Содержание к диссертации
Введение
1 Состояние вопроса исследования 10
1.1 Развитие конструктивных форм стальных каркасов многопролетных зданий 10
1.2 Применение методов оптимального проектирования при выборе рациональных конструктивных форм стальных каркасов многопролетных зданий 27
1.3 Исследования в области пространственной жесткости стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий . 31
1.4 Выводы по главе 44
2 Разработка новых конструктивных решений стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий . 47
2.1 Разработка конструктивных решений стального каркаса многопролетного одноэтажного здания 47
2.2 Консольная укладка профилированного настила в покрытиях многопролетных зданий . 53
2.3 Исследование устойчивости рамы с наклонными стойками 62
2.4 Выводы по главе 71
3 Оптимизация геометрических параметров новых конструктивных схем стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий . 72
3.1 Оптимизация геометрических параметров конструктивных схем стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий по критериям минимума массы и стоимости 72
3.2 Поиск оптимальных углов наклона стойки рамы каркаса многопролетного здания по критерию минимума массы и стоимости . 85
3.3 Поиск оптимальных габаритов и количества ячеек многопролетного здания по критериям минимума массы и стоимости . 92
3.4 Проверка корректности работы алгоритма оптимизации каркаса многопролетного здания по критерию минимума массы 99
3.5 Выводы по главе 100
4 Исследование пространственной работы нового конструктивного решения стального каркаса одноэтажного многопролетного здания с учетом диска жесткости по покрытию, образованного из стального профилированного настила с увеличенной высотой гофр . 101
4.1 Численное исследование пространственной работы нового конструктивного решения стального каркаса многопролетного здания . 101
4.2 Экспериментальные исследования дисковой жесткости фрагмента покрытия из листов стального профилированного настила с повышенной высотой гофр, уложенного по консольной схеме . 116
4.3 Компьютерное моделирование фрагмента покрытия из листов стального профилированного настила с повышенной высотой гофр, уложенного по консольной схеме . 124
4.4 Выводы по главе 131
5 Технико-экономическая оценка конструктивных решений стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий 133
5.1 Технико-экономическое сравнение конструктивных схем зданий с позиции металлоемкости . 133
5.2 Технико-экономическое сравнение конструктивных схем зданий с позиций трудоемкости изготовления и монтажа . 136
5.3 Выводы по главе 151
6 Общие выводы 152
Список литературы 154
- Исследования в области пространственной жесткости стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий
- Поиск оптимальных габаритов и количества ячеек многопролетного здания по критериям минимума массы и стоимости
- Экспериментальные исследования дисковой жесткости фрагмента покрытия из листов стального профилированного настила с повышенной высотой гофр, уложенного по консольной схеме
- Технико-экономическое сравнение конструктивных схем зданий с позиций трудоемкости изготовления и монтажа
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время ведется массовое строительство легких одноэтажных многопролетных гражданских зданий, используемых, например, в качестве центров оптовой торговли, технополисов, торгово-развлекательных комплексов и др. Конструктивная схема этих зданий включает вертикально установленные колонны, защемленные на фундаментах, подстропильные и стропильные фермы и профилированный настил с увеличенной высотой гофр, уложенный по однопролетной или многопролетной схеме с образованием жесткого диска по покрытию. Анализ опыта строительства рассматриваемых зданий показывает, что данная конструктивная схема заимствована из широко распространенных унифицированных схем легких многопролетных зданий промышленного назначения, например «Молодечно», «Лэндмарк» фирмы «Батлер» и др. Простой перенос этих решений без учета специфики гражданских зданий не позволил в полной мере обеспечить их эффективность, как по расходу стали, так и по стоимости. К особенностям рассматриваемых одноэтажных многопролетных зданий можно отнести отсутствие нагрузок от грузоподъемных кранов, разнообразие объемно-планировочных решений по таким параметрам как: шаг расстановки колонн в обоих направлениях, требования установки связей, назначение высотных отметок и др. Учет этих требований, а также использование достижений в области оптимального проектирования по выбору параметров, таких как пролет, шаг конструкций, высота и габариты здания позволяют разработать новые более эффективные по расходу стали и стоимости конструктивные решения рассматриваемого класса зданий.
