Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер
Каркасный дом
Несущие конструкции
Металлические конструкции
Прочность дорог
Дорожные материалы
Стальные конструкции
Грунтовые основания
Опорные сооружения





















Яндекс.Метрика

Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

Общая характеристика. Представленная ниже обобщенная модульная система является формализацией одно- и многошаговых, одно- и многопролетных, одно- и многоэтажных сборных ИСС конструктивных каркасных схем. Эта система рассматривается как теоретическая модель, которая в графической части показана на рис. 3.4.1, а в аналитической представлена выражениями (3.4.1)—(3.4.18).
Обобщенная модульная система - совмещение подсистемы пространственных модульных координационных плоскостей по МКРС, образующих модульные грузовые площади, с нагружением их модульными равномерно распределенными вертикальными нагрузками, составляющими грузовую подсистему, при этом расчетная несущая способность элементов выражена также в модульных величинах и представляют силовую подсистему.
Отличием предложенной модели от расчетных, габаритных и конструктивных схем, применяемых при расчетах строительных конструкций и проектировании архитектурных конструкций, является пространственное, грузовое и силовое единство системы. То есть, обобщенная модульная система содержит наряду с нормативной геометрической подсистемой дополнительно грузовую и силовую подсистемы, находящиеся во взаимосвязи, выраженные в модульной форме и отвечающие свойству аддитивности.
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

Допущения по неаддитивным факторам, эквивалентному выражению сосредоточенных нагрузок ветрового напора через равномерно распределенные нагрузки в модульной форме, ограничения области применения обобщенно-модульной методики анализа и некоторые другие факторы будут рассмотрены отдельно по мере получения частных аналитических зависимостей. Последние вытекают из модульного представления нагрузки, приходящейся на модульную грузовую площадь объемно-планировочных элементов обобщенной модульной модели каркасной ИСС.
По рис. 3.4.1 имеем единичную модульную грузовую площадь
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

где Mг - основной геометрический модуль, равный по МКРС 100 мм;
b,l - соответственно модульный шаг, модульный пролет, численно равные укрупненным значениям унифицированного ряда кратным 3 (т.е. 3, 6, 9, 12, 15, 18 и т.д.).
Равномерно распределенная модульная нагрузка на модульную грузовую площадь дает нагружение Q конструкции:
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

где q - модульная нагрузка, численно равная укрупненным значениям грузового модуля, соответствующая аналогично геометрической модульной подсистеме ряду значений, кратных 3;
Mн - основной грузовой модуль, равный 100 кН/м2.
В заданном строительно-климатическом районе при определенной конструкции покрытия можно принять q = const; при укрупненных модульных размерах шага, например, 6 м и пролета, например, 24 м все параметры выражения (3.4.2) будут постоянными, т.е. при b = const, l = const, = const величина Q тоже постоянная. Несмотря на кажущуюся грузо-геометрическую «жесткость» взаимосвязи парам зданий и сооружений, стандартизации их конструкций и нормировании нагрузок, рассматриваемая модель ИСС обладает значительной вариабельностью.
В общем случае она может варьироваться всеми тремя параметрами: шагом, пролетом и нагрузкой:
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

где Mo - обобщенный модуль, равный 100 ед. (мм или кН/м2).
Определенной «гибкостью» в планировочных решениях ИСС обладает шаг b колонн (или простенков диафрагмово-стеновых конструктивных схем). В этом случае выражение (3.4.3) примет вид:
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

Большие функционально-технологические возможности при планировке ИСС обеспечивает (при соответствующих АКТ-решениях) вариабельность пролета l, т.е. длина пролетных конструкций (балок перекрытий, ферм покрытий и др.). В этом случае
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

Увеличение вариабельности модель ИСС получает, когда переменны оба планировочных параметра b, l, т.е. при
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

Общий случай вариабельности модели имеет место при предыдущем решении с дополнительным изменением модульной нагрузки q (например, при холодном или утепленном покрытии здания, в другом строительно-климатическом районе и т.д.), т.е. когда все три параметра переменны:
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

