CC BY
60
Изменение целевой функции на итерациях для варианта 4 показано на рис.10.0птимальное решение было получено на 8-й итерации внешнего уровня аппроксимаций. Общее число прямых вычислений функции ограничений сократилось до 73 (8 итераций, на каждой из которых пд=9, плюс 1 вычисление в полученном оптимальном решении). Невязка в ограничении для оптимального проекта составила д=0,00316, при заданной погрешности 10-2.
Приведем сопоставление результатов расчета в табл.2.
Таблица 2
Сопоставление результатов расчёта __
Объем in3 е, % Max перемещение in е, % Число итераций
Источник 3,600 0,500
ANSYS (Метод аппроксимации подзадачи) 3,616 0,434 0,499 0,156 12
ANSYS (метод первого порядка) 3 ,609 0,261 0,501 0,131 17
РОСК в. 1 3,60332 0,092 0,50000037 7,3-10"5 9
в. 2 3,36306 6,581 0,4995495 0,0901 7
в. 3 (Б) 3,60218 0,0798 0,37662 при [0,3764] 0,053 6
в. 4 3,60826 0,229 0,3776 при [0,3764] 0,316 8
Заключение. Пример оптимизации консоли продемонстрировал, что использование аппроксимации функции ограничений приводит к существенному сокращению объема вычислений, так как обращение к задаче конечно -элементного анализа в этом случае на порядок меньше. При решении задачи на условный экстремум были использованы методы модифицированных функций Лагранжа, которые продемонстрировали свою эффективность. Отмечено, что наибольшую устойчивость при решении задач в подобной постановке имеют прямые методы безусловной минимизации (метод деформируемого многогранника).
Библиографический список
1. Адельман Г.М., Хафтка Р.Т. Анализ чувствительности при расчете дискретных моделей конструкций // Аэрокосмическая техника. 1986. № 12. С. 77-90.
2. Дмитриева Т.Л. Программный комплекс расчета и оптимизации строительных конструкций «РОСК» // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. 2011. №1 (1). С. 31-38.
3. Дмитриева Т.Л. Алгоритм решения условно-экстремальных задач, использующий методы модифицированных функций Лагранжа первого и второго порядка // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. Иркутск: Изд-во ИрГУПС, 2010. № 3 (27). С. 113-120.
4. Хог Э., Чой К., Комков В. Анализ чувствительности при проектировании конструкций. М.: Мир, 1988. 428 с.
5. Choi J.H. Shape design sensitivity analysis and optimization of general plane arch structures. Finite Elements in Analysis and Design, 2002, v. 39, №2. P. 119-136.
6. Prasad B., Haftka R. T. Optimal Structural Design with Plate Finite Elements // Journal of the Structural Division, 1979, v. 105, № 11. P. 2367-2382.
7. Schmit L.A. Chang K.J. Optimal Design Sensitivity Based от Approximation Concepts and Dual Methods // IJNME, 1984, v. 20. P. 39-75.
УДК 332.834.3/6
ИННОВАЦИОННЫЙ ПУТЬ ЖИЛИЩНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
© Р.Ю. Лузгин1, В.С. Степанова2
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Статья посвящена решению развития жилищного строительства на основе квартальной застройки жилых домов из быстровозводимых зданий в легких металлоконструкциях. Рассмотрены основные существующие технологии малоэтажного домостроения. По мнению авторов, подход, основанный на данном решении, приведет к сокращению продолжительности и снижению себестоимости строительства жилых домов. Сформулированы основные
1Лузгин Роман Юрьевич, кандидат технических наук, доцент кафедры строительного производства, тел.: 89021711250, email: [email protected]
Luzgin Roman, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Building Production, tel.: 89021711250, email: [email protected]
2Степанова Виктория Сергеевна, старший преподаватель кафедры строительного производства, тел.: 89086624064, e-mail:
Stepanova Victoria, Senior Lecturer of the Department of Building Production, tel.: 89086624064, e-mail: [email protected]
условия дальнейшего исследования организационных регламентов оптимальной последовательности строительства.
Ил. 3. Табл. 1. Библиогр. 4 назв.
Ключевые слова: градостроительство; квартальная застройка жилых домов; легкие металлоконструкции; очередность строительства.
INNOVATIVE COURSE OF RESIDENTIAL DEVELOPMENT R.Yu. Luzgin, V.S. Stepanova
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, Russia, 664074.
The article deals with the innovative solution for the housing construction on the basis of the residential block development with buildings from pre-engineered light-gauge constructions. The main technologies existing in low-rise housing construction are considered. According to the authors, the approach based on the solution will reduce construction duration and decrease the prime cost of residential housing development. The basic conditions for further studying of organizational regulations of the optimal priorities of construction are formulated. 3 figures. 1 table. 4 sources.
Key words: urban planning; block development of residential buildings; light-gauge constructions; priorities of construction.
Стратегической целью государственной жилищной политики в России является создание рынка доступного и комфортного жилья, удовлетворяющего жилищные потребности основной части населения [1].
Необходим серьезный рост масштабов строительства для формирования баланса спроса и предложения, что гарантирует предсказуемость жилищного рынка, застрахует его от рисков ценовых скачков, обеспечит стабильность и снижение цен на жилье, что будет способствовать появлению реальной перспективы для граждан обзавестись своей квартирой или домом.
На рис.1 представлена динамика ввода в действие жилых домов в России на основании данных Росстата [2]. Из гистограммы видно, что по сравнению с 2008 годом в 2011 году общая площадь введенного в эксплуатацию жилья уменьшилась.
Для достижения роста объема нового жилья и решения жилищной проблемы гражданам России необ-
ходимы передовые архитектурные, строительные решения, в том числе по малоэтажному жилью, которое позволит значительно сократить стоимость и продолжительность строительства, при этом необходимо комплексное освоение территорий.
Понятие комплексного освоения территорий описывает проекты, которые реализуются в сфере жилищного строительства и включают в себя процессы строительства объектов инженерной и социальной инфраструктуры, строительства жилья, подключения к источникам газо-, водо-, электроснабжения, ввода в эксплуатацию, а также деятельность по формированию и стимулированию спроса. Такие проекты затрагивают масштабные территории и характеризуются сотнями тысяч квадратных метров планируемого вода жилья.
Одним из приемлемых путей достижения поставленных целей должно стать развитие в регионе комплексной застройки жилых домов из быстровозводи-
Рис.1. Динамика ввода в действие жилых домов в Российской Федерации (миллионов квадратных метров общей площади)
мых конструкций, к каким можно отнести легкие стальные тонкостенные конструкции (далее - ЛСТК).
Строительство домов из ЛСТК - это технология проектирования и строительства зданий на базе стальных оцинкованных профилей разнообразного сечения. Фактически принципиальным отличием данной технологии от других является возможность достижения необходимых несущих способностей метал-локаркасов только за счет специальной формы профилей, которые при малом весе (по сравнению с «черными» и горячекатаными профилями и балками) способны держать все возложенные на них нагрузки.
Внедрение и эксплуатация ЛСТК за рубежом составляет более 50 лет. При этом накоплен огромный опыт проектирования, строительства и эксплуатации быстровозводимых зданий из ЛСТК. В России на сегодняшний день эта технология только «зарождается» и составляет 0,5 % по отношению к мировым объемам малоэтажного строительства из ЛСТК (рис. 2)
Менталитет российского гражданина пока не может принять и оценить достоинства каркасного домостроения [3], предпочитая жилье из сложившегося традиционного материала (рис. 3).
Рассмотрим имеющиеся технологии малоэтажного строительства, их преимущества и недостатки (таблица).
Рис.2. Доля ЛСТК от объема малоэтажного строительства
Брус; 10,0%
Рис.3. Структура малоэтажного домостроения в России по технологиям, %
Сравнительный анализ технологий малоэтажного строительства
Технология
Срок строительства
Степень заводской готовности
Преимущества
Недостатки
Кирпичный дом
Более 20 недель
Очень низкая. Все собирается из отдельных элементов (кирпича).