Цель работы – поиск, разработка и исследование рациональных конструктивных схем каркасов и оптимальных геометрических параметров легких одноэтажных многопролетных зданий гражданского назначения.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
-
Выполнить анализ существующих конструктивных схем каркасов легких одноэтажных многопролетных зданий и предложить новые более эффективные конструктивные решения по расходу стали и стоимости.
-
Аналитически записать целевые функции массы и стоимости предложенных конструктивных решений каркасов одноэтажных многопролетных зданий в зависимости от их геометрических параметров.
-
Разработать алгоритм поиска оптимальных геометрических параметров, таких как: угол наклона стоек рам, их высоты и шага расстановки в обоих направлениях по критерию минимума массы и стоимости.
4. Предложить оптимальные варианты раскладки стального профилиро
ванного настила.
5. Экспериментально и численно исследовать дисковую жесткость профи
лированного настила, уложенного по консольным схемам.
Научная новизна работы:
1. Предложены новые конструктивные решения стальных каркасов многопролетных легких одноэтажных зданий, ориентированные на применение под-косно-балочных, рамных конструкций с наклонными стойками и консольной
раскладкой профилированного настила по покрытию, обеспечивающие снижение металлоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа.
-
Предложены методика определения оптимальных геометрических параметров новых конструктивных решений стальных каркасов многопролетных зданий, в том числе углов наклона стоек рам в двух плоскостях и методика определения оптимального количества ячеек для заданного габарита здания по критерию минимума массы и стоимости.
-
Предложены консольные способы раскладки и формулы для определения величины консольной части стального профилированного настила, эффективность которых подтверждена численными и экспериментальными исследованиями.
-
Экспериментально и численно исследована сдвиговая жесткость стального профилированного настила с высотой гофр 153 мм, уложенного по консольной схеме, и определена оптимальная величина его нахлеста по длине.
Практическая значимость работы:
1. Разработаны новые конструктивные решения стальных каркасов
многопролетных легких одноэтажных зданий, новизна которых подтверждена
полученными патентами на изобретение РФ.
-
Разработаны формулы и алгоритмы для определения оптимальных геометрических параметров новых конструктивных решений стальных каркасов многопролетных зданий для заданного габарита здания.
-
Предложены одно- и двухконсольные способы раскладки стального профилированного настила с оптимальной величиной вылета консольных участков.
4. Приведены табличные данные сдвиговой жесткости настила с высотой
гофр 153 мм, уложенного по консольным схемам, и коэффициенты, позволяю
щие учесть наличие зоны и величины нахлеста консольных участков.
Реализация работы. Результаты проведенных исследований применяются проектными институтами ЗАО «Казанский Гипронииавиапром» и «Союзхим-промпроект» ФГБОУ ВПО «КНИТУ» при разработке реальных проектов зданий и сооружений, а также использованы ООО «Зодчество» при проектировании «Проект завода «Кремнегран» в районе ж/д станции «Аракчино» г. Казань» по х/д № 10/09-11.
Достоверность данных, полученных в ходе экспериментальных исследований, обеспечена использованием научно обоснованных методик испытаний, тарированных измерительных приборов и сертифицированного оборудования, а также хорошей сходимостью с результатами расчетов конечно-элементных моделей на ПК «ANSYS» и ПК «ЛИРА».
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались на 63-й, 64-й и 65-й всероссийских научных конференциях КазГАСУ (Казань, 2011-2013), международной научно-практической конференции «Проблемы современного строительства» (Пенза, 2011), международной молодежной научной конференции по естественнонаучным и техническим дисциплинам «Научному прогрессу – творчество молодых» (Йошкар-Ола, 2011-2012), международной научной конференции «Актуальные вопросы современной техники
и технологии» (Липецк, 2011-2012), международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы строительного и дорожного комплексов» (Йошкар-Ола, 2013).
Работа награждена грантом конкурса «Пятьдесят лучших инновационных идей для Республики Татарстан» в номинации «Молодежный инновационный проект» (2011), отмечена дипломом за активное участие в республиканском конкурсе научных работ студентов и аспирантов на соискание премии им. Н.И. Лобачевского в секции «Архитектура и строительство» (2012).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 19 работ, в том числе 3 научные статьи в рецензируемых изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 2 патента на изобретение РФ и 1 патент на полезную модель.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы из 158 наименований и приложений. Работа изложена на 170 страницах машинописного текста, включает 20 таблиц, 95 рисунков.
Исследования в области пространственной жесткости стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий
Теоретические и экспериментальные исследования пространственной работы поперечных рам промышленных зданий были начаты в 30-е годы XX века в ЦНИПСе под руководством А.Н. Гениева [32], [33].
