м3 31,2 м3 48 м3 72 м3
43
Розрахуємо, скільки потрібно тепла на 1 м3 повітря. Теплоємність
повітря - 0,24 Ккал/кг°С та множимо на щільність повітря – 1,3 кг/м3.
Отримуємо, що для нагрівання 1м3 повітря на 1 градус нам необхідно 0,312
Ккал/годС або 0,00000031 Гкал/год С. Відповідно до ДСТУ Б В.2.2-29:2011
Будівлі підприємств. Параметри. оптимальна температура повітря в холодну
пору року для промислових будівель становить 18С У [14] говориться, що
тривалість періоду в м. Києві із середньодобовою температурою повітря
менше 8С е - З х 0,00000031 Гкал/год С помножити на 25,5С год ч х 3 з х
опалювальний період.
Таблица 18 – Кількість тепла, Гкал, необхідна на весь опалювальний період
Проліт 18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Ферма з гарячекатаних
парних кутиків 2,36439 3,1525 3,9407 4,7288
Ферма типу «Молодечно» 1,3811 1,8415 2,3018 2,7622
Ферма з поясами з
гарячекатаних
2,36439 3,1525 3,9407 4,7288
широкополочних двутаврів
Балка з гофрованою стінкою
0,67554 1,301 2,0016 3,0024
Відповідно до Постанови по встановлення тарифів на теплову енергію,
її виробництво, транспортування, постачання, послугу з постачання теплової
енергії та послугу з постачання гарячої води ТОВ«КИЇВТЕПЛОЕНЕРГО», з
використанням методу індексації встановлених тарифів на 2023 – 2024 роки»
тариф на тепло з складає 1654,8 грн за 1 Гкал.
44
Таблиця 19 – Вартість опалення, витрачене за один період опалення
Проліт 18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Ферма з гарячекатаних
парних кутиків 4466,24 5954,95 7443,82 8932,51
Ферма типу «Молодечно» 2608,84 3478,52 4348,01 5217,69
Ферма з поясами з
гарячекатаних
4466,24 5954,95 7443,82 8932,51
широкополочних двутаврів
Балка з гофрованою стінкою
1276,07 2457,54 3780,94 5671,41
Порахуємо вартість опалення, витрачене за 10 та 25 років.
Таблиця 20 - Вартість опалення, грн, витрачене за 10 років експлуатації.
Проліт 18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Ферма з гарячекатаних
парних кутиків 44662,4 59549,5 74438,2 89325,1
Ферма типу «Молодечно» 26088,4 34785,2 43480,1 52176,9
Ферма з поясами з
гарячекатаних 44662,4 59549,5 74438,2 89325,1
широкополочних двутаврів
Балка з гофрованою стінкою
12760,7 24575,4 37809,4 56714,1
45
Таблиця 21 - Вартість опалення, грн, витрачене за 25 років експлуатації.
Проліт 18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Ферма з гарячекатаних
парних кутиків 111656 148873,75 186095,5 223312,75
Ферма типу «Молодечно» 65221 86963 108700,25 130442,25
Ферма з поясами з
гарячекатаних
111656 148873,75 186095,5 223312,75
широкополочних двутаврів
Балка з гофрованою стінкою
31901,75 61438,5 94523,5 141785,25
Складемо графіки вартості опалення, витрачене за 10 років та за 25
років експлуатації при реалізації різних конструкцій покриття
350000
300000
250000
200000
150000
100000
50000
0
18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Балка з гофрованою стінкою
Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двутаврів
Ферма типу «Молодечно»
Ферма з гарячекатаних парних кутиків
Рис. 34. – Витрати на експлуатаційні витрати через 10 років
46
800000
700000
600000
500000
400000
300000
200000
100000
0
18 м. 24 м. 30 м. 36 м.
Ряд4
Ферма з поясами з гарячекатаних широкополочних двутаврів
Ферма типу «Молодечно»
Ферма з гарячекатаних парних кутиків
Рис. 35.- Витрати на експлуатаційні витрати через 25 років
Далі складемо графік з огляду на вартість виготовлення, монтажу та
експлуатації будівлі через 10 років та 25 років.
Рис. 36. - Вартість виготовлення, монтажу та експлуатації будівлі через 10
років
47
Рис. 37. - Вартість виготовлення, монтажу та експлуатації будівлі через
25 років
Виходячи з графіків, можна зробити висновок, що через 10 років
експлуатації з урахуванням вартості виготовлення та монтажу ферма типу
«Молодечно» має найменші витрати за будь-якої довжини прольоту. При
прольоті 18 метрів ферма з парних гарячекатаних куточків і балка з
гофрованою стінкою матимуть практично однакові витрати, проте зі
збільшенням прольоту біля балки з гофрованою стінкою суттєво збільшуються
вартості витрат, різниця витрат при прольоті 36 метрів практично 400 000
тисяч рублів. Ферма з поясами з широкополочних гарячекатаних двотаврів
при прольоті 24 метри має максимальну вартість, хоча при прольоті 36 метрів
має вартість менше, ніж балка з гофрованою стінкою і ферма з поясами з
широкополочних гарячекатаних двотаврів.
