Еврокод-3: экономика стального строительства

Большинство экспертов строительной отрасли сходятся во мнении, что в вопросе экономической эффективности строительства европейские нормы ушли далеко вперед от украинских и позволяют инвестору получить ощутимую экономию средств на возведение объектов недвижимости с сохранением заданной степени надежности конструкций.

В Украине Еврокоды только вступили на путь своего внедрения, однако уже первые сравнительные расчеты показывают безоговорочную капитуляцию отечественных норм при сравнении с европейскими в вопросе экономики строительства.

Превосходство стали

Еврокоды – универсальные и эффективные нормативные документы по проектированию строительных конструкций, основанные на лучшем международном опыте. Принятие Еврокодов в Украине устанавливает гарантированный уровень надежности при проектировании строительных конструкций и сооружений в целом, а также расширяет возможности строительных компаний по оптимизации бюджетов на возведение зданий за счет применения современных технологий и материалов.


Европейский опыт в проектировании, объединенный в Еврокодах, еще раз подтверждает, что сталь является одним из лучших конструкционных материалов, позволяющих архитекторам расширить свое воображение и проектировать современные объекты, а заказчикам экономить на строительстве и получать продукт, максимально удовлетворяющий потребности их бизнеса.

Проектирование
Общие правила проектирования	Мосты
Расчеты на огнестойкость	Башни и вышки
Холодноформованные элементы	Дымовые трубы
Нержавеющая сталь	Силосы
Пластинчатые элементы	Резервуары
Прочность и надежность оболочек	Трубопроводы
Пластинчатые элементы при нагрузках вне площади	Сваи
Проектирование соединений	Подкрановые конструкции
Долговечность
Свойства трещиностойкости и прочности материала в направлении толщины проката
Конструкции с растянутыми элементами
Дополнительные правила для стальных конструкций из сталей классов не выше S700

Еврокоды и ДБН

Подавляющее большинство нормативной строительной базы унаследовано Украиной от СССР и сформировано еще в 70-80-х годах прошлого столетия. «Расчетная база украинских и европейских норм основана на законах строительной механики и не отличается серьезно, – отмечает Владимир Адрианов, руководитель Комитета по нормативно-технической деятельности Украинского Центра Стального Строительства (УЦСС), заместитель генерального директора, «Украинский научно-исследовательский и проектный институт стальных конструкций им. В.Н. Шимановского». – Однако методики, новые программы и подходы, а также база стандартов, на которые опираются эти нормы, имеют существенные различия».

По мнению руководителя Инженерного центра УЦСС Артема Билыка, ключевым отличиями в подходах к проектированию стальных конструкций по Еврокодам в сравнении с соответствующими государственными нормами Украины являются:

• Ориентированность Еврокодов на компьютерные методы расчета.
• Необходимость учета в зависимости от характера работы конструкции геометрической и физической нелинейности. На практике при статическом расчете наиболее часто учитывается геометрическая нелинейность.
• При статическом расчете Еврокоды требуют учитывать теоретические начальные несовершенства системы и предлагают для этого два подхода: 1 - моделирование системы с геометрическими отклонениями; 2 - задание моделирующих несовершенства эквивалентных усилий. На практике рекомендуется применять второй подход.
• Разделение поперечных сечений стальных элементов на 4, а не на 3 класса. Определение класса сечений, по сути, является проверкой потери местной устойчивости при действии нормальных напряжений. Класс сечения определяет тип расчета элемента.
• Система частных коэффициентов надежности по материалу, условиям работы, нагрузкам и т.п. в ДБН фактически соответствует Еврокодам. Однако, в общем случае, Еврокоды приводят их к приведенным коэффициентам надежности по нагрузкам и несущей способности, как проиллюстрировано на рисунке:

Экономическая эффективность

Эффективность проектирования по европейским нормам можно увидеть как в серьезных крупномасштабных исследованиях, так и в менее сложных работах. Недавно проведенный в рамках деятельности УЦСС сравнительный расчет решетчатых пролетных конструкций по ДБН 2.6-163:2010 и Еврокоду-3 показал целый ряд экономических преимуществ последнего.
Для расчета было взято стандартное промышленное здание с покрытием по фермам пролетом 30 м в Киеве с проектным сроком эксплуатации – 50 лет и классом последствий – СС2.

{php Gallery::GiveGalleryHtml(77, 2, '736', '350'); php}

Название элемента	Стержни	Расчетное усилие, кН	Сечение	Размер швов, мм
				по обушку		по перу
				kf, об	lw, об	kf, п	lw, п
Верхний 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
Нижний 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
Раскосы	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

Название элемента	Стержни	Расчетное усилие, кН	Сечение	Размер швов, мм
				по обушку		по перу
				kf, об	lw, об	kf, п	lw, п
Верхний 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
Нижний 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
Раскосы	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	Общая длина шва, м	Норма времени на 10 м.п.	Общая норма времени на изделие
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
Итого	11,52		2,7124

Катет шва, мм	Общая длина шва, м	Норма времени на 10 м.п.	Общая норма времени на изделие
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
Итого	15,46		4,2734

Результат расчетов показал, что использование Еврокода-3 при проектировании решетчатых пролетных конструкций позволяет добиться сокращения массы металла на 8% (3599 кг против 3909 кг), уменьшения общей длины швов на ферму на 25,5% и расхода электродов на 34,9%.

Применение европейских норм на практике дает возможность отечественным компаниям по-новому взглянуть на оптимизацию строительных бюджетов на всех этапах работы над проектом. «В противовес украинским нормам Еврокоды позволяют эффективно применять современные технологии проектирования, что дает возможность быстрее и дешевле строить из металла, – отмечает управляющий директор УЦСС Роман Курашев. – Например, применение европейских норм пожарной безопасности в Украине, а также дифференцированный подход к критической температуре стальных конструкций позволят достичь сокращения затрат на огнезащиту отдельных элементов на 30-40%».

Европейские перспективы

По мнению экспертов строительной отрасли, гармонизация европейских норм на проектирование с учетом особенностей их применения в Украине открывает широкие возможности для развития отечественного строительного рынка за счет использования современных технологий и материалов, а также привлечения дополнительных инвестиций в строительство новых объектов недвижимости.

«От внедрения и эффективного применения Еврокодов выиграет весь строительный рынок Украины, т.к. мы будем работать по самым современным нормам в мире, что позволит проектировать быстро, качественно и надежно, – сообщил Владимир Адрианов. – К тому же, освоение отечественными проектировщиками европейских норм откроет для них новые, более широкие, возможности работы на европейских рынках». Знание Еврокодов позволит украинским компаниям более эффективно общаться с иностранными инвесторами, планирующими возводить в Украине объекты недвижимости, запроектированные по европейским нормам.

Стоит отметить, что для внедрения Еврокодов в практику украинских инженеров еще предстоит проделать большую работу в рамках деятельности профильных министерств, научных институтов и отраслевых организаций. Несмотря на это, преимущества европейских норм на проектирование по сравнению с украинскими очевидны, что позволяет давать оптимистичные прогнозы относительно их будущего в Украине.