автореферат диссертации по строительству, 05.23.08, диссертация на тему:Автоматизированное проектирование комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий

РГб од

к л '

На правах рукописи

Кузнецов Сергей Михайлович

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ СТРОИТЕЛЬСТВА ПРОМЫШЛЕННЫХ ЗДАНИЙ

Специальность 05.23.08. - Технология и организация строительства

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Новосибирск 2000

Работа выполнена в Сибирском государственном университете путей сообщения

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Ю.И. Бик

доктор технических наук, профессор В.Е. Дубенчак

доктор технических наук, профессор Д.Г. Одинцов

Ведущая организация - ОАО "Новосибирский Промстройпроекг"

Защита состоится "31" октября 2000 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 064.04.03 в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете по адресу: 630008, Новосибирск, ул. Ленинградская, 113, ауд. 306.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан "20" сентября 2000 г.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных условиях для вывода из кризиса строительного комплекса требуется ускорение научно-технического прогресса и повсеместное применение ресурсо- и энергосберегающих технологий, что ставит перед строительством масштабные и сложные задачи. Повышается ответственность проектных и строительных организаций за уровень качества продукции. Особо актуальным становится поиск новых методов, технологий и моделей, которые способствуют снижению себестоимости строительной продукции и обеспечивают рентабельную работу строительных организаций.

Существующая система проектирования зданий, как правило, предусматривает разработку возможных конструктивных схем зданий без учёта организационно-технологических особенностей строительства. При этом лучшая схема сооружения выбирается по одному из следующих критериев: минимальному расходу материалов; минимальной массе строительных конструкций; минимальной стоимости строительных конструкций и др. Далее составляются рабочие чертежи выбранного конструктивного варианта здания, и только затем технологи разрабатывают различные варианты производства работ и рассчитывают затраты на строительство объекта. Это не всегда приводит к желаемому результату. Возникает необходимость создания научно-методического обеспечения, позволяющего выбирать ресурсо- и энергосберегающие материалы, конструкции, механизмы и машины, соответствующую этому конструктивную схему и технологию строительства, причём совокупности технических и технологических решений следует рассматривать в качестве вариантов, из которых по экономическим и экологическим соображениям можно выбирать рациональный для последующей организационной разработки и реализации.

Решение этой проблемы требует обеспечения оперативности разработки и экономичности принятых вариантов, что, в свою очередь, может быть до-

стигнуто лишь при автоматизированном многовариантном проектировании отдельных элементов зданий, а также сооружений в целом. При этом многовариантность проектных проработок может надежно обеспечить выбор рационального сочетания технических решений и экономических интересов, но ставит перед проектировщиками две важные задачи. Это, во-первых, создание методологической основы автоматизации разработки и оценки вариантов проектных решений, во-вторых, создание баз данных, необходимых как для формирования и оценки возможных вариантов проектных решений зданий, так и для проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства зданий и сооружений. Актуальность проблемы подтверждается решением Правления ассоциации строительных высших учебных заведений (Протокол №29) от 9.06.2000 г.

Работы в указанном направлении ведут многие научно-исследовательские и проектные институты, в том числе и Сибирский государственный университет путей сообщения (СГУПС). Так, с середины 70-х годов здесь при непосредственном участии автора в соответствии с отраслевой научно-технической программой 0.55.16 выполняются работы по созданию системы технико-экономического обоснования принятия решений при строительстве промышленных и гражданских зданий. Непременной составной частью данной системы является система автоматизированного проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных и гражданских зданий.

Целью работы является создание методологической основы совершенствования методик, методов, моделей проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промзданий при известной номенклатуре конструкций массового применения на основе новых информационных технологий и надежной технико-экономической оценки конструктивных решений по показателям материалоемкости, трудоемкости и дисконтированных интегральных затрат.

Задачи исследований:

1. Разработка автоматизированной комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий.

2. Разработка методологии ресурсосберегающего проектирования комплектов конструкций, машин и механизмов для строительства зданий из сборных элементов. Методология предусматривает создание автоматизированного ресурсосберегающего проектирования промышленных зданий, позволяющего значительно улучшить качество многовариантного проектирования за счёт синтеза объёмно-планировочных решений, конструктивного и технологического проектирования зданий и использования баз данных по строительным материалам, конструкциям, машинам и механизмам.