Высокая прочность, возможность применять ж/б перекрытия, огнеупорен, не подвержен гниению и действию паразитов, большая теплоемкость, которая не дает дому быстро остывать._
Стены массивны и занимают большое полезное пространство, требуется капитальный фундамент, из за высокой водопоглощаю-щей способности при сезонной эксплуатации возможна деструкция.
Дом из блоков ячеистого бетона
Более 8 недель
Низкая. Коробка собирается из отдельных элементов -блоков.
Высокая шумоизоля-ция, огнеупорен. Не подвержен гниению и действию паразитов.
Требуется капитальный фундамент, из за высокой водопогло-щающей способности при сезонной эксплуатации возможна деструкция.
Деревянные дома, клееный брус
Более 8 недель
Средняя. Коробка собирается из отдельных брусьев, изготовленных (обработанных, склеенных) на заводе.
Низкая теплоемкость и теплопроводность, не требуется внешняя отделка.
Высокая стоимость материалов, подвержен воздействию насекомых и плесени, низкая огнестойкость, при антиперировании и антисептировании снижается экологич-ность дома, даёт усадку.
Деревянные дома, оцилин-дрованное бревно и т.д.
4-6 недель
Низкая / средняя. Коробка собирается из отдельных бревен. Бревна обрабатываются в заводских условиях, что облегчает сборку.
Низкая теплоемкость. Стены легкие, срок службы до 100 лет.
Легко воспламенимы, требуют дополнительной обработки. Подвержены гниению и воздействию паразитов. Возможна деформация древесины при высыхании. Требуется конопатка.
Несъемная опалубка
3-4 недели
Средняя. Компоненты опалубки изготавливаются в заводских условиях. На стройплощадке каждый блок устанавливается вручную, необходим монтаж удерживающих скоб.
Наилучшие показатели сопротивления теплопроводности. Высокая огнестойкость по сравнению с древесиной. Достаточная прочность. Технология быстрого строительства.
Очень низкая распространенность. Есть вопросы к эколо-гичности и условиям вентиляции. Пенопо-листирольная опалубка - не относится к экологичным материалам.
Каркасная технология строительства из ЛСТК
2-4 недели
Высокая. Комплект изготавливается в заводских условиях, маркируется.
Прочность, экологич-ность, долговечность, сейсмоустойчивость. Эффективное энергосбережение*. 100% совместимость со всеми строительными материалами.
Нужна принудительная вентиляция.
* Эффективное энергосбережение (концепция "экодом") за счет применения в стенах и перекрытиях каркасного здания высококачественного современного утеплителя.
Анализ технологий малоэтажного строительства свидетельствует о преимуществе технологии применения ЛСТК по сравнению с традиционными технологиями. Скорость монтажа каркасного здания составляет всего 2-4 недели. Трудозатраты на 1 кв. м составляют 1,5 чел/ч, что гораздо меньше трудозатрат на возведение стен из кирпича (6,5 чел/ч). Малый удельный вес конструкций - 25-50 кг/м2 для несущего металлического каркаса и 150-200 кг/м2 для готового здания, быстрая и простая сборка в любое время года, не требующая специальной строительной техники, разнообразие возможностей архитектурно-планировочных решений, высокие эксплуатационные качества металлоконструкций, пожаростойкость, эко-логичность, надежность и долговечность, низкая себестоимость и быстрая окупаемость вложений делают квартальную застройку быстровозводимых зданий из
ЛСТК привлекательным и выгодным вложением средств. Это особенно важно для инвестора и при строительстве экономичного жилья, когда возврат вложенных средств является определяющим фактором. Сокращение сроков строительства при использовании ЛСТК достигается путём оптимизации строительного процесса, применения укрупнительной сборки предварительно изготовленных в заводских условиях элементов здания.
Комплексная застройка микрорайонов быстро-возводимыми зданиями в легких металлоконструкциях позволит изменить ситуацию с вводом жилых домов в России. Для этого требуется разработка оптимальной организации комплексного строительства микрорайонов из быстровозводимых зданий в легких металлоконструкциях.
