Єврокод-3: економіка сталевого будівництва

Більшість експертів будівельної галузі сходяться на думці, що в питанні економічної ефективності будівництва європейські норми пішли далеко вперед від українських і дозволяють інвестору отримати суттеву економію коштів на зведенні об'єктів нерухомості із збереженням заданого ступеня надійності конструкцій.

В Україні Єврокоди тільки вступили на шлях свого впровадження, проте, вже перші порівняльні розрахунки показують беззастережну капітуляцію вітчизняних норм при порівнянні з європейськими в питанні економіки будівництва.

Перевага сталі

Єврокоди - універсальні і ефективні нормативні документи з проектування будівельних конструкцій, засновані на кращому міжнародному досвіді. Прийняття Єврокодів в Україні встановлює гарантований рівень надійності при проектуванні будівельних конструкцій і споруд в цілому, а також розширює можливості будівельних компаній щодо оптимізації бюджетів на зведення будівель за рахунок застосування сучасних технологій і матеріалів.

Європейський досвід у проектуванні, об'єднаний у Єврокодах, ще раз підтверджує, що сталь є одним із кращих конструкційних матеріалів, що дозволяють архітекторам розширити свою уяву і проектувати сучасні об'єкти, а замовникам економити на будівництві та отримувати продукт, що максимально задовольняє потреби їхнього бізнесу.

Проектування
Загальні правила проектування	Мости
Розрахунки на вогнестійкість	Башти і вишки
Холодноформовані елементи	Димові труби
Нержавіюча сталь	Сілоси
Пластинчасті елементи	Резервуари
Міцність і надійність оболонок	Трубопроводи
Пластинчасті елементи при навантаженнях поза площею	Палі
Проектування з’єднань	Підкранові конструкції
Довговічність
Властивості тріщиностійкості і міцності матеріалу в напрямку товщини прокату
Конструкції з розтягнутими елементами
Додаткові правила до сталевих конструкцій із сталей класів не вище S700

Єврокоди і ДБН

Переважна більшість нормативної будівельної бази успадкована Україною від СРСР і сформована ще в 70-80-х роках минулого сторіччя. «Розрахункова база українських та європейських норм заснована на законах будівельної механіки і не відрізняється серйозно, - зазначає Володимир Адріанов, керівник Комітету нормативно-технічної діяльності Українського Центру Сталевого Будівництва (УЦСБ), заступник генерального директора, «Український науково-дослідний і проектний інститут сталевих конструкцій ім. В.М. Шимановського». - Однак методики, нові програми і підходи, а також база стандартів, на які спираються ці норми, мають суттєві відмінності».

На думку керівника Інженерного центру УЦСБ Артема Білика, ключовими відмінностями в підходах до проектування сталевих конструкцій по Єврокодам у порівнянні з відповідними державними нормами України є:

• Орієнтованість Єврокодів на комп'ютерні методи розрахунку.
• Необхідність обліку в залежності від характеру роботи конструкції геометричної та фізичної нелінійності. На практиці при статичному розрахунку найбільш часто враховується геометрична нелінійність.
• При статичному розрахунку Єврокоди вимагають враховувати теоретичні початкові недосконалості системи і пропонують для цього два підходи: 1 - моделювання системи з геометричними відхиленнями; 2 - завдання моделюючих недосконалості еквівалентних зусиль. На практиці рекомендується застосовувати другий підхід.
• Поділ поперечних перерізів сталевих елементів на 4, а не на 3 класи. Визначення класу перетинів, по суті, є перевіркою втрати місцевої стійкості при дії нормальних напружень. Клас перерізу визначає тип розрахунку елемента.
• Система окремих коефіцієнтів надійності за матеріалом, умовами роботи, навантаженнями і т.п. у ДБН фактично відповідають Єврокодам. Однак, в загальному випадку, Єврокоди приводять їх до наведених коефіцієнтів надійності щодо навантажень та несучої здатності, як проілюстровано на малюнку:

Економічна ефективність

Ефективність проектування за європейськими нормами можна побачити як в серйозних великомасштабних дослідженнях, так і в менш складних роботах. Нещодавно проведений в рамках діяльності УЦСБ порівняльний розрахунок сітчастихпрогонових конструкцій по ДБН 2.6-163: 2010 і Єврокоду-3 показав цілий ряд економічних переваг останнього.

Для розрахунку було взято стандартну промислову будівлю з покриттям по фермам прольотом 30 м у Києві з проектним терміном експлуатації - 50 років і класом наслідків - СС2.

{php Gallery::GiveGalleryHtml(86, 2, '736', '350'); php}

Назва елементу	Стрижні	Розрахункове зусилля, кН	Перетин	Розмір швів, мм
				по обушку		по перу
				kf, об	lw, об	kf, п	lw, п
Верхній пояс	1	0,00	2L125*16	10	150	6	100
	2	-540,34	2L125*16	10	150	6	100
	3	-540,34	2L125*16	10	150	6	100
	4	-810,51	2L125*16	10	150	6	100
	5	-810,51	2L125*16	10	150	6	100
	6	-810,51	2L125*16	10	150	6	100
	7	-810,51	2L125*16	10	150	6	100
	8	-540,34	2L125*16	10	150	6	100
	9	-540,34	2L125*16	10	150	6	100
	10	0,00	2L125*16	10	150	6	100
Нижній пояс	11	303,94	2L100*10	10	150	6	110
	12	709,20	2L100*10	10	150	6	110
	13	844,29	2L100*10	10	150	6	110
	14	709,20	2L100*10	10	150	6	110
	15	303,94	2L100*10	10	150	6	110
Розкоси	16	-440,72	2L125*9	8	100	6	60
	17	342,78	2L70*6	6	100	4	70
	18	-244,84	2L100*10	6	80	4	50
	19	146,91	2L70*6	6	100	4	80
	20	-48,97	2L100*10	6	80	4	50
	21	-48,97	2L100*10	6	80	4	50
	22	146,91	2L70*6	6	100	4	80
	23	-244,84	2L100*10	6	80	4	50
	24	342,78	2L70*6	6	100	4	70
	25	-440,72	2L125*9	8	100	6	60
Стояки	26	-35,46	2L63*6	4	40	4	30
	27	-70,92	2L63*6	4	40	4	30
	28	-70,92	2L63*6	4	40	4	30
	29	-70,92	2L63*6	4	40	4	30
	30	-70,92	2L63*6	4	40	4	30
	31	-35,46	2L63*6	4	40	4	30