3. Разработка методики и программного обеспечения для определения на стадии проектирования технико-экономических показателей железобетонных конструкций с учётом их технологических и прочностных свойств на основе имеющихся нормативов для создания базы данных по строительным конструкциям.

4. Разработка моделей ключей подбора и технико-экономических показателей строительных конструкций при неполной информации о проекте для использования их при ресурсосберегающем проектировании комплектов строительных конструкций.

5. Разработка метода и программного обеспечения по ресурсосберегающему проектированию вариантов проектных решений промышленных зданий с минимальными затратами.

6. Разработка метода и программного обеспечения по ресурсосберегающему проектированию комплектов материалов, конструкций, машин и механизмов для строительства промышленных зданий.

7. Разработка метода и программного обеспечения для прогнозирования рациональных областей применения новых материалов, конструкций, машин и

механизмов при строительстве промышленных зданий.

8. Создание базы технических и экономических показателей строительных материалов, конструкций, машин и механизмов с учётом технологических особенностей строительства для использования их при автоматизированном проектировании комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий.

На защиту выносятся:

1. Методология автоматизированного проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий.

2. Системный подход в реализации методологии.

3. Метод автоматизированного составления и технико-экономического обоснования вариантов проектных решений сооружений с учётом организационно-технологических особенностей строительства и формирования для возведения каждого варианта здания необходимого комплекта строительных машин, механизмов, материалов и конструкций из баз данных.

4. Методика автоматизированного определения технико-экономических показателей железобетонных конструкций на основе имеющихся нормативов.

5. Информационные технологии по формированию и оценке вариантов комплектов строительных материалов, конструкций, машин и механизмов.

6. Метод автоматизированного выбора из баз данных строительных машин, механизмов, материалов и конструкций с учётом их несущей способности и технологических свойств для компоновки проектных решений вариантов промышленных зданий из сборных элементов с минимальным значением целевой функции.

7. Метод автоматизированного прогнозирования рациональных областей применения новых строительных материалов, конструкций, машин и механизмов при строительстве промышленных и гражданских зданий.

8. Многофакторные математические модели технико-экономических показателей конструкций и комплектов машин при неполной информации о проекте

для использования их в качестве целевой функции при оптимальном организационно-технологическом проектировании.

9. Базы технических и экономических показателей строительных конструкций, материалов, машин и механизмов.

Научная новизна работы заключается в создании системного подхода в методологии автоматизированного режима проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промздания с оптимизацией конструктивных схем сооружения на основе новых информационных технологий за счёт:

1) создания единого метода автоматизированного составления и технико-экономического обоснования вариантов проектных решений сооружений с формированием для возведения каждого варианта здания из баз данных необходимого комплекта строительных материалов, конструкций, машин и механизмов;

2) систематизации необходимых для автоматизации многовариантного проектирования технических и экономических показателей строительных машин, механизмов, материалов, конструкций и создания баз данных;

3) разработки единой методики автоматизированного определения технико-экономических показателей железобетонных конструкций на основе имеющихся нормативов;

4) построения многофакторных математических моделей технико-экономических показателей конструкций и комплектов машин при неполной информации о проекте для использования их в качестве целевой функции при оптимальном организационно-технологическом проектировании;

5) создания единого метода автоматизированного выбора из баз данных строительных машин, механизмов и конструкций с учётом их несущей способности и технологических свойств для компоновки проектных решений вариантов промышленных зданий из сборных элементов с минимальным значением целевой функции;

6) разработки методики автоматизированного прогнозирования рациональных областей применения новых строительных материалов, конструкций, машин и механизмов при строительстве промышленных и гражданских зданий. Практическая ценность работы:

1. Создана система методического, математического и программного обеспечений для реализации автоматизированного проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных и гражданских зданий в автоматизированном режиме с использованием баз данных по строительным материалам, конструкциям, машинам и механизмам, включающая:

модель формирования комплектов машин и механизмов для механизации земляных работ;

модель формирования вариантов монтажа одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий;

многофакторные математические модели подбора автотранспорта для перевозки строительных грузов;

модель выбора автомобильных, пневмоколёсных, гусеничных и башенных кранов;

модель подбора машин для комплексной механизации бетонных работ при строительстве сборных и монолитных зданий и сооружений;

многофакгорные модели влияния скорости движения машин на их основные технико-экономические показатели;

многофакгорные математические модели основных технико-экономических показателей конструкций и машин для оптимизации проектных решений зданий и сооружений;

рекомендации по обоснованию вариантов проектных решений сооружений из сборных элементов;

рекомендации по определению эффективности применения новых материалов, конструкций машин и механизмов;

комплекс программ по автоматизированному проектированию комплексной

ресурсосберегающей технологии строительства промышленных и гражданских зданий из сборных элементов.

