Будущее металлического мостостроения
Все чаще в России строители выбирают металл для возведения мостов, путепроводов и пешеходных переправ. Так, сейчас в Новосибирске специалисты возводят масштабное искусственное сооружение длиной 5,6 километра через реку Обь в створе улицы Ипподромной из стали марки 10ХСНД-2. Этот же материал мостовики применили в прошлом году в столице при строительстве 322-метровой переправы через реку Москву в составе Юго-Восточной хорды. О развитии данного направления шла речь на конференции «Металлическое мостостроение. Задачи. Преимущества. Перспективы» в рамках 8-й международной специализированной выставки «Металлоконструкции-2023».
Атмосферостойкая сталь
Технологии в производстве стали и стальных конструкций не стоят на месте. Так, все чаще мостовики используют атмосферостойкий металл для пролетных сооружений, которые ни в момент строительства, ни в будущем не требуют лакокрасочного покрытия. Например, говорит директор по продажам АО «Мостостройиндустрия» Андрей Комаристов, такой подход использован при возведении путепровода через Центральную кольцевую автодорогу (ЦКАД) и на нескольких других объектах компании. Выбирают атмосферостойкую сталь и специалисты ГК «Трансстройпроект» при работе над своими проектами, например, для модульных переправ через малые реки.
Впрочем, мостовики не отказываются и от традиционных способов защиты в виде краски или цинка.
Расширение сортамента
Тем временем в отрасли продолжаются активные дискуссии о расширении сортамента стали для применения в мостостроении. Напомним, новый межгосударственный стандарт ГОСТ 6713-2021 предлагает при строительстве стальных конструкций железнодорожных, автодорожных, совмещенных, городских и пешеходных мостовых сооружений использовать прокат категории 2 и 3 в термомеханическом обработанном состоянии после контролируемой прокатки, в том числе с ускоренным охлаждением, отжига, отпуска, нормализующей прокатки и закалки с прокатного нагрева. Кроме того, в документе говорится о применении стали нового класса прочности 14ХГНДЦ-С390, введении бора для микролегирования 10ХСНД и расширении сортамента толстолистового проката с 40 до 110 мм. Авторы документа полагают, что эти преобразования позволят покрыть дефицит материала, который, по данным Минпромторга, оценивается в 100 000 тонн.
Еще в прошлом году новый стандарт встретил критику со стороны мостостроителей, так как указанные в документе виды стали не прошли соответствующих испытаний при возведении искусственных сооружений. Тем не менее документ отменял советский ГОСТ 6713-91 и массово применяемый в Российской Федерации при производстве металла для мостов и путепроводов ГОСТ Р 55374-2012.
Министерство транспорта Российской Федерации прислушалось к опасениям мостовиков и отложило введение в действие нового стандарта, пока его авторы из ЦНИИТС не проведут соответствующих испытаний. В июле прошлого года комплексная программа по исследованию разных видов обработки и проката по образцам была утверждена и запущена. Первые результаты данной работы озвучили в рамках конференции «Металлическое мостостроение. Задачи. Преимущества. Перспективы».
«Программа предусматривала несколько этапов: испытания самого чистого металла, сварных соединений, высокопрочных болтов и выносливости. И если на все эти моменты мы отвечаем "да", то даем добро, — заявил заместитель генерального директора по научной работе АО "ЦНИИТС" Юрий Новак. — Хочу сразу сказать, что все образцы прошли испытания с честью, замечаний нет, то есть дорога опытному строительству и проектированию открыта».
В общей сложности специалисты ЦНИИТС испытали 600 образцов, используя листы толщиной 16, 32 и 40 мм. При этом выявилась зависимость: чем толще лист, тем выше его свойства. Не обошли стороной и технологический процесс контролируемой прокатки. Надо отметить, что это материал не новый и попытки применения его в мостах осуществлялись, хотя и не были использованы. При этом такая сталь находит широкое применение в зарубежных практиках мостостроения и промышленно-гражданском строительстве.
Впрочем, металлургические заводы пока не спешат запускать массовое производство новых видов стали для мостостроения. По словам Юрия Новака, этого следует ожидать после того, как результаты исследований утвердят специалисты Минтранса России и дадут старт следующему этапу опытного внедрения в строительстве и проектировании.
В ответ на это представители «Уральской Стали» предложили продолжить испытания и бессрочно продлить действие массово применяемого в Российской Федерации ГОСТа Р 55374-2012. «Результаты испытаний не позволяют с уверенностью гарантировать надежность и долговечность мостовых металлоконструкций, изготовленных из проката по новому ГОСТу. В связи с этим необходимо провести углубленные металловедческие исследования проката в термомеханически обработанном состоянии с привлечением профильных научно-исследовательских институтов, полноценную работу по разработке технологии производства, сварки и изготовления мостовых металлоконструкций из новых толщин от 51 до 110 мм во всех состояниях поставки, а также расширенные испытания сварных соединений из стали марки 14ХГНДЦ с углеродным эквивалентом 54%», — отметил специалист технической дирекции ООО УК «Уральская Сталь» Дмитрий Нижельский.