Назва елементу	Стержни	Розрахункове зусилля, кН	Перетин	Розмір швів, мм
				по обушку		по перу
				kf, об	lw, об	kf, п	lw, п
Верхній пояс	1	0,00	2L160*10	5	40	5	40
	2	-759,51	2L160*10	10	250	8	200
	3	-759,51	2L160*10	10	250	8	200
	4	-1154,10	2L180*11	10	250	8	200
	5	-1154,10	2L180*11	10	250	8	200
	6	-1154,10	2L180*11	10	250	8	200
	7	-1154,10	2L180*11	10	250	8	200
	8	-759,10	2L160*10	10	250	8	200
	9	-759,10	2L160*10	10	250	8	200
	10	0,00	2L160*10	5	40	5	40
Нижній пояс	11	414,30	2L80*7	8	130	5	90
	12	1006,10	2L140*10	10	240	6	180
	13	1203,40	2L140*10	10	300	6	230
	14	1006,10	2L140*10	10	240	6	180
	15	414,30	2L80*7	8	130	5	90
Розкоси	16	-623,28	2L140*10	10	160	6	140
	17	500,59	2L90*7	8	150	5	110
	18	-344,56	2L110*8	8	110	5	80
	19	214,54	2L90*7	8	70	5	50
	20	-71,51	2L90*7	5	50	5	40
	21	-71,51	2L90*7	5	50	5	40
	22	214,54	2L90*7	8	70	5	50
	23	-344,56	2L110*8	8	110	5	80
	24	500,59	2L90*7	8	150	5	110
	25	623,28	2L140*10	10	160	6	140
Стояки	26	-103,57	2L70*7	5	60	5	40
	27	-103,57	2L70*7	5	60	5	40
	28	-103,57	2L70*7	5	60	5	40
	29	-103,57	2L70*7	5	60	5	40
	30	-103,57	2L70*7	5	60	5	40
	31	-103,57	2L70*7	5	60	5	40

Катет шва, мм	Загальна довжина шва, м	Норма часу на 10 м.п.	Загальна норма часу на виріб
4	1,84	1,5	0,276
6	4,78	3,3	1,5774
8	0,4	4,6	0,184
10	4,5	1,5	0,675
Разом	11,52		2,7124

Катет шва, мм	Загальна довжина шва, м	Норма часу на 10 м.п.	Загальна норма часу на виріб
4	3	2,3	0,69
6	1,74	3,3	0,5742
8	4,52	4,6	2,0792
10	6,2	1,5	0,93
Разом	15,46		4,2734

Результат розрахунків показав, що використання Єврокоду-3 при проектуванні сітчастих прогонових конструкцій дозволяє домогтися скорочення маси металу на 8% (3599 кг проти 3909 кг), зменшення загальної довжини швів на ферму на 25,5% і витрати електродів на 34,9%.

Застосування європейських норм на практиці дає можливість вітчизняним компаніям по-новому поглянути на оптимізацію будівельних бюджетів на всіх етапах роботи над проектом. «На противагу українським нормам Єврокоди дозволяють ефективно застосовувати сучасні технології проектування, що дає можливість швидше і дешевше будувати з металу, - зазначає керуючий директор УЦСБ Роман Курашев. – Наприклад, застосування європейських норм пожежної безпеки в Україні, а також диференційований підхід до критичної температури сталевих конструкцій дозволять досягти скорочення витрат на вогнезахист окремих елементів на 30-40%».

Європейські перспективи

На думку експертів будівельної галузі, гармонізація європейських норм на проектування з урахуванням особливостей їх застосування в Україні відкриває широкі можливості для розвитку вітчизняного будівельного ринку за рахунок використання сучасних технологій і матеріалів, а також залучення додаткових інвестицій в будівництво нових об'єктів нерухомості.

«Від впровадження та ефективного застосування Єврокодів виграє весь будівельний ринок України, оскільки ми будемо працювати за найсучаснішими нормами у світі, що дозволить проектувати швидко, якісно і надійно, - повідомив Володимир Адріанов. - До того ж, освоєння вітчизняними проектувальниками європейських норм відкриє для них нові, ширші, можливості роботи на європейських ринках». Знання Єврокодів дозволить українським компаніям більш ефективно спілкуватися з іноземними інвесторами, планується зводити в Україні об'єкти нерухомості, запроектовані за європейськими нормами.

Варто відзначити, що для впровадження Єврокодів в практику українських інженерів ще належить виконати велику роботу в рамках діяльності профільних міністерств, наукових інститутів і галузевих організацій. Незважаючи на це, переваги європейських норм на проектування в порівнянні з українськими очевидні, що дозволяє давати оптимістичні прогнози щодо їх майбутнього в Україні.