Efficiency of rational combined steel trusses

Abstract

Наведено порівняльну оцінку техніко-економічної ефективності раціональних комбінованих сталевих ферм із типовими фермами за ДСТУ. Розроблені нові раціональні конструктивні комбіновані форми систем покриттів (кроквяні ферми) для прольотів 18, 24 і 30 м, габарити і матеріаломісткість яких менші порівняно з аналогами. Зокрема, розглянуто комбіновані сталеві ферми прольотом 12 та 15 м. Наведено порівняльну таблицю конструкцій ферм відповідно до ДСТУ та розроблених запропонованих варіантів. Показано, що маса таких раціональних комбінованих сталевих ферм прольотом 18 м менша порівняно з типовою на 13–16,5 % залежно від величини навантаження, для комбінованої ферми прольотом 24 м маса менша на 20,5–25 %, а для 30 м – 12,5–17 %. У формі діаграм показано залежність маси від навантаження для типових ферм за ДСТУ та комбінованих сталевих ферм. Також визначено відсоток ефективності комбінованих ферм залежно від прольоту та величини навантаження. Наведено результати оцінювання техніко-економічної ефективності раціональних комбінованих сталевих ферм, специфікацію елементів та схему їх розташування для комбінованої сталевої ферми прольотом 30 м. Подано техніко-економічне порівняння типової ферми за ДСТУ та комбінованої сталевої ферми на прикладі конструкції прольотом 30 м. Зокрема, розглянуто такі параметри, як витрата та вартість сталі, вартість виготовлення конструкції, загальні витрати, кількість елементів та вузлів, енергетичні затрати, емісія CO2 тощо. Порівняльний аналіз підтверджує ефективність комбінованих сталевих ферм практично за усіма параметрами. Основним критерієм економічної ефективності конструкцій прийнято приведені затрати. Порівняння техніко-економічної ефективності раціональної комбінованої сталевої ферми і типової ферми, що відповідає ДСТУ, доводить, що запропонований нами варіант забезпечує значну економію матеріальних і трудових ресурсів, і за умови широкого впровадження у виробництво може дати істотний економічний ефект.

In this article, a comparative assessment of the technical and economic efficiency of rational combined steel trusses with typical trusses according to DSTU is considered. New rational constructive combined forms of covering systems (roof trusses) have been developed for spans of 18, 24 and 30 m, with less material consumption and labor intensity compared to existing analogues. It is shown that the mass of such rational combined steel trusses with a span of 18 m is less than a typical one by 13 % to 16.5 % depending on the value of load, for a combined truss with a span of 24 m the mass is less by 20.5 % to 25 %, and for a 30 m – from 12.5 % to 17 %. The results of the evaluation of the technical and economic efficiency are presented. The main criterion for the economic efficiency of constructions is general costs. A comparison of the technical and economic efficiency proves that our proposed option provides a significant saving of material and labor resources. Widespread implementation can provide a significant economic effect, which is important in the conditions of post-war reconstruction of Ukraine.