К обсуждениям подключились и специалисты АО «Объединенная металлургическая компания» (ОМК), которые также предоставили для исследований нового ГОСТа 1022 образца общей массой 20 тонн. Главный специалист ОМК Артем Кравченко предложил в новом стандарте уточнить требования к листовому прокату из стали 10ХСНД при любом состоянии поставки (нормализация, закалка с отпуском, контролируемая прокатка с ускоренным охлаждением) в части химического состава по содержанию серы, ниобия, ванадия, молибдена и бора, а также предельных показателей испытаний на растяжение, ударный изгиб, неметаллические включения, ультразвуковой контроль и твердость по Бринеллю, которая на данный момент не оговорена.
Пока дискуссии и исследования продолжаются, в России по-прежнему действует старый ГОСТ Р 55374-2012, восстановленный в действии до 1 января 2024 года. Именно его металлурги, заводы по производству стальных конструкций и проектировщики используют для возведения новых искусственных сооружений.
Renga Software подготовила шаблон проекта для прохождения экспертизы
Технологии информационного моделирования поступательно развиваются в нашей стране. Об этом говорит и постоянный рост запросов от пользователей с просьбами разъяснить, как подготовить модель в Renga по требованиям той или иной региональной экспертизы. Чтобы помочь в этом вопросе, компания Renga Software подготовила для проектировщиков, работающих в Renga, пример шаблона, который поможет чётче понять все аспекты подготовки цифровой информационной модели к прохождению в экспертизе.
Первая часть этой большой работы была создана при поддержке пользователей Renga. Проектная компания ООО «КС-Девелопмент» (г. Ростов-на-Дону) предоставила свой проект в качестве основы для разработки шаблона. Стоит отметить, что первоначальный проект уже проходил госэкспертизу в формате проектной документации.
Кроме этого, большую поддержку в процессе работы оказали специалисты отдела внедрения технологий информационного моделирования СПб ГАУ «Центр государственной экспертизы» (г. Санкт-Петербург). Стоит отметить профессионализм сотрудников СПб ГАУ ЦГЭ – очень грамотные требования к ЦИМ.
Шаблон представляет комплект материалов, в который вошли:
- Модель многоквартирного жилого дома, смоделированная полностью в Renga.
- Файлы сопоставления типов и параметров, которые понадобятся для экспорта из Renga в IFC.
- Шаблон для создания проекта, настроенный по требованиям СПб ГАУ ЦГЭ, который в последующем можно передать на экспертизу в формате ЦИМ.
- Подробная инструкция по работе с шаблоном.
Эталонная модель
В качестве примера был взят проект односекционного многоквартирного жилого дома. Первым этапом была разработана модель архитектурных решений и базовая модель (модель строительных объёмов и зон), которая входит в состав ЦИМ, передаваемая на экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ в формате IFC.
Также данные модели представлены и в формате IFC.
Разработка проекта продолжается. На следующих этапах в модели будут появляться конструктивные решения, инженерное оборудование и системы.
Файлы сопоставления
Это правила, без которых формирование модели IFC по требованиям экспертизы не может быть осуществлено. Вместе с моделью также подготовлены файлы сопоставления типов и параметров для правильного экспорта в IFC.
Шаблоны проектов
На основе выполненных моделей, созданы шаблоны проектов для основной и базовой моделей. Они пригодятся для создания собственных проектов, которые будут проходить экспертизу в СПб ГАУ ЦГЭ.
Они формируют информационную модель по действующим на данный момент времени требованиям СПб ГАУ ЦГЭ (версия 3.0). Файлы сопоставления (для экспорта в IFC) настроены для работы именно с этой моделью данных.
Большой проект стартовал. Надеемся, что он послужит точкой опоры для многих проектировщиков и повысит уровень знаний по информационным технологиям. Первую часть уже можно скачать c сайта Renga Software. По мере разработки следующих разделов, комплект материалов будет обновляться. В перспективе он может быть масштабирован до требований других экспертиз.
В СПбГАСУ придумали новый метод для расчета трубобетонных конструкций
Специалисты СПбГАСУ разработали программу для расчета трубобетонных конструкций «обратным» методом. Получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2022663635.
Трубобетонные конструкции применяются там, где есть высокие нагрузки, – при строительстве мостов и большепролётных зданий, в высотном строительстве. Благодаря своей внешней стальной оболочке трубобетонные конструкции позволяют ускорить строительство, поскольку на этапе возведения здания часть нагрузки, возникающей при монтаже, берёт на себя стальная труба. Другим важным преимуществом трубобетонных конструкций является повышенная несущая способность.
В современных нормативных документах трубобетонную конструкцию при внецентренном сжатии рассматривают как железобетонную. Григорий Белый, профессор-консультант кафедры железобетонных и каменных конструкций СПбГАСУ, и Алёна Ведерникова, старший преподаватель кафедры архитектурно-строительных конструкций СПбГАСУ, разработали более точный метод для ее расчета. Кроме того, этот метод ускоряет расчеты в несколько раз.
«Новый метод точнее, поскольку при каждом расчете учитывает фактическую жесткость. Он приближен к методам нелинейного расчета, как, например, в программе ANSYS. Вторая его особенность в том, что он обратный. В прямых методах неизвестна нагрузка и то, как поведет себя конструкция. В обратном методе меньше неизвестных. Мы задаем предельную деформацию, считая стержень абсолютно упругим, а потом выделяем фактическую и фиктивную нагрузку в общем упругом загружении. У нас простая форма расчета – маленькая таблица в Exсel и лаконичный программный код. Такая форма удобна, наглядна и еще не применялась для решения подобных задач», – прокомментировала Алёна Ведерникова.
В настоящий момент пройден этап регистрации второй версии программы.