Изучением действительной работы стальных каркасов занимались также Е.И. Беленя [9, 10], Г.И. Бердичевский [119], С.Н. Геликов, Ю.М. Дукарский, Г.А. Шестак [44, 133], А.И. Кикин, Г.А. Шапиро и др.
В качестве основных конструктивных элементов, обеспечивающих пространственную работу каркаса, рассматривались продольные диски в виде горизонтальных связевых ферм или жестких дисков покрытия из железобетонных плит. Остальные типы настила, в том числе и покрытие из стального профилированного настила, не учитывали при расчете пространственной работы каркаса [132]. В 60-х годах исследования Е.Р. Брайане [140], В. Байтиса, В.И. Буданова, Э.Л. Айрумяна [1] показали, что диски покрытия в виде стальных настилов толщиной 0.5-1.6 мм также обладают достаточной жесткостью в плоскости покрытия и могут участвовать в пространственной работе каркаса. Было установлено, что степень участия продольного диска покрытия в пространственной работе каркаса здания зависит от соотношения жесткостей этого диска и поперечных рам каркаса.
Испытания поперечных рам стальных каркасов зданий по определению перемещений от горизонтальных нагрузок, проведенные Б.Ю. Уваровым [19], А.А. Васильевым, Ю.И. Колмогоровым, Д. Дейвисом и др., показали отличие фактических перемещений от рассчитанных по плоской расчетной схеме, также показали активное включение профилированного стального настила в пространственную работу всего каркаса здания. Исследованием работы стального настила на сдвиг занимались Д. Винтер, Е.Р. Брейан [140], Р. Еайер, Э.Л. Айрумян [1]. Данные исследования показали, что жесткость диска покрытия, выполненного из стального профилированного настила, зависит не только от податливости самого настила, но от несущих конструкций каркаса, типа и шага элементов крепления. Также была разработана методика определения сдвиговой жесткости диска покрытия из профилированного настила. Рекомендации [102], выполненные под руководством к.т.н. Айрумяна Э.Л., содержат требования к стальному профилированному настилу, который способен частично или полностью заменить горизонтальные связи в покрытиях одноэтажных производственных зданий. Также приведена методика расчётной оценки сдвиговой жёсткости профилированного настила и её учёта в пространственной работе конструкций зданий при горизонтальных нагрузках. Размеры поперечных диафрагм жёсткости в плане рекомендуется принимать из условия L/B 1.5, где L и В – пролет и ширина диафрагмы соответственно. При этом длина поперечных рам равна пролету поперечных рам, а ширина кратна их шагу (рис. 1.20).
Рис. 1.20. Расчетная схема здания с продольными и поперечными диафрагмами.
Жесткость диафрагмы из профилированного настила характеризуется величиной сдвигающей силы, которая вызывает единичное смещение рассматриваемого прямоугольного участка профилированного настила вдоль линии ее действия. Эта жёсткость называется сдвиговой и обозначается С, имеет размерность Н/мм.
Сдвиговая жёсткость профилированного настила определяется при следующих допущениях:
- значение С изменяется прямо пропорционально расчётной длине рассматриваемого участка настила, параллельной направлению сдвигающей силы, и обратно пропорционально его ширине;
- сдвиговая жёсткость настила не зависит от направления действия сдвигающей силы (вдоль или поперёк гофров); - настил, прогоны и их соединения работают упруго при совместном и раздельном действии сдвигающих сил в плоскости диафрагм и вертикальных нагрузок на покрытие; - поперечная нагрузка на настил не влияет на его сдвиговую жёсткость. Сдвиговую жесткость настила необходимо вычислять по формуле: C = K 0vArC 0---0 (1.7) где: K0 - коэффициент, учитывающий тип опорных креплений настила; 0 - коэффициент, учитывающий характер сдвигающей силы; 0 - коэффициент, учитывающий конструкцию покрытия; С0 - сдвиговая жёсткость прямоугольной панели-эталона из профилированных листов рассматриваемого настила; а и в - расчётные размеры рассматриваемого участка настила, параллельные сторонам панели-эталона а0 и в0; в0 и а0 - соответственно ширина и длина эталонных панелей, на которые разбивается рассматриваемый участок диафрагмы. При расчете соединений профилированного настила на опорах и между собой распределение продольной силы между крепежными элементами принимается равномерным, и прочность соединений настила с опорами определяется из следующего условия: \Х2x+Ny 2\ ( P}2
Поиск оптимальных габаритов и количества ячеек многопролетного здания по критериям минимума массы и стоимости
При проектировании многопролетных зданий приходится сталкиваться со зданиями протяженными в обоих направлениях. В таком случае возникают вопросы выбора количества ячеек (шаг опор в обоих направлениях), необходимых для реализации заданных габаритов здания. На стадии вариантного проектирования необходимо знать, при каких геометрических параметрах ячейки будет достигаться минимум массы каркаса здания в целом.