Применение квартальной застройки из ЛСТК позволит обеспечить:
• своевременность выполнения сводных пятилетних и годовых планов жилищно-коммунального и культурно-бытового строительства;
• сбалансированность плановых заданий между проектной и строительной генподрядной организациями;
• равномерный ввод в эксплуатацию в течение года жилых домов и объектов культурно-бытового назначения;
• соблюдение нормативной продолжительности строительства объектов;
• применение сквозных поточных бригадных подрядов и рост производительности труда при выполнении строительно-монтажных работ;
• улучшение использования строительных машин, механизмов и средств транспорта (за счет концентрации ресурсов, минимального веса ЛСТК и оптимального срока строительства);
• ускорение ввода в действие основных фондов.
Строительство кварталов из быстровозводимых зданий на основе ЛСТК приведет к снижению потерь от нерационального использования трудовых и материально-технических ресурсов, сокращению продолжительности строительства и, как следствие, увеличению экономического и социального эффекта.
Для развития квартальной застройки из быстро-
возводимых зданий на основе ЛСТК необходимо проведение дальнейших исследований в области совершенствования организационных регламентов оптимальной последовательности строительства. В основе этих регламентов должны лежать следующие условия:
• возведение зданий и сооружений из ЛСТК -система непрерывного потока, обеспечивающая равномерный и ритмичный ввод в эксплуатацию жилой площади на протяжении длительного периода времени;
• тщательная подготовка к строительству, заключающаяся в заблаговременном создании производственной базы строительства, рациональной организации работ подготовительного периода, соблюдении технологической последовательности (при одновременном их совмещении) работ подготовительного и основного периодов строительства;
• своевременное и комплексное выполнение работ по инженерной подготовке территории жилого массива и строительству подъемных частей здания;
• концентрированная застройка зданий из ЛСТК комплексным потоком, состоящим из системы объектных и специализированных потоков. Реализация этого условия препятствует распылению материально-технических ресурсов по объектам и обеспечивает последовательный ввод в эксплуатацию жилой площади при полной загрузке средствами производства строительных организаций.
Библиографический список
1. Постановление Правительства РФ от 17 декабря 2010 г. N 1050 "О федеральной целевой программе "Жилище" на 2011-2015 годы".
2. Официальный сайт Росстата
http://www.gks.ru/wps/wcm/connect/rosstat/rosstatsite/main/ente гр^е/ЬЫИтд/ 14.12.2012
3. Сайт интернет-портала «все для строительства и ремонта» http://www.vashdom.ru/articles/research_33.htm 14.12.2012
4. Калашникова З.В. Организация, планирование и управление строительством жилых и промышленных комплексов: учеб. пособие. Изд. 1-е. Тверь: ТГТУ, 2010. 124 с.
УДК 69.059.7
КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ К ВОССТАНОВЛЕНИЮ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ПАНЕЛЬНЫХ ЗДАНИЙ СЕРИИ 1-335С
1 л 4
© Б.И. Пинус1, В.В. Кажарский2, А.Г. Петунин3
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Рассмотрены возможные варианты конструктивных решений усиления и реконструкции, обеспечивающих необходимую (нормируемую) сейсмостойкость зданий. Методами численного моделирования доказана техническая возможность и социально- экономическая целесообразность реконструкции и снижения сейсмоуязвимости жилых крупнопанельных домов серий 1-335С. Рассмотренные варианты конструктивных решений позволяют повысить коммерческую привлекательность ремонтно-восстановительных работ, комфорт жильцов и архитектурную при-
1Пинус Борис Израилевич, доктор технических наук, профессор кафедры строительных конструкций, тел.: (3952) 405137, e -mail: [email protected]
Pinus Boris, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Building Constructions, tel.: (3952) 405137, e-mail: [email protected]
2Кажарский Виталий Владимирович, кандидат технических наук, доцент кафедры строительных конструкций, тел.: (3952) 405137.
Kazharsky Vitaly, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Building Constructions, tel.: (3952) 405137.
3Петунин Александр Геннадьевич, старший преподаватель кафедры строительного производства, тел.: 89027679067, e-mail: [email protected]
Petunin Alexander, Senior Lecturer of the Department of Construction Industry, tel.: 89027679067, e-mail: [email protected]