Приведенными случаями изменения модульных парам вариабельные возможности исследуемой модели не исчерпываются. Дополнительно могут быть «обратные» случаи вариабельности по модульной нагрузке q в зависимости от вариабельности единичных значений модульного шага b и пролета l в разных сочетаниях:
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

Выражения (3.4.8)—(3.4.10) являются частными случаями общего выражения (3.4.3), соответствующими различным вариантам AKT-решений модели ИСС в обобщенной модульной координации.
Как видно по рис. 3.4.1 укрупненные модульные грузовые площади кратны элементарной грузовой площади, тогда
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

где n - количество элементарных грузовых площадей в шаге или пролете одноэтажного здания или количество этажей многоэтажного здания.
По выражению (3.4.11) можно получить дополнительные варианты изменения модели или ее конструктивно-функциональной «гибкости»:
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

Выражения (3.4.12)—(3.4.17) описывают АКТ-решения по дополнительной вариабельности модели, т.е. как ее конструктивной, компоновочной, структурной, технологической и другой «гибкости» ИСС.
Анализ модели. Из приведенной совокупности выражений следуют такие положения:
• в «жесткой» грузо-геометрической взаимосвязи обобщенной модульной системы существуют АКТ-решения, обеспечивающие ее конструктивно-функциональную «гибкость», т.е. габаритные схемы из одинаковых конструкций для разных технических условий на ИСС;
• расчетная несущая способность стандартных конструкций может исчерпываться в разных конструктивных схемах за счет изменения: 1) шага при постоянном пролете; 2) пролета при постоянном шаге; 3) нагрузки на покрытия или перекрытия при неизменном шаге или пролете; 4) одновременно шага, пролета; 5) всех парам: шага, пролета, нагрузки; 6) за счет кратности несущей способности конструкций, шага и пролета одновременно или 7) раздельно;
• укрупнение сетки колонн (простенков) для ИСС различного назначения с рядами пролетов и шагов, кратными 6 м, являются частными случаями обобщенной модульной системы. Частными не в том смысле, что они получены путем начального обобщения, последующей симплификации и дальнейшего укрупнения планировочных парам зданий, а в том, что эти ряды обусловлены целенаправленным укрупнением шага унификации для снижения многономенклатурности сборных изделий - колонн, стеновых панелей, плит перекрытий, балок и покрытий и других при «безадресном» их изготовлении. Это отразилось на развитии «гибкой» технологии заводского производства сборных изделий способами поштучного цикличного изготовления в отдельных формах, которые не позволяют получать укрупненно-дробные ряды парам без переналадки оборудования, снижающей производительность;
• альтернативой номенклатуре, например, 6-ти и 12-ти мых по шагу ограждающих элементов могут быть элементы с произвольными значениями по длине, но кратными основному модулю Mг = 100 мм или укрупненному 3Mг = 300 мм, образующие однотипные серийные группы (по армированию, поперечному сечению, наличию продольных ребер и иным АКТ-особенностям). Так, возможна, в частности, 3-х мая группа: 3,1; 3,2, 3,3 м и т.д.; 6-ти мая: 6,3; 6,6 м т.д.; 9-ти мая: 9,3; 9,6 м и т.д.; 12-ти мая: 12,6; 13,2; 13,8 м и т.д. Развитая номенклатура сборных изделий с укрупненно-дробными унифицированными рядами парам возможна при технологии с непрерывным производственным процессом, соответствующая «резательному» методу и при «адресном» изготовлении.
В отличие от выражений (1.2.1) и (1.2.2) множество укрупненно-дробных геометрических парам определяется выражением:
Модель вариабельности систем из заменяемых элементов