В п. 3.2 были разработаны алгоритмы автоматизированного поиска оптимальных углов наклона стоек рам на основании формул (3.2)-(22) п. 3.1. С использованием полученных данных в ПК «EXCEL» разработан алгоритм автоматизированного подбора оптимального количества ячеек, вписанных в заданный габарит здания с обеспечением минимума массы и стоимости каркаса всего здания. На рис. 3.10 приведена визуализация рабочей среды подпрограммы в ПК «EXCEL». Текстовая часть алгоритма подбора написана на языке программирования Visual Basic и представлена в приложении 2.
Интересной особенностью составленного алгоритма подбора является то, что в массиве данных по массе всего здания производится цветовая выборка значений, близких и отдаленных от оптимума. Т.е. определенным цветом выделяется область значений массы здания, которая отличается от оптимальной не более 15%, другим цветом выделяется отличие значений от 16% до 50%, следующим цветом выделяется отличие от 51% до 60% и т.д.
Визуализация алгоритма автоматизированного подбора оптимальных размеров ячейки в ПК «EXCEL» по критерию минимума массы и стоимости каркаса для заданных габаритов здания. Данный алгоритм автоматизированного подбора составлен для различных схем укладки профилированного настила, а именно для однопролетной, двух-, трех- и консольной укладки настила. Поэтому перед началом работы с подпрограммой необходимо определится с выбором схемы укладки профилированного настила. Упрощенная блок-схема работы алгоритма автоматизированного подбора в ПК «EXCEL» для определения габаритов и количества ячеек, соответствующих минимальной массе и стоимости каркаса здания приведена на рис. 3.11.
В качестве примера рассмотрим каркас многопролетного здания размерами LxB = 120х80 м, высоту Н до низа стропильных конструкций примем 8.4 м. Выбираем трехпролетную укладку профилированного настила. Углы наклона принимаются (55;90) и (60;90). Расчетная нагрузка на покрытие принимается 5.2 кН/м2. Принимаем для стоек рам и ригелей сечение из круглой трубы по ГОСТ 10704-91. Двутавровое сечение стропильных балок принимаем по СТО-АСЧМ 20-93. Остальные входные параметры приведены в табл. 3.5.
Из приведенного рисунка видно, что график пологого очертания, при этом минимальная масса конструкций каркаса здания имеет наиболее оптимальные значения угла в интервале от 70 до 75, а угол стремится к своему минимальному значению из заданной области. Минимальная масса Gmin каркаса здания в этом случае получается равной 362 тонны с размером типовой ячейки lxb = 10x20м и их количеством n = 48 шт (рис. 3.13). К примеру, если при тех же условиях выбрать ячейку размерами lxb = 12x16м (рис. 3.13), получается их количество n=50 шт, а масса каркаса здания G=413т. Таким образом, масса возрастает на 12%. Если выбрать размеры lxb = 15x20м (рис. 3.13), получается их количество n=32 шт, а масса здания G=568т, т.е. масса здания возрастает до 36%. Стоимость каркаса здания Сmin для ячейки lxb = 10x20м равна 23529 тыс. руб., для ячейки lxb = 12x16м – С=24655 тыс. руб. (возрастание стоимости на 4.6%), для ячейки lxb = 15x20м – С=30077 тыс. руб. (возрастание стоимости на 21.8%).
Размеры ячеек и их количество имеют значительное влияние на массу конструкций, например, на рисунке 3.14 приведен график зависимости минимальной массы конструкций каркаса здания от количества ячеек при угле наклона стойки рамы из плоскости рамы = 65, при этом величина угла переменная. Данный график показывает, что снижение массы достигается при определенном значении n, при котором достигается минимум массы конструкций каркаса здания. Очевидно, что количество ячеек всегда будет варьироваться в зависимости от общих габаритов здания и углов наклона ветвей колонн и . В ходе проведенного исследования было установлено, что оптимальное значение габаритов ячеек по критерию минимума массы и стоимости находится в пределах lopt/bopt = 0.07L-0.2L/0.06B-0.17B, где L и В – внешние габариты всего здания. Пользуясь данным алгоритмом достаточно удобно на стадии вариантного проектирования задаваться габаритами здания и получать в первом приближении наиболее оптимальные габариты ячеек, их массу и количество, чтобы затем отталкиваться от полученных результатов на стадии реального проектирования.
Экспериментальные исследования дисковой жесткости фрагмента покрытия из листов стального профилированного настила с повышенной высотой гофр, уложенного по консольной схеме
В целях снижения расхода стали на конструкции покрытия в главе 2 была предложена консольная укладка стального профилированного настила. При реализации одноконсольной или двухконсольной схем раскладки профилированного настила в покрытии многопролетных одноэтажных зданий достигается экономия стали до 33 % [105]. При раскладке настила по предложенным схемам возникают вопросы обеспечения дисковой жесткости настила, которая имеет большое значение для пространственной работы каркаса и снижении расхода стали на связи по покрытию. Однако для такого вида раскладки настила в литературных источниках отсутствует информация с данными сдвиговой жесткости. Для изучения этого вопроса были проведены экспериментальные исследования.
Проведение экспериментальных исследований выполнялось на специальной установке, включающей в себя стальную раму 1, собранную из четырех швеллеров № 12 (рис. 4.18). В узлах соединения швеллеров между собой установлены шарниры 2. Один швеллер жестко прикреплен к силовому полу, а параллельный ему швеллер установлен на катковые опоры 7. К швеллеру, установленному на катковые опоры 7, подсоединен гидроцилиндр 5. Для исключения горизонтальных перемещений гидроцилиндра 5 дополнительно установлен упор 4, жестко прикрепленный к силовому полу. Гидроцилиндр 5 подключен к насосной станции 6, которая снабжена манометром с ценой деления 0.4 кН. На стальную раму укладывается стальной профилированный настил марки Н153-840-1.5 и закреплялся по периметру самосверлящими винтами 6.3х25 мм, а между собой комбинированными заклепками диаметром 5 мм, установленными с шагом 300 мм. На выступающей части нижней полки профилированного настила по направлению действия гидроцилиндра устанавливается прогибомер дистанционного типа с ценой деления 0,1 мм. Для определения величины раскрытия соединения листов настила в зоне нахлеста на верхние полки профилированного настила устанавливаются индикаторы часового типа с ценой деления 0,01 мм. При приложении нагрузки к собранному фрагменту покрытия размером 2.5х3 м регистрировалась величина прикладываемого сосредоточенного усилия, перемещение блока в месте приложения нагрузки и величина поперечных деформаций соединения листов настила в зоне нахлеста. Принципиальная схема рамы приведена на рис. 4.18. Общий вид собранной экспериментальной установки показан на рис. 4.21.
Нагружение выполнялось ступенями с шагом в 4 кН и выдержкой по 15-20 мин. Испытания проводились в несколько этапов при различной раскладке настила. Вначале был испытан блок размерами 2,5х3 м с листами без нахлеста, затем испытывались варианты с нахлестами 200, 300, 400 мм в середине блока.
Общий вид установки без профилированного настила показан на рис. 4.19. Расположение гидроцилиндра и его подключение к насосной станции показано на рис. 4.20. Общий вид установки с профилированным настилом показан на рис.
Прогибомер дистанционного типа для замеров горизонтальных перемещений показан на рис.4. Крепление листов профилированного настила к раме и между собой показано на рис. . Зона нахлеста листов профилированного настила показана на рис. 4.24. Установка индикаторов часового типа в зоне нахлеста листов профилированного настила показана на рис.
По результатам проведенных испытаний был построен график зависимости горизонтальных перемещений рамы основания с прикрепленным профилированным настилом от прикладываемой сосредоточенной нагрузки для сплошного настила и настила с нахлестами 200 мм, 300 мм, 400 мм (рис. 4.26). Также построен график зависимости угла поворота листов настила в зоне нахлеста от сдвигающей силы (рис. 4.27).
