Please use this identifier to cite or link to this item: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11299
Title: Rational Design of Short-Span Industrial Building Roof for Reconstruction Conditions
Other Titles: Раціональна конструкція покриття малопрогонової промислової будівлі для умов реконструкції
Рациональная конструкция покрытия малопролетного промышленного здания для условий реконструкции
Authors: Kruhlikova, Nadija G.
Bannikov, Dmytro O.
Keywords: industrial building
collar tie
girder
truss
software complex SCAD for Windows
finite element method
промислова будівля
ригель
балка
ферма
проектно-обчислювальний комплекс SCAD for Windows метод скінченних елементів
метод скінченних елементів
промышленное здание
проектно-вычислительный комплекс SCAD for Windows
метод конечных элементов
КБВ
Issue Date: 2019
Publisher: Дніпровський національний університет залізничного транспорту імені академіка В. Лазаряна, Дніпро
Citation: Kruhlikova, N. G. Rational design of short-span industrial building roof for reconstruction conditions / N. G. Kruhlikova, D. О. Bannikov // Наука та прогрес транспорту. – 2019. – № 2 (80). – С. 144–152. – DOI: 10.15802/stp2019/165853.
Abstract: EN: Purpose. Recently, the demand for reuse of industrial buildings that have not been in operation for some time has been increasing in Ukraine. Herewith, quite often the design of their roof requires the complete replacement and renovation by using modern roofing materials to meet the requirements of new government standards. Therefore, the choice and justification of the rational design of steel roof on the example of a short-span industrial building (18-24 m span), which is planned to be returned to exploitation after idle time, is the main goal of this publication. The object of the analysis is an unheated building equipped with bridge cranes of a small capacity (up to 10 tons). Methodology. To achieve this purpose, the comparison of structural variants of a roof steel collar tie was per-formed. Such variants include two types of collar tie cross-section – a lattice truss and a solid I-girder. The first type was analyzed for four possible types of section of elements – double angles, a roll-welded square profile, an electric-welded round tube and a rolled round tube. The second type was analyzed for two possible types of section – rolled I-section made of normal strength steel and fabricated sections of thin-gage high-strength steel. The design variants were compared on the basis of a numerical analysis of their work using the finite element method based on the soft-ware complex SCAD for Windows. Findings. According to the research results it should be stated that for the con-ditions of the city of Dnipro the most cost-effective variant of the steel collar tie cross section for the short-span in-dustrial building is the truss made of electric-welded round tubes. Also the construction of collar tie made of roll-welded square profiles or fabricated section of thin-gage high-strength steel is considered quite effective. Originality. The research presented in the publication allows estimating the possibility and economic efficiency of usage for various types of cross-sections for the collar tie of a steel non-insulated roof of the industrial building for the reconstruction conditions in the Dnipro-city. Practical value. A practical estimation of mass and cost parameters for steel collar ties of various types has been carried out, and the methodology for conducting such estimation has been substantiated.
UK: Мета. Останнім часом в Україні зростає попит на повторне використання промислових будівель, які протя-гом певного часу не перебували в експлуатації. При цьому досить часто конструкція їх покрівлі потребує пов-ної заміни й оновлення із сучасних покрівельних матеріалів з урахуванням вимог нових державних норм. Тому вибір та обґрунтування раціональної конструкції сталевого покриття на прикладі малопрогонової промислової будівлі (прогін 18–24 м) для повернення її до експлуатації після простою є основною метою цієї публікації. Об’єкт аналізу – неопалювана будівля, обладнана мостовими кранами незначної вантажопідйомності (до 10 т). Методика. Для досягнення поставленої мети виконано зіставлення конструктивних варіантів несного сталево-го ригеля покрівлі. Розглянуто два типи перерізу ригеля: наскрізний – у вигляді ферми й суцільний – у вигляді двотаврової балки. Перший тип проаналізовано для чотирьох можливих типів перерізу елементів – подвійні кутики, гнутозварний квадратний профіль, електрозварна кругла труба й прокатна кругла труба. Другий тип досліджено для двох можливих типів перерізу – прокатний двотавровий профіль зі сталі звичайної міцності і зварний профіль із тонкостінної сталі підвищеної міцності. Зіставлення конструктивних варіантів виконано на основі чисельного аналізу їх роботи методом скінченних елементів на базі проектно-обчислювального комплексу SCAD for Windows. Результати. Проведене дослідження дає змогу констатувати, що для умов м. Дніп-ро найбільш економічно ефективним варіантом перерізу сталевого ригеля промислової будівлі невеликих про-гонів є ферма з електрозварних круглих труб. Також досить ефективною слід вважати конструкцію ригеля, виконану з ферм із гнутозварними квадратними профілями або зварного двотаврового типу з тонкостінної ста-лі підвищеної міцності. Наукова новизна. Описане в публікації дослідження дозволяє оцінити можливість, а також економічну ефективність використання різних типів перерізів для ригелів сталевої неутепленої покрів-лі промислової будівлі з метою реконструкції в м. Дніпро. Практична значимість. Виконано практичну оцін-ку масових і кошторисних показників для сталевих ригелів різних типів, а також обґрунтовано методику про-ведення подібної оцінки.
RU: Цель. В последнее время в Украине возрастает спрос на повторное использование промышленных зданий, которые на протяжении определенного времени не находились в эксплуатации. При этом довольно часто конструкция их покрытия требует полной замены и обновления из современных кровельных материалов с учетом требований новых государственных норм. Поэтому выбор и обоснование рациональной конструкции стального покрытия на примере малопролетного промышленного здания (пролет 18–24 м) для возврата в эксплуатацию после простоя является основной целью публикации. Объект анализа – неотапливаемое здание, оборудованное мостовыми кранами незначительной грузоподъемности (до 10 т). Методика. Для достижения поставленной цели было выполнено сопоставление конструктивных вариантов несущего стального ригеля покрытия. В качестве таких вариантов рассмотрено два типа сечения ригеля – сквозной в виде фермы и сплошной в виде двутавровой балки. Первый тип проанализирован для четырех возможных типов сечения элементов – двойные уголки, гнутосварной квадратный профиль, электросварная круглая труба и прокатная круглая труба. Второй тип исследован для двух возможных типов сечения – прокатный двутавровый профиль из стали обычной прочности и сварной профиль из тонкостенной стали повышенной прочности. Сопоставление конструктивных вариантов выполнено на основе численного анализа их работы методом конечных элементов на базе проектно-вычислительного комплекса SCAD for Windows. Результаты. Проведенное исследование даёт возможность констатировать, что для условий г. Днипро наиболее экономически эффективным вариантом сечения стального ригеля промышленного здания небольших пролетов является ферма из электросварных круглых труб. Также достаточно эффективной следует считать конструкцию ригеля, выполненную из ферм с гнутосварными квадратными профилями или сварного двутаврового типа из тонкостенной стали повышенной прочности. Научная новизна. Представленные в публикации исследования позволяют оценить возможность и экономическую эффективность использования различных типов сечений в качестве ригеля стального не утепленного покрытия промышленного здания для условий реконструкции в г. Днипро. Практическая значимость. Выполнена практическая оценка массовых и стоимостных показателей для стальных ригелей различных типов, а также обоснована методика проведения подобной оценки.
Description: N. Kruhlikova: ORCID 0000-0003-2822-6696, D. Bannikov: ORCID 0000-0002-9019-9679
URI: http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11299
http://stp.diit.edu.ua/article/view/165853/167950
http://stp.diit.edu.ua/article/view/165853
Other Identifiers: DOI: 10.15802/stp2019/165853
Appears in Collections:Статті КБВ
№ 2 (80)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Kruhlikova.pdf1,2 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.