Как уменьшить стоимость строительной конструкции и сохранить её надёжность?

Вы или ваш заказчик хотите запроектировать конструкцию с минимальным затратами на материал? 

Важный момент: мы не говорим сейчас о минимизации стоимости конструкции «в деле» (с учётом стоимости работ по её возведению). Речь идет лишь об экономии «по материалу», то есть так, чтобы суммарная стоимость основных материалов — арматуры и бетона была бы минимальной.

Расчёт на прочность — это просто?

После просмотра различных промо-роликов в интернете у начинающих инженеров часто возникает иллюзия, что проектирование железобетонной конструкции — процесс очень простой. В этом есть немалая заслуга разработчиков программ ЛИРА-САПР и САПФИР, которые действительно много делают не только для того, что сделать свои продукты удобными и простыми, но и продать их проектировщикам. Процесс проектирования железобетонных конструкций в САПФИР (да и не только в нём) для профессионалов-проектировщиков действительно не представляет особой сложности, если бы не одно НО. И это «но» как раз и связано с минимизацией расхода материалов.

Проще говоря, конструкция, посчитанная «по-быстрому» (методом линейного расчёта), оказывается менее экономичной, чем та, которую посчитали с использованием нелинейного метода, учитывающего специфику железобетона — трещинообразование и развитие нелинейных деформаций бетона.

Вы, наверное, будете удивлены, но те стандартные методы, которые реализованы в ПК «ЛИРА-САПР» (САПФИР представляет собой лишь средство для облегчения рутины подготовки расчётной модели конструкции и формирования чертежей), не позволяют подобрать арматуру по тому самому второму предельному состоянию: нельзя подобрать стандартным методом арматуру из условия прогиба, а раз так, то нельзя быть уверенным в том, что конструкция в полной мере отвечает требованиям надёжности. Выходом из этой ситуации в стандартной практике проектирования является увеличение количества бетона и/или арматуры в конструкции, что противоречит нашей задаче.

Как уменьшить количество материала в строительной конструкции?

Метод, который позволяет минимизировать стоимость конструкции — учёт действительных свойств железобетона (раскрытие трещин и анизотропия свойств) в расчётной модели. При таком подходе получается не только «честно» посчитать конструкцию, получив реальные данные от её надежности, но и получить ощутимый экономический эффект.

Именно этот метод я предлагаю моим слушателям продвинутого курса «ЛИРА САПР» после того, как мы на практическом примере мы увидим неэффективность стандартного (линейного) метода расчёта.

Обратите внимание. Нелинейную расчётную схему невозможно открыть и посчитать в ЛИРА-САПР 2013R4*.

Что важно при нелинейном расчёте?

Вариантов конструктивного решения для конструкции может быть много. Варьировать можно не только очевидные параметры того конструктивного решения, которое вы держите в своей голове (размеры поперечного сечения колонн, толщины плит), но и те, которые не совсем очевидны для вас. Например, наличие балок по периметральным колоннам, что позволяет улучшить характеристики конструкции с точки зрения восприятия внутренних усилий и, как следствие, оптимизировать размещение материала по несущему остову (например, уменьшить общую толщину плиты перекрытий и один из размеров поперечного сечения колонны). Одним словом, может существовать несколько вариантов конструкции (при сохранение генеральных требований о девяти колоннах и наличии одного-двух перекрытий в каркасе), отвечающих вашим требованиям. Значит, перед началом нелинейного расчёта необходимо максимально конкретизировать ваше техническое задание, чтобы уже после начала реализации проектного решения не пришлось бы его изменять.

Автор статьи — Шатров Евгений Юрьевич
Копирование информации допускается только без видоизменений и со ссылкой на источник

Все статьи