Через 25 років експлуатації при прольоті 18 метрів витрати практично
однакові у ферми типу «Молодічне», балки з гофрованою стінкою та ферми з
парних гарячекатаних куточків, але все-таки на 86 тис. грн витрати у ферми
типу «Молодечно» будуть меншими. При збільшенні прольоту витрати від
найменших до найбільших ранжуються в наступному порядку: ферма типу
«Молодечно», ферма з парних гарячокатаних куточків, балка з гофрованою
стінкою, ферма з поясами з широкополочних гарячекатаних куточків.
48
Виходячи з перерахованого вище можна зробити висновок, що за
витратами на виготовлення, монтаж та експлуатаційні витрати на 10 і 25
років найбільш вигідні ферми типу «Молодічне».
49
РОЗДІЛ 4. ОРГАНІЗАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ РЕГЛАМЕНТ
МОНТАЖУ МЕТАЛЕВИХ БАЛОК
4.1 Організація і технологія виконання робіт по монтажу
металевих балки
Перед початком монтажу металевої балки необхідно провести
організаційно-підготовчі заходи згідно ДБН А.3.1-5:2016 «Організація
будівельного виробництва», а також усі роботи відповідно до кошторису. Крім
того, необхідно провести наступні роботи:
- зібрані та відкалібровані колони,
- монолітні з'єднання колон з фундаментами (міцність бетону в
з'єднаннях повинна бути не менше 70% проектної міцності);
- змонтовані комунікації на колонах;
- оформлений акт приймання виконаних монтажних робіт на підставі
виконавчого схеми геодезичної зйомки фактичного положення колон
відповідно до ДБН А.3.1-5:2016 Організація будівельного виробництва або
ДБН В.2.6-198:2014 Сталеві конструкції. Норми проектування;
- монтажним краном, обладнанням, інвентарем, інструментами,
доставленими на монтажний майданчик;
- шляхи руху і робочі місця монтажного крана визначаються
безпосередньо в прольотах.
Технологія монтажу металевих балок прийнята безпробним способом
укрупнених блоків. Ущільнення sin балок і гальмівних ферм у блоки
відбувається безпосередньо на будівельному майданчику за габаритними
шаблонами [17, 18].
Збільшений блок для крайнього ряду складається з гофрованої балки,
гальмівної деки та кранової рейки. Збільшений блок для середнього ряду
складається з двох sin балок, гальмівної ферми і двох підкранових рейок.
Для підвищення жорсткості блоків під час транспортування та монтажу
необхідно тимчасово встановлювати додаткові елементи (куточок 75 × 75 × 5
мм) згідно з правилами транспортування виробів ДБН В.2.6-198:2014.
Агрегатовані блоки заздалегідь доставляються і розкладаються в
робочій зоні монтажного крана. Блоки викладають на дерев'яні опори вздовж
будівельного прольоту між колонами під кутом до їх осі так, щоб за
допомогою монтажного крана блоки можна було підняти й укласти на консолі
колон за допомогою помаху. гачок, [17, 18].
50
Безревізійний монтаж балок з укрупненими блоками досягається
забезпеченням підвищеної точності вертикальної розмітки та вирівнювання
опорної поверхні консолей колон. Перед установкою балок або при установці
на консолі опор, при необхідності безпосередньо на бічній частині, між
анкерними болтами встановлюють металеві компенсаційні пластини
товщиною 5 - 10 мм для вирівнювання рівня опорних поверхонь з точність ± 5
мм проти проектних значень. Допустимі відхилення будівельної розмітки
опорних поверхонь ± 10 мм для залізобетонних колон і ± 5 мм для сталевих
колон [18].
Монтаж блоків укрупненого металевих балок здійснюється гусеничним
краном МКГ-25БР з довжиною стріли 23,5 м.
Стропування блоків металевих балок здійснюється за допомогою строп
з ручками.
Технологія монтажу блоків укрупненого металевих балок наступна.
Спочатку на колони монтують приставні сходи з майданчиками. У цей час
монтажники готують блок до підйому: очищають конструкцію від забруднень,
навішують інвентарні драбини та натягують страхувальний трос для
забезпечення безпеки роботи. Після обв'язування тяги блок підкидають,
піднімають на висоту 0,2 - 0,3 м і перевіряють правильність строп,
рівномірність натягу стропів, стійкість крана і роботу гальм. і лише після цього
дають сигнал підняти блок. Блок піднімають на 0,5 м над колонами і підвозять
до місця установки, поступово опускаючи його на висоту 0,1 - 0,15 м від
поверхні опори [18].
Схема організації робіт при монтажі металевих балки
51
Рис. 38. Технологічна схема монтажу двотаврової металевих балки
одноповерхової промислової будівлі
1- кран гусеничний; 2 - блок підкранових балок; 3 - вантажозахватне
пристосування; 4 - сходи приставні; 5 - дерев'яна підкладка; 6 - напрямок
руху крана; 7 - відтяжка; 8 - сходи підвісна; 9 - страхувальний канат
52
1- строп 4СК-10; 2 - підстропок; 3 - захоплення; 4 - розпірка; 5 - блок
підкранових балок; 6 - штир
Рис. 39. Схеми стропування металевих балок (варіант 1)
53
1- блок підкранових балок; 2 - захоплення; 3 - строп; 4 - розпірка; 5 - штир; 6
- гак.
Рис. 40. Схеми стропування металевих балок (варіант 2)
Виходячи з ризиків, блок встановлюється в намічене положення,
фіксується болтами і приварюється верхній пояс до стовпа. Розкручування
здійснюється після закріплення блоку будівельними гвинтами за допомогою
розпушувальних мотузок, кінці яких кріпляться до верхнього фланця блоку
[17, 18].
Монтаж підкранових балок виконує бригада у складі 5 осіб:
Монтажник конструкцій 6-го розряду - 1; 5-го розряду - 1; 4-го розряду
- 2; 2 -го розряду – 1.
Краном керує машиніст 6 розряду, який не входить до складу бригади.
Розрахунок трудовитрат наведено в таблиці 23.
План роботи наведено в таблиці 23.
54
Експлуатаційний контроль якості монтажу металевих двотаврових
балок з металевих балок здійснюється згідно з вимогами ДБН В.2.6-198:2014
«Сталеві конструкції», наведених у таблиці 23, [17, 18].
Допустимі норми відхилення при монтажі sin металевих балок наступні
[17, 18]:
- зміщення осі колони і осі металевих балок - 15 мм;
- Відхилення відстаней між осями sin балок з прольотом ± 10 мм;
- відхилення осі sin балок від прямої - 15 мм на відстані 40 м;
- різниця позначень оголовка металевих балок на ділянці прольоту
будівлі:
- на опорах - 15 мм;
- в прольоті - 20 мм;
- різниця розміток металевих балок на сусідніх опорах (відстань між
опорами L):
- якщо L менше 10 м - 10 мм;
- якщо L більше 10 м - 1/1000 L, але не більше 15 мм.
Взаємне зміщення кінців суміжних sin балок по висоті і в плані - 2 мм;
зазор в стиках балок (при температурі 0 ° С і довжині рейки 12,5 м) - 4 мм.
Схема оперативного контролю якості роботи наведена в таблиці 23, [17,
18].
Вказівки з техніки безпеки, санітарії та гігієни праці.
При виконанні робіт необхідно керуватися розділами типових
технологічних карт і розроблених технологічних карт в рамках ПВР робочої
документації з організації праці, техніки безпеки, санітарії та промислової
гігієни» (див. ДСТУ). , розділ Т-58); дотримуватись правил, наведених у
розділі ДБН А.3.2-2-2009 «Охорона праці в будівництві».
При підйомі конструкцій сигналізація обов'язкова: всі сигнали
кранівнику може подавати тільки одна особа - слюсар.
Перед початком робіт монтажники повинні ознайомитися з
технологічною картою виробництва робіт.
Слюсарі, які працюють на висоті, повинні бути оснащені запобіжними
поясами і знати визначені майстром місця кріплення карабінів.
Перед початком монтажу майстер або підрядник повинен ознайомити
монтажників з правильною інструкцією та надати інструкції з техніки безпеки.
У сантехніків, які працюють на висоті, повинні бути індивідуальні
кишені для зберігання інструментів, у зварювальників - пенали і кишені для
електродів, а також ящики для солінь.
55
4.2. Схеми операційного контролю якості при монтажі полегшеної
металевої балки
Таблиця 23
Схема операційного контролю якості при монтажі sin двотаврових балок
Операція, що підлягає
контролю Залучені
склад способи час
виконавцем служби
робіт майстром
Правильність
складування.
Відповідність
форм,
Візуально,
геометричних До
Підготовчі сталевий
розмірів початку
роботи метр,
проектним. монтажу
рулетка
Наявність
паспортів,
зовнішні
дефекти
Відповідність
Вивірка
відміток
опорних
опорних
поверхонь - нівелір - »- геодезист
майданчиків
на консолях
колон
колон
проектним
Розмітка Положення
місць осей балок в
сталевий
установки - плані. Відстань - »- -
метр
на консолях торців балок
балок від осей ризики
Правильність
В
Монтаж технології
візуально процесі -
sin балок монтажу.
монтажу
Правильність і
56
Операція, що підлягає
контролю Залучені
склад способи час
виконавцем служби
робіт майстром
надійність
стропування
Правильність і
надійність
обпирання Візуально,
Монтаж sin
- балок. сталевий - »- -
балок
Надійність метр
тимчасового
кріплення
Вертикальність
Монтаж
бічних граней і схил - »- -
sin балок
торців балок
Співвісність
всієї нитки і
Вивірка
позначки верху Нівелір,
встановленої - - »- геодезист
балок в межах теодоліт
балки
температурного
блоку
Надійність
Постійне
кріплення.
кріплення - візуально
якість
балок
зварювання
Захисні шоломи захищають механіків від випадкового падіння
предметів.
Риштування, драбини та інші кріпильні пристосування на зібраних
конструкціях, необхідні для роботи монтажників, повинні бути встановлені до
підйому.
Знімати крокви з встановлених конструкцій дозволяється тільки після їх
міцного і стійкого кріплення.
57
Забороняється проводити монтажні роботи на висоті на відкритому
повітрі при силі вітру 6 балів і більше (швидкість вітру 9,9 - 12,4 м/с), а також
в ожеледицю, сильний сніг, дощ і грозу.
4.3 Техніко-економічні показники та матеріально –технічні ресурси
при монтажі полегшених металевих балок
Техніко-економічні показники на 10 балок:
Витрати праці, люд.-день:
- на весь обсяг робіт 14,5;
- на один блок 1,45.
Витрати на весь обсяг робіт, маш.-змін 2,9;
Виробіток на одного робітника в зміну, т 0,7;
Вартість витрат праці на весь обсяг робіт, грн. 755,09.
Матеріально-технічні ресурси
Таблиця 24
Потреба в основних конструкціях
Одиниця
Найменування Марка, ДСТУ кількість серія
виміру
Гофровані Інд.
Б12-13-1 шт. 10
двотаврові балки виготовлення
Гальмівні Інд.
ТС12-5 шт. 10
конструкції виготовлення
Планка дотична і ДСТУ 2491- Інд.
шт. 600
притискна 94 виготовлення
М20
Болти ДСТУ ГОСТ шт. 1200 - »-
7798:2008
58
Одиниця
Найменування Марка, ДСТУ кількість серія
виміру
ДСТУ ГОСТ
Шайби 60 × 80 × 54 шт. 1200 - »-
22355:2008
Е42АФ
Електроди ДСТУ ISO кг 185 - »-
2560:2004
Таблиця 25
Потреба в машинах, устаткуванні, інструменті, інвентарі і пристроях
Найменуванн кількіс Технічна
Тип Марка, ГОСТ, ТУ
я ть характеристика
Довжина стріли
Кран гусеничн 23,5 м
МКГ-25БР 1
монтажний ий Вантажопідйом
ність 25 т
ВНІПІ
Строп Промстальконстру
двухгілкови Т-8 кция. 1 -
й Ленінградський
відділ РЧ 21054
ВНІПІ
Промстальконстру
кция.
Строп З-8 -
Ленінградський
відділ РЧ 28119, л.
33
Трансформа
Споживана
тор ТД-500 1 потужність 32
зварювальн
кВт
ий
59
Найменуванн кількіс Технічна
Тип Марка, ГОСТ, ТУ
я ть характеристика
Нівелір з ДСТУ ISO 17123-
Н-10 1 -
рейкою 2:2006
ДСТУ ISO 17123-
Теодоліт Т-15 1 -
2:2006
Лом
ДСТУ Б В.2.8- Довжина 1,18 м
сталевої ЛМ-24
16:2009 Маса 4 кг
будівельний
Рулетка
вимірюваль РС-20 ДСТУ 4179-2003 1 Довжина 20 м
на металева
Щітка
- ТУ 494-01-104-86 2 Маса 0,26 кг
сталева
Зубило
20 × 60 ° ГОСТ 7211-86Е 1 Маса 0,57 кг
слюсарне
Молоток ДСТУ Б В.2.8-
МПЛ 2 -
будівельний 23:2009
Кувалда
- ГОСТ 11402-75* 2 Маса 5,0 кг
ковальська
Рівень
ДСТУ Б В.2.8-
сталевий ОТ-400 1 -
19:2009
будівельний
Канат
Г-1-ЖС-
страхувальн ДСТУ EN358-2001 2 Довжина 12,0 м
р-170
ий
Ключі ДСТУ ГОСТ
4 В комплекті
гайкові 10112-2003
60
Найменуванн кількіс Технічна
Тип Марка, ГОСТ, ТУ
я ть характеристика
ВНИПИ
Сходи з Промстальконстру
майданчико кция. Ростовський 2 -
м приставні відділ РЧ 29800-
02-01
ВНИПИ
Промстальконстру
Сходи
- кция. Ростовський 2 -
навісна
відділ РЧ 29800-
12-1
Пояс
- ДСТУ 4304:2004 6 -
запобіжний
Каски ДСТУ EN
- 6 -
будівельні 397:2017
Таблиця 26
Потреба в експлуатаційних матеріалах
Кран гусеничний МКГ-25
БР
Одиниця Норма на
Найменування Кількість на ДСТУ
виміру 1 ч
прийнятий
роботи
обсяг робіт
машини
Масла мастильні
Масла індустріальні
загального кг 0,03 0,199 ДСТУ
призначення 4128:2002
Змащення пластичні
61
Кран гусеничний МКГ-25
БР
Одиниця Норма на
Найменування Кількість на ДСТУ
виміру 1 ч
прийнятий
роботи
обсяг робіт
машини
Мастило: солідол
кг 0,09 0,598 1033-89*
жировий
Мастило для
просочення органічних
кг 0,06 0,399 15037-69*
сердечників сталевих
канатів
Таблиця 27
Калькуляція трудових затрат на монтаж металевих балок
Витрати
праці на
Обґрунтування Найменування
Од. вим.
(ДБН) робіт
Натягування
ДБН Д.2.2-9- троса уздовж
1 шт. 10 0,62 0,75 32,6 3,23
99 конструкції для
безпеки робіт
ДБН Д.2.2-9- Зняття троса на
1 шт. 10 1,01 1,23 53,3 5,33
99 висоті до 20 м
Навішування на
колони і зняття
ДБН Д.2.2-9-
з колон 1 м2 4 0,47 0,23 28,3 41275,00
99
інвентарних
майданчиків
62
Обсяг робіт
Од. вим.,
люд.-год
весь обсяг
робіт, люд.-
день
Розцінка на од.
вим., грн..
Вартість витрат
праці на весь обсяг
робіт, грн..
Витрати
праці на
Обґрунтування Найменування
Од. вим.
(ДБН) робіт
Навішування на
колони і блоки,
ДБН Д.2.2-9- зняття з колон і
1 м 27 0,11 0,36 6,6 28491,00
99 блоків
інвентарних
сходів
Монтаж sin
ДБН Д.2.2-9- балок блоками, 1 елемент 10 2,9 3,54
1880,00 18-80
99 безвивірльним 1 т 77 0,7 6,57
методом
Зняття
монтажних
ДБН Д.2.2-9- зв'язків 1 елемент
20 0,56 1,36 45,3 34-88
99 (елементів жорсткості
жорсткості
блоку)
Кріплення
ДБН Д.2.2-9- зварюванням
10 м шва 1,8 2,1 0,46 32,1 15493,00
99 sin балок з
колоною
Разом: 14,5 147,00 23774,00
Обслуговування
монтажного маш.-змін 2,9 74-25
крана
Таблиця 28
Таблиця технологічних розрахунків та графік виконання робіт
63
Обсяг робіт
Од. вим.,
люд.-год
весь обсяг
робіт, люд.-
день
Розцінка на од.
вим., грн..
Вартість витрат
праці на весь обсяг
робіт, грн..
Найменування Од. Обся Затрати Склад Робочі зміни
робіт виміру г праці бригади
робіт Чол- На 1 2 3 4 5
год. весь
обсяг
чол-
день
1. Монтаж 1 Монтажник
металевих и
елемен 10 1,4 14,
двотаврових sin конструкцій:
балок, т 5 5 6 розр. – 1
укрупненими чол.;
блоками 5 розр. – 1
безвивіряльним чол.;
методом з 4 розр. – 2
встановленням чол.;
приставних 3 розр. – 1
драбин на чол.
колони,
натягуванням
тросу для
безпеки робіт,
встановлення
конструкцій в
проектне
положення та
постійне
закріплення у
відповідності
до проекту.
-
Обслуговуванн
я крану Маш- - 2,9 Машиніст
крану – 6
змін
розр. – 1
чол.
4.3 Висновки по розділу 4
Розроблений технологічний регламент виконання робіт по монтажу
полегшеної sin балки у виробничих умовах
64
РОЗДІЛ 5. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ТА
ЕКОНОМІЧНИЙ ЕФЕКТ КОНСТРУКТИВНИХ РІШЕНЬ ПО
ВЛАШТУВАННЮ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕХНІЧНОГО РІШЕННЯ
НЕСУЧОЇ КОНСТРУКЦІЇ ПОКРИТТЯ ПРОМИСЛОВОЇ БУДІВЛІ, НА
ПРИКЛАДІ ЗВАРЮВАЛЬНОГО ЦЕХУ М. ЧЕРКАСИ
5.1. Техніко-економічне порівняння конструктивних рішень по
влаштуванню оптимального технічного рішення несучої конструкції
покриття промислової будівлі, на прикладі зварювального цеху м.
Черкаси
Розрахунок економічної ефективності результатів дослідження
проводили за допомогою оціночного комплексу АВК-5 (3.4.2) згідно з чинною
нормативною документацією [19].
Відповідно до ДБН А.3.1.-5-96 «Організація будівельного виробництва»
основними техніко-економічними показниками є:
- Тривалість роботи, годин;
- Вартість робіт, грн.;
- Ступінь механізації праці, %;
- Трудомісткість, робочий час.
Кошторисні показники визначено шляхом розрахунку локальних
кошторисів на виготовлення та монтаж конструкцій покриття одноповерхової
промислової будівлі довжиною 60 м та прольотом 12 м за двома
альтернативними технологіями:
- Монтаж покриття з двотаврових балок;
- Монтаж покриття з двотаврових ферм.
Локальні кошториси наведені в додатку А.
Рівень механізації розраховується як відношення трудомісткості
механізованих робіт до загальної трудомісткості. Результати наведені в
таблиці 29.
65
Таблиця 29
Техніко-економічні показники запропонованих технологічних процесів
монтажу конструкцій покриття одноповерхової виробничої будівлі.
Варіанти технологій
№ Найменування Од.
показників вим.