где Lо, Во, Но - стандартные параметры габаритных схем зданий и сооружений;
N - натуральные числа укрупненной составляющей парам;
n - то же, дробной; при этом N ≫ n.
Выражение (3.4.18) согласуется со всеми значениями модульных парам, которые исключались на протяжении всего периода развития основ типового проектирования (например, укрупненные модули 2М; 4М; 12М и др.) и которые остались, тем не менее, или были целесообразны в разных отраслях строительства: в гражданских зданиях - 4,5 м; в сельскохозяйственных - 7,5 м; в промышленных зданиях нового поколения - например, 31,5 ми др.
Согласно выражению (3.4.18), например, при N, соответствующем шагу колонн Во = 6м и n = 1, 2, 3 и т.д., возможны значения длины стеновой панели или плиты покрытия: 6,1; 6,2; 6,3 м и т.д.; или при n = 2, 4, 6 и т.д. - 6,2; 6,4; 6,6 м и т.д. Целесообразность их не диктуется «повторяемостью использования» элементов (серийностью изделий), т.к. «резательный» метод не требует переналадки оборудования.
В понятии производных укрупненно-дробных размеров, дробная составляющая не совпадает со стандартным понятием дробных производных модулей типа 1/2М, 1/5М и т.д.
Выражение (3.4.18) соответственно положениям OMKC распространяется на любые другие параметры - модульной площади, модульной нагрузки, модульной несущей способности, а также на теплотехнические и проч. Тогда стандартные геометрические параметры Lo, Bo, Ho дополняются другими соответствующими значениями по содержанию.
На основании изложенного, уточним понятие «модульный шаг». Содержание этого понятия теперь включает не только тот общепринятый смысл, что он кратен основному модулю Мили укрупненному 3М, а и тот, что общая длина здания может быть разделена на модульные отрезки, соответствующие модульным грузо-силовым условиям работы несущих конструкций, при этом величины отрезков (шагов) округленны до значения M или 3М.
Данное уточнение создает предпосылки для проектирования (по выражению 3.4.18) методом исчерпания и методом компенсации несущей способности строительных конструкций стоечно-балочных, рамных и других каркасов, а также назначать укрупненно-дробные модульные шаги, отличающиеся от существующих 6-ти и 12-ти мых. Это не противоречит номинальному определению понятия модуля, позволяющему принимать в качестве единичного размер самого элемента (здесь: укрупненно-дробные размеры типа 6,3; 6,6 м и т.д.). Такое предложение, однако, не соответствует стандартам CT СЭВ 1404-78, CT СЭВ 1001-78 и другим, поскольку они предопределили «гибкую» (не «резательную») технологию производства сборных конструкций.
«Жесткие» шаги сетки колонн с укрупненными модульными размерами производственных зданий 6, 12, 18 м и т.д. существенно ограничивают конструктивно-компоновочную вариабельность ограждающих и несущих конструкций типовых объемно-планировочных решений и, следовательно, массовое внедрение «резательной» технологии. Отсутствуют отвечающие ей теоретические исследования и методические рекомендации по архитектурно-конструктивной и конструктивно-компоновочной вариабельности элементов производственных зданий. Нет разработанных соответственно этой технологии архитектурно-конструктивных решений несущих и ограждающих конструкций для типового использования.
В технологии серийного производства принципиально должны быть способы (методы, приемы), которые позволяли бы увеличивать число типоразмеров без снижения производительности труда и объемов выпуска продукции за счет исключения операций переналадок металлоформ.
Закупленная Россией в 80-х годах импортная резательная технология фирмы «Maxhoth» не нашла своего применения, что было следствием ориентации типового проектирования на производство сборных железобетонных конструкций с укрупненными модульными параметрами. При таких условиях ограничиваются возможности разнообразия АКТ-решений зданий. Однако частично это состояние может компенсироваться оригинальными решениями частных проблем архитектурного проектирования.
Принятая в стране концепция не способствовала развитию «гибкого» метода в «резательном» направлении, являющемся более высоким уровнем массового производства «индивидуальных» АКТ-решений исс. «резательный» метод дает дополнительное решение проблемы «однообразия зданий и многономенклатурности изделий» путем разнообразия геометрических парам конструкций, не считаясь с многономенклатурностью их марок по этим параметрам.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: