Open/Close Menu Разработка чертежей КМД

Проектирование — основной этап создания конструктивной формы. Долгое время считалось даже, что конструктивная форма создается только в процессе проектирования. Это было до известной степени справедливо в период применения неиндустриальных методов изготовления и монтажа конструкций, когда технологи и монтажники только выполняли замысел проектировщика.
В настоящее время индустриальные процессы изготовления и монтажа предъявляют свои требования к конструктивной форме и влияют на ее выбор. Уже общепризнано, что конструктивная форма создается с учетом объединенных требований проектирования, изготовления и монтажа.
Во время проектирования появляется самое главное — замысел, идея конструктивной формы. Как было только что отмечено, она создается на основе синтеза конструктивных, технологических и организационных принципов, но производится этот синтез в процессе проектирования, во время его первичного этапа и составляет сущность проектирования в этот период. На последующих этапах проектирования этот замысел углубляется и развивается, причем в этом процессе требования изготовления и монтажа весьма существенны. В свою очередь изготовление и монтаж непосредственно влияют на конструктивную форму: так, заводское оборудование и технологические габариты завода определяют размеры элементов конструкции, а также приемы их соединений настолько, что в том случае, когда проектировщик не знает условий изготовления, он не заканчивает проекта, оставляя эти места открытыми для разработки в конструкторском бюро завода. Условия монтажа иногда обусловливают замысел, например условия монтажа могут подсказать

идею и схему арочного моста при перекрытии глубокого ущелья; почти всегда они определяют место и число монтажных стыков, их форму и многое другое, но в основном изготовлением и монтажом определяются элементы конструкций и их детали; замысел— компоновка — остается чисто проектировочным и главнейшим процессом, в котором учитываются условия изготовления и монтажа.
Компоновка здания или сооружения — наиболее творческая часть проектировочного процесса. Она непосредственно вытекает из условий производства, обслуживаемого конструкцией, и потому компоновка разных отраслей конструкций различна. Условиями производства определяются технологические габариты, т. е. пространства, которые должны быть свободными для возможности эксплуатации производства, например технологические габариты цеха для возможности расположения станочного’ оборудования и пропуска грузовых потоков, технологический габарит провода на опоре линии электропередачи, определяемый условиями прохождения тока, и т. д.
Прогресс производства требует обычно увеличения габаритов, а вместе с тем и генеральных размеров конструкции, которая, очевидно, должна располагаться вне габарита. Увеличение размеров влечет за собой повышение затрат материала, в частности стали, и стоимости сооружения, и, такий образом, возникает технико-экономическая задача оптимального конструирования. Вместе с тем директива экономии стали требует уменьшения веса. Это противоречие разрешается искусством проектирования, повышением эффективности использования стальных конструкций.
В ряде случаев возможно простейшее решение задачи, заключающееся в установлении наименьших размеров сооружения, определяемых габаритом. Такое решение возможно, когда тенденции увеличения производства и соответствующих ему габаритов незначительны или когда имеется тяжелое крупноразмерное оборудование, которое меняется редко, в сроки, соизмеримые со сроками эксплуатации конструкции, и которое определяет неизменный габарит в течение этого срока.
В современных условиях быстрого развития производства более прогрессивен учет возможного развития производства и соответствующих габаритов. В таком случае габарит становится планово-экономическим понятием; размеры его устанавливаются планово-экономическими соображениями о возможном росте производства, обслуживаемого конструкцией, и тех затратах, которые приходится вложить в конструкцию вследствие больших ее размеров.
Принципы решения этой задачи указаны в главе IV. Решение этой задачи связано с рядом трудностей.
Первая из них состоит в установлении требуемых размеров производственного здания с расчетом на перспективу. В известной степени здесь могут помочь запланированные кривые роста продукции, которые имеются для многих отраслей промышленности. Темпы роста, установленные этими кривыми как средние статистические, могут быть распространены на рассматриваемое предприятие. Второй необходимой величиной является кривая съема продукции с единицы производственной площади, запланированная по годам также для многих отраслей и характеризующая прогресс техники данной отрасли. Обе эти кривые позволяют установить кривую роста производственной площади данного предприятия, а по ней кривую роста конструктивной площади зданий в целом, обоснованную запланированными данными развития производства.

Второй трудностью является разделение полученной площади на пролеты — технологические габариты, которые зависят от трех категорий параметров:

1) размеров оборудования,

2) производственного процесса и грузового потока,

3) размеров изделий.

Все эти параметры непосредственно связаны с ростом продукции, меняются во времени и должны иметь свои кривые роста, что, к сожалению, не всегда имеет место. Зависимости эти иногда выражаются явными функциями (например, рост продукции и съем продукции с 1 м2 производственной площади и вытекающий отсюда грузовой поток). Иногда они обусловливаются технологически конъюнктурными соображениями, характеризующими прогноз технологического процесса будущего, что может дать предположение о росте размеров оборудования, величине изделий и др. Соображения о возможностях эволюции производственного процесса закладываются в закон кривой роста съема с 1 м2 производственной площади, увеличение которого является следствием не только повышения производительности труда, но и в первую очередь улучшения производственного процесса; эти данные разрабатываются технологическими организациями, которые и дают основные обоснования технологических габаритов.

Технологические габариты, очевидно, должны удовлетворять требованиям эксплуатации в течение всего его срока и при развивающемся во времени производстве будут полностью загружены только в конечный период эксплуатации. Для уменьшения этого явления срок службы сооружения можно разбить на несколько этапов и установить такие значения параметров, которые удовлетворяли бы условиям производства в конце каждого этапа с учетом их дальнейшего прогрессивного развития. Подход этот не нов: в ряде случаев станочное и крановое оборудование меняется в течение срока эксплуатации несколько раз, строительство ведется в несколько очередей, конструкции соответственно усиливаются и т. д. Планировочное решение при этом как правило, остается прежним, пролеты (габариты) не меняются, потоки сохраняют свои направления, в результате чего.новое оборудование оказывается стесненным в старых габаритах, т.е. происходит количественное, а не качественное изменение технологического процесса.

Такое положение является следствием исключительной трудности изменения планировки, тесным образом связанной с намеченным при проектировании технологическим процессом, что делает его мало вариантным, хотя, несомненно, под конец срока эксплуатации здания он сам по себе уже не будет прогрессивным. Поэтому такой подход не обеспечивает прогрессивности решения; отсюда возникает стремление перехода от указанной планировки к планировке свободной, не связанной с технологическим процессом производства. Решение задачи свободной планировки связано с увеличением пролетов и шагов, обеспечивающих свободное размещение разнообразного оборудования и расположение грузовых потоков, осуществляемых нижним транспортом, конвейером, транспортерами, при помощи внутренних эстакад и т. д., так как устройство мостовых кранов при больших пролетах невыгодно.
Решение такой планировки имеет конструктивные особенности; так, применение новейших легких покрытий типа оболочек стимулирует развитие пролетов и упрощает колонны. Также стимулирует увеличение пролетов устройство бесфонарных покрытий. В развитии пролетов особенно заинтересованы производства с нестационарным быстро меняющимся оборудованием, а также с поточными и конвейерными процессами, преимущественно в крупносерийных производствах машиностроительной, легкой, текстильной промышленности и др., не связанных с большим развитием подземных коммуникаций.
Идеи свободной планировки переходят и на металлургическую промышленность; пока эти идеи в ряде случаев довольно примитивны и недостаточно связаны с современным технологическим процессом металлургической промышленности, хотя в некоторых случаях, например в прокатных цехах, могут быть полезными. Они станут приемлемыми только при радикальных изменениях технологического процесса металлургии.
При развитых коммуникациях приходится устраивать цокольный этаж, в котором они располагаются, а оборудование размещать на перовом тяжелом перекрытии.
Непосредственное аналитическое решение задачи установления габарита неизбежно схематично; но оно представляет большой методический интерес, и при уточнении исходных данных может иметь большое значение; в настоящее время чаще применяется сравнение вариантов при различных предположениях развития производства и оборудования. Ввиду схематичности методики решения задачи к ней следует подходить осторожно: здесь не должно быть допущено ни расточительности в проектировании при назначении чрезмерных габаритов, которые могут быть обоснованы слишком далекими и потому достаточно не определенными сроками их использования, ни чрезмерной экономии в проектировании при назначении суженных габаритов, препятствующих развитию производства. Разумные границы пока еще недостаточно выявлены.

Эта задача — одна из наиболее важных и интересных в проектировании. Технико-экономическая задача при составлении компоновочной схемы заключается не только в установлении разумных, обоснованных технологических габаритов и вытекающих из них генеральных размеров конструкции, столь же важно объемно-планировочное решение конструктивного комплекса, вытекающее из условий производства. Решение этой задачи может иметь много вариантов, наиболее разработанных для зданий. Правильное решение задачи может дать существенный экономический эффект.
При решении используются два подхода. Первый предполагает рассредоточенное размещение помещений, обслуживающих различные этапы производственного процесса. Преимуществом его является возможность тесной связи конструкции с особенностями производственного процесса; недостатком — большая стоимость из-за наличия нескольких зданий и удлинения коммуникаций, меньшая приспособленность к развитию производства во времени.
Второй подход предполагает объединение различных этапов производства в одном здании, а иногда даже нескольких производств; в этом случае получается выигрыш в стоимости, но конструкция при этом менее отвечает условиям производства. Производство iB таком случае развивается свободнее.
Очевидно, из экономических соображений первый подход нужно применять лишь тогда, когда он существенно необходим, т. е. когда каждый этап производства резко отличен от остальных, очень громоздок и связан со специфическим и сложным оборудованием. Типичный пример — металлургическая промышленность, где, например, в мартеновском производстве шлеются здания шихтного двора, миксера, главного здания сталеплавильных печей, помещения раздевания слитков, нагревательных колодцев и др., хотя можно отметить, что идеи объединенных зданий и здесь уже начинают появляться.
Второй подход должен считаться более прогрессивным, как это было отмечено выше. Меньшее приспособление конструкций к специфическим условиям производства в большинстве случаев должно считаться его преимуществом, так как оно существенно повышает возможность типизации и увеличивает срок эксплуатации конструкций; большие размеры зданий, которые получаются при совмещенной планировке, делают возможным устройство больших пролетов, значительно облегчающих расположение оборудования. Последнее соображение весьма важно при интенсивном развитии производства, характеризующем современную эпоху. Большие пролеты требуют дополнительных затрат. Однако они компенсируются тем, что производство может развиваться более свободно и повышается долговечность конструкции, которая обычно ограничивается тем, что производству становится тесно в имеющихся габаритах. Развитию пролетов мешают мостовые краны. Поэтому, как было указано, увеличивается стремление освободиться от крановых мостов, что во многих случаях оказывается возможным, например, при переходе производства на поточные линии и конвейер.

Несмотря на указанное, компоновочная задача не является только технико-экономической задачей. Основы компоновки лежат в получении наиболее экономичного по затратам возведения здания при условии наибольшего соответствия его условиям эксплуатации. Эти условия кладут предел чрезмерным требованиям экономии, если они неверно направлены. Ярким примером может служить замена в мартеновских цехах мостовых кранов козловыми кранами; несмотря на значительный экономический эффект (до 40%), замена эта, по-видимому, нерациональна, так как она затрудняет эксплуатацию мартеновских печей при современном технологическом процессе.

Из всего изложенного следует, что технико-экономическая задача компоновки весьма сложна; она состоит в установлении конструкции, наиболее благоприятной для условий эксплуатации и развития производства, наиболее долговечной и минимальной по затратам материала и стоимости. Комплексный учет этих трех факторов в конечном счете дает наиболее выгодное решение.

© 2017 Конструкторское бюро

Айтиха. Разработка сайтов и приложений
Проектирование строительных конструкций. Разработка конструкторской документации. Сопровождение проектной документации на стадии изготовления и возведения конструкций