Вартість
1 будівельних 470327,25 401485,97
робіт
Вартість
матеріалів,
2 грн 376197,82
виробів та 365737,1
конструкцій
3 Заробітна плата грн 48425,69 16873,82
Собівартість
4
робіт 449029,02 393971,41
грн
Витрати труда
люд/
5 робітників- 1008,18 327,3
год
будівельників
Витрати труда
робітників,
зайнятих люд/
6 137,96 82,11
керуванням та год
обслуговування
м машин
Середній 3,7, 3,2,
7
розряд робіт % 5,2 5,7
66
Монтаж покриття з
металевої ферми
Монтаж покриття
гофрованими балками
Діаграма співвідношень кошторисних даних представлено на рис. 41-46
470327,25
480000
460000
440000 Монтаж покриття
401485,97 двотавровими балками
420000
Монтаж покриття
400000 гофрованими балками
380000
360000
Вартість будівельних робіт,
грн
Рис. 41 Діаграма співвідношення вартості будівельних робіт альтернативних
технологій монтажу балок покриття
365737,1
376197,82
360000 365000 370000 375000 380000
Вартість матеріалів, виробів та конструкцій, грн
Монтаж покриття
365737,1
гофрованими балками
Монтаж покриття
376197,82
двотавровими балками
Рис. 42 Діаграма співвідношення вартості матеріалів, виробів та конструкцій
альтернативних технологій монтажу балок покриття
67
449029
450000
440000
430000 393971
420000 Монтаж покриття
410000 двотавровими балками
400000 Монтаж покриття
390000 гофрованими балками
380000
370000
360000
Собівартість робіт, грн
Рис. 43 Діаграма співвідношення собівартості робіт альтернативних
технологій монтажу балок покриття
1200
1008,18
1000
800
Монтаж покриття
600
двотавровими балками
Монтаж покриття
400 гофрованими балками
327,3
200
0
Витрати труда робітників-будівельників, люд-
год
Рис. 44 Діаграма співвідношення витрат труда робітників-будівельників
альтернативних технологій монтажу балок покриття
68
160
137,96
140
120
100
82,11
80 Монтаж покриття
двотавровими балками
60
Монтаж покриття
40 гофрованими балками
20
0
Витрати труда робітників, зайнятих
керуванням та обслуговуванням машин,
люд-год
Рис. 45 Діаграма співвідношення витрати труда робітників, зайнятих
керуванням та обслуговуванням машин альтернативних технологій монтажу
балок покриття
5,7
6
5,2
5
Середній розряд робіт,
3,7
4 що виконуються
3,2 робітниками-
3 будівельниками
2 Середній розряд ланки
робітників, зайнятих
1 керуванням та
обслуговуванням
0 машин
Монтаж покриття Монтаж покриття
двотавровими гофрованими
балками балками
Рис. 46 Діаграма співвідношення середнього розряду робітників,
альтернативних технологій монтажу балок покриття
69
5.2 Розрахунок економічного ефекту від впровадження технології
влаштуванню оптимального технічного рішення несучої конструкції
покриття промислової будівлі, на прикладі зварювального цеху м.
Черкаси
З метою розрахунку економічного ефекту від застосування технології
влаштування легкого гофрованого двотавру у виробничих умовах проведено
техніко-економічні розрахунки показників кожної технології (влаштування
покриття з двотаврів та улаштування покриття з sin балок). ), а саме орієнтовні
витрати на монтаж, вартість матеріалів, трудомісткість робіт і тривалість для
кожного варіанту.
Таблиця 30
Техніко-економічні показники від впровадження технології монтажу
двотаврової балки гофрованої полегшеної у виробничих умовах
Варіанти технологій
№
Показник Монтаж покриття Монтаж покриття
п/п двотавровими гофрованими
балками балками
1 2 3 4
Кошторисна вартість
1 470327 401486
проведення робіт, грн
Вартість матеріалів,
2 376198 365737
грн
3 Заробітна плата, грн 48426 16874
Трудомісткість,
4 1008,2 327,3
чол-год
Трудомісткість,
5 137,96 82,11
маш-год
6 Тривалість, змін 16,8 10,01
Розрахунок економічного ефекту Е [20] обраховується за формулою:
70
Е = (З1 + Зс1) + Ее- (З2 + Зс2) A2, (5.1)
де З1 і З2 – приведені затрати на виготовлення конструкцій з урахуванням
вартості транспортування до будівельного майданчика по порівнюваних
варіантах існуючої та нової технологій, на одиницю виміру, грн.;
Зс1 і Зс2 – наведені витрати по зведенню конструкцій на будмайданчику
без обліку вартості заводського виготовлення, на одиницю виміру, грн.;
– коефіцієнт зміни терміну служби нової будівельної конструкції в
порівнянні з існуючою технологією.
Таблиця 31
Вихідні дані до розрахунку
Одиниця Варіанти технологій
виміру
Показники Монтаж Монтаж
покриття покриття
двотавровим гофрованими
и балками балками
1. Об’єм впровадження т. 14,51 16,84
2. Затрати на будівельні матеріали грн./т 25926,81 21718,35
3. Собівартість будівельно – монтаж- грн./т
них робіт по влаштуванню технології 32413,99 23841,21
4. Питомі капітальні вкладення у грн./т
виробничі фонди будівельної
організації 0,045 0,018
5. Річні витрати в сфері експлуатації грн.
конструкцій 103,377 89,07363
Питомі показники (грн/т) до розрахунку економічного ефекту показано
на рис. 5.7 – 5.10.
71
26000 Монтаж покриття
25000 двотавровими балками
24000 Монтаж покриття
23000 гофрованими балками
22000 Монтаж покриття
21000 гофрованими балками
20000
19000
Затрати на будівельні матеріали,
грн./т
Рис. 47. Питомі затрати на будівельні матеріали порівнюваних
технологій
Монтаж покриття двотавровими балками
Монтаж покриття гофрованими балками
32413,99 23841,21
Рис. 48. Питома собівартість будівельно–монтажних робіт порівнюваних
технологій
72
Собівартість будівельно – монтаж-них
робіт по влаштуванню технології, грн./т
0,045
0,045
0,04
0,035
0,03
Монтаж покриття
0,025 двотавровими балками
0,018
0,02 Монтаж покриття
0,015 гофрованими балками
0,01
0,005
0
Питомі капітальні вкладення у
виробничі фонди будівельної
організації, грн./т
Рис. 49. Питома капітальні вкладення у виробничі фонди будівельної
організації порівнюваних технологій
250
200
150 89,07363
Монтаж покриття
гофрованими балками
100 Монтаж покриття
двотавровими балками
50 103,377
0
Річні витрати в сфері експлуатації конструкцій,
грн/т
Рис. 51. Питомі капітальні вкладення у виробничі фонди будівельної
організації порівнюваних технологій
73
Коефіцієнт зміни терміну служби нової будівельної конструкції
розраховується за формулою:
P1
= , (5.2)
P2
де P1 та P2 — частки кошторисної вартості будівельної конструкції
розраховуючи на n-рік їхньої служби у порівнюваних варіантах, приймаються
по даним [20];
Ее — економія в сфері експлуатації конструкцій за строк їхньої служби
визначається за формулою:
Ее = (С −С ) − (K
1 2 2 −K1), (5.3)
де С1 та С2 — річні витрати в сфері експлуатації на одиницю
конструктивного елемента будівлі, споруди або об'єкт у цілому по
порівнюваних варіантах, грн. До них відносяться: витрати на капітальний
ремонт будівельних конструкцій, відновлення та підтримка передбаченої
проектом надійності конструкцій і споруд у цілому, щорічні витрати на
поточний ремонт і технічне обслуговування;
K’1 і К’2 — питомі капітальні вкладення в сфері експлуатації будівельних
конструкцій (капітальні вкладення без обліку вартості конструкцій)
розраховуючи на одиницю конструктивного елемента будівлі, споруди або
об'єкта у цілому у порівнюваних варіантах, грн.;
А2 — річний обсяг будівельно-монтажних робіт із застосуванням нових
будівельних конструкцій у розрахунковому році, у натуральних одиницях.
Приведенні затраті визначаються за формулою:
Зсi = Ci +Ki; (5.4)
де Ci — собівартість будівельно-монтажних робіт по i-му варіанту, грн.;
Ki — питомі капітальні вкладення у виробничі фонди на одиницю
будівельно-монтажних робіт по i-му варіанту техніки, грн.
74
Зс1 = (25926,81+32413,99)+ 0,045= 58340,85 грн.;
Зс2 = (21718,35+23841,21)+ 0,018= 45559,58 грн.
Коефіцієнт зміни терміну служби визначаємо за формулою (5.2):
8.45 10−6
= =1.001.
7.8 10−9
Економічний ефект Е обраховуються за формулою (4.1):
Е = (58340,85)1,0001 - (45559,58) = 12781,27 грн.
Таким чином, економічний ефект від застосування технології монтажу
полегшеної двотаврової балки гофрованої на прикладі будівництва
виробничого корпусу склав – 12781,27 грн. на 1 тонну змонтованих металевих
конструкцій.
5.3 Висновки по розділу 5
1. Економічний ефект від застосування технології монтажу полегшеної
двотаврової балки на прикладі будівництва виробничого корпусу склав –
12781,27 грн. на 1 тонну змонтованих металевих конструкцій.
75
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ
У магістерській роботі порівняли різні технічні рішення несучої
конструкції покриття громадського будинку та визначили оптимальні технічні
рішення.
Для виконання поставленої мети було вирішено такі завдання:
1. Розглянуто кілька варіантів рішень несучих конструкцій покриття з
різними прольотами, а саме:
-ферма з парних гарячекатаних куточків з прольотами 18 м., 24 м., 30 м.,
36 м.; ·
- ферма типу «Молодечне» з прольотами 18 м., 24 м., 30 м.;
- ферма з поясами з широкополочних гарячекатаних двотаврів з
прольотами 24 м., 30 м., 36 м.;
-· Балка з гофрованою стінкою з прольотами 18 м, 24 м, 30 м, 36 м.
2. Оцінено витрати на виготовлення та монтаж.
3. Вартість виготовлення мінімальна у ферми типу «Молодечне»,
вартість монтажу мінімальна у ферми типу «Молодечне» та у балки з
гофрованою стінкою.
4. Оцінено витрати на експлуатацію. Витрати найменші у ферми на
кшталт «Молодечно».
5. Визначено залежності, вибрано оптимальне рішення. Витрати на
виготовлення, монтаж та експлуатаційні витрати на 10 та 25 років найбільш
вигідні у ферми типу «Молодечне». Отже, застосування ферми типу
«Молодечно» є оптимальним.
6. Застосування полегшених конструкційних елементів, дозволяє
знизити металомісткість металевих каркасних будівель без шкоди для
міцності, скоротити терміни монтажу та підвищити ефективність всієї
конструкції.
7. Отримані результати дозволяють знизити загальну металоємність
конструкцій, дозволяючи використовувати високоефективні види прокатних і
криволінійних зварних профілів з максимально тонкостінними конструкціями
та поєднувати в одній системі функції несучих та огороджувальних
конструкцій.
8. Розроблено технологічний регламент монтажу легких двотаврових
балок у виробничих умовах.
9. Економічний ефект від застосування технології встановлення
полегшеної двотаврової балки з профнастилу на прикладі будівництва
виробничого корпусу склав 12781,27 грн. за 1 тонну зібраних
металоконструкцій.
76
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ
1. Сталеві конструкції покриттів одноповерхових виробничих будівель
із фермами з парних куточків. Випуск 1. Покриття прольотами 18, 24, 30 та 36
м. із застосуванням залізобетонних плит та сталевого профільованого настилу
: Серія 1.460.2-10/88 : затверджений та введений в дію ДЕРЖБУДОМ СРСР
листом від 06.05.88 №6/6-862: дата введення 1988-06-14 – Текст: електронний
2. Клименко Ф.Є., Барабаш В.М., Стороженко Л.I. Металеві конструкції
Львів: Світ, 2002 р. - 312с.
3. Сталеві конструкції покриттів виробничих будівель прольотами 18, 24
та 30 м. із застосуванням замкнутих гнутозварних профілів прямокутного
перерізу типу «Молодічне» : Серія 1.460.3-14 : затверджений і введений в дію
ДЕРЖБУДОМ СРСР протокол від 16.12.81.
4. Сталеві конструкції покриттів одноповерхових виробничих будівель
із застосуванням ферм із поясами з широкополочних двотаврів. Випуск 1.
Покриття прольотами 24, 30 і 36 м. для будівель, що зводяться в несейсмічних
районах з розрахунковими температурами хвилин 40 ℃ і вище: Серія 1.460.3-
15: затверджений і введений в дію постановою Держбуду СРСР від 20.09.82
вступу 1982-09-20 – Текст : електронний.
5. Лівінський О. М., Хоменко О.Г., Терещук М. О., Любченко І.Г.,
Ратушняк Г. С., Єсипенко А. Д..Металеві конструкції . Підручник для
студентів вищих навчальних закладів.- К.: «МП Леся», 2018. – 306 с..
6. ДБН В.2.6-198:2014 Сталеві конструкції. Норми
проектування//Держбуд України. - Київ. 2014.- 145 с.
7. Розрахунок металевих балок : навч. посіб. /Р. А. Шмиг, І. М.
Добрянський, О. І. Грицина ; за заг. ред. Р. А. Шмига. – Львів : Ліга Прес, 2016.
– 62 с.
8. Клименко Ф. Є. Металеві конструкції : підручник / Клименко Ф. Є.,
Барабаш В. М., Стороженко Л. І. – Львів : Світ, 2002. – 312 с..
9. ДБН В.1.2-2:2006 Навантаження і впливи. Норми
проектування//Держбуд України. - Київ. 2006.- 60 с.
10. Кириленко, В.Ф: До питання розрахунку балок з гофрованою стінкою
[Текст]/В.Ф. Кириленко, Г.А. Окрайнець // Вісті ВНЗ. Будівництво та
архітектура. - 1969. - №4. - С. 23-27.
11. Хоменко О.Г. Сталеві конструкції у будівництві: Підручник – Глухів,
2018. - 347с..
12. Свердлов, В. Д. Металеві конструкції [Текст] : навч. посіб. для студ.
спец. "Промислове і цивільне будівництво" / В. Д. Свердлов, Л. О. Жарко ; Ін-
т змісту і методів навчання, Вінниц. держ. техн. ун-т. - Вінниця : [б. и.], 1998 .
13. ДСТУ-Н Б А.2.4-44:2013 «Настанова з розроблення проектної та
77
робочої документації металевих конструкцій. Креслення конструкцій
металевих деталювальні (КМД)».
14. ДСТУ Б А.2.4-43:2009 «Правила виконання проектної та робочої
документації металевих конструкцій».
15. ДБН В.2.6-198:2014 Сталеві конструкції. Норми проектування. Зі
Зміною № 1
16. ДСТУ-Н Б В.1.1-27:2010 Будівельна кліматологія.
17. 7.01.01.43 Типовая технологическая карта на монтаж строительных
конструкций одноэтажных промышленных зданий // Разработана трестом
Оргтехстрой Главростовстроя Минстроя СССР. – М.1989. – 60с.
18. Типовая технологическая карта монтаж здания многоцелевого
назначения из лмк комплектной поставки размером 18 × 60 м с каркасом
из широкополочных двутавров ( проект 236-01 в 2)// разработана институтом
« Оргуралсибстрой » – М.1989. – 60с.
19. ДСТУ Б Д.1.1-1:2013 Правила визначення вартості
будівництва//Держбуд України. - Київ. 20143.- 46 с.
20. Інструкція з визначення економічної ефективності використання у
будівництві нової техніки, винаходів та раціоналізаторських пропозицій: СН
509-78. – [Дійсно з 01.01.78]. - М. : Держбуд СРСР, 1978. - 68 с.
78