Технико-экономическое сравнение конструктивных схем зданий с позиций трудоемкости изготовления и монтажа
Проведем технико-экономическую оценку конструктивных схем стальных каркасов с позиций трудоемкости изготовления и монтажа конструкций. Для этого составим калькуляцию трудоемкости, стоимости изготовления и монтажа рассматриваемых конструктивных схем по основным видам работ: резка, сборка, сварка и монтаж отдельных элементов конструкций. Калькуляция трудозатрат и стоимости выполнялась согласно единым нормам и расценкам на строительные и ремонтно-строительные работы (ЕНиР). В таблицах 5.2-5.6 приведена калькуляция трудозатрат и стоимости для схемы 1, схемы 2, схемы 3, схемы 4 и схемы «Молодечно» соответственно. На основании построенных калькуляций трудозатрат на рис. 5.2-5.5 построены гистограммы, отражающие изменение рассматриваемых параметров для различных конструктивных схем стальных каркасов.Из приведенных гистограмм на рис. 5.2-5.3 видно, что эволюция конструктивной формы, которая заключается в постепенном переходе от сложных решетчатых конструкций к более простым балочным, позволяет снижать трудоемкость, как изготовления, так и монтажа конструкций. Например, для схемы 1 трудоемкость изготовления снижается на 10%, а монтажа на 6% в сравнении со схемой 5 «Молодечно». Наибольший эффект достигается для схемы 4, т.к. трудоемкость изготовления снижается на 23%, монтажа – на 40%.
На рис. 5.4-5.5 приведена стоимость изготовления и монтажа конструкций для рассматриваемых конструктивных схем стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий. По критерию стоимости изготовления и монтажа по основным видам работ наилучшие показатели у схемы 4, при этом стоимость изготовления снижается на 13 %, монтажа – на 18 % в сравнении со схемой 5 «Молодечно». Становится очевидным, что применение той или иной конструктивной схемы значительно влияет на стоимость изготовления конструкций, однако на стадии монтажа разница между схемами уменьшается. Значит, на изготовление непосредственно влияет металлоемкость каркаса, а стоимость монтажа конструкций в основном определяется количеством монтируемых элементов.
1. Проведен технико-экономический анализ разработанных конструктивных схем стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий с позиций металлоемкости, трудоемкости изготовления и монтажа.
2. Применение новых конструктивных решений стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий позволяет снижать металлоемкость каркаса на 10-15%.
3. Трудоемкость изготовления конструкций по основным видам работ снижается от 10% до 23%, монтажа – от 7% до 40%.
4. Стоимость изготовления конструкций по основным видам работ снижается от 8% до 13%, монтажа – от 10% до 18%.
1. Разработаны новые конструктивные решения стальных каркасов многопролетных легких одноэтажных зданий, ориентированные на использование подкосно-балочных и рамных систем с наклонными стойками, обеспечивающие снижение их массы и стоимости.
2. Составлены аналитические выражения массы и стоимости разработанных каркасов в зависимости от варьируемых параметров, таких как угол наклона и высота стоек, шаг их расстановки в обоих направлениях и схем раскладки профилированного настила, позволяющие на стадии вариантного проектирования выбирать оптимальные значения геометрических параметров разработанных каркасов.
3. Разработаны алгоритмы нахождения оптимальных геометрических параметров разработанных каркасов, реализованные в ПК «EXCE ».
4. Установлено, что оптимальное значение габаритов ячейки здания по критерию минимума массы и стоимости находится в пределах lopt/bopt = (0.07 0.2)L/(0.06-0.17) , где и – внешние габариты здания.
5. Для рам с наклонными стойками определен оптимальный угол наклона из условия устойчивости, который находится в пределах 65-75 по критерию минимума массы конструкции и в зависимости от жесткостей стойки и ригеля рамы.
6. Исследована рациональность раскладки профилированного настила, уложенного по консольным схемам, и получены аналитические формулы определения оптимального вылета консоли.
7. Численно и экспериментально исследована дисковая жесткость профилированного настила с высотой гофра 153 мм при консольной схеме его раскладки, при этом рациональная величина нахлеста составляет 1.63-2.3h, где h – высота гофра профилированного настила.
8. Проведен технико-экономический анализ разработанных конструктивных схем стальных каркасов многопролетных одноэтажных зданий и показано, что применение новых конструктивных решений позволяет снижать металлоемкость каркаса до 15%, трудоемкость изготовления и монтажа до 23 и 40% соответственно, стоимость изготовления и монтажа до 13% и 18% соответственно.