2. Созданы базы технических и экономических показателей строительных материалов, конструкций, машин и механизмов для автоматизации трудоёмкого процесса формирования оптимальных комплектов строительных конструкций, машин и механизмов. База данных по строительным конструкциям содержит информацию о: фундаментах под колонны; колоннах для зданий без мостовых кранов, для зданий с мостовыми кранами и фахверковых с высотой от пола до низа стропильных конструкций от 3 до 14,4 м; подкрановых балках пролетом 6 и 12 м; стропильных балках пролётом 6, 9, 12, 18, 24 м; стропильных фермах пролётом 18 и 24 м; плитах покрытия и перекрытия размерами 3x6 и 3x12 м; стеновых панелях длиной 6 и 12 м для отапливаемых и неотапливаемых зданий; фундаментных балках; ригелях. В базу данных по машинам вошли показатели

! ' I

следующих машин и механизмов: катков, скреперов, автомобилей-самосвалов, автогрейдеров, бульдозеров, бортовых автомобилей, прицепов, полуприцепов, панелевозов, плитовозов, автомобильных кранов, гусеничных кранов, пневмо-колёсных кранов, башенных кранов, бетоносмесителей, автобетоносмесителей, бетоновозов, бетононасосов, бетоноукладчиков, пневмонагнетателей и вибраторов.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на: XXXV, XXXVIII, ХЬ, ХЬШ, Х1Л V, ХХЬУ1 и 57-й научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава НГАСУ (Новосибирск, 1978, 1981, 1983, 1986, 1987, 1999, 2000 гг.); научно-технических конференциях молодых специалистов "Молодежь и научно-технический прогресс в строительстве" (Новосибирск, 1978, 1983, 1987 гг.); научно-технической конференции "Вопросы ускорения научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте" (Новосибирск, 1986 г.); технических совещаниях специалистов лаборатории экономики НИИЖБ (Москва, 1981, 1984 гг.); техническом совещании специалистов лаборатории технико-экономических исследований НИИСК

(Киев, 1985 г.); научно-технической конференции "Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта" (Новосибирск, 1987 г.); научно-технической конференции, посвященной 60-летию НИСИ (Новосибирск, 1990 г.); Сибирской конференции по бетону и железобетону (Новосибирск, 1991 г.); научно-технической конференции «Архитектура и строительные конструкции» (Новосибирск, 1991 г.); Второй сибирской конференции по железобетону (Новосибирск, 1992 г.); научно-техническом семинаре кафедры "Технология, организация и экономика строительства" СГУПСа (Новосибирск, 1998, 2000 гг.); II международном конгрессе «Ресурсо- и энергосбережение в реконструкции и новом строительстве» (Новосибирск, 1999 г.); международной научно-практической конференции «Эффективность инвестиций в новое строительство и реконструкцию» (Новосибирск, 2000 г.).

Публикации. Результаты исследования опубликованы в 68 печатных работах.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, шести глав, общих выводов, заключения, списка литературы и приложения. Результаты исследования изложены на 283 страницах основного текста, в том числе 39 таблиц и 71 рисунок. Список использованных источников содержит 276 наименований трудов отечественных и зарубежных авторов; объём приложения - 12 страниц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы и сформулирована цель работы.

Первая глава (Анализ состояния проблемы и задачи исследований) содержит анализ состояния проблемы по основным вопросам. Рассмотрены действующие методики расчёта технико-экономических показателей проектных решений. Они позволяют оценить любое проектное решение, но каждая из них применяется для расчета той или иной части дисконтированных затрат, т.е.

10

предназначена для автономного использования. Несмотря на то, что оптимизация конструкций и зданий ведется несколько лет, единая методика расчета технико-экономических, показателей сборных конструкций и объемно-планировочных, решений промышленных зданий отсутствует.

Дан обзор технико-экономических оценок проектных решений отдельных конструкций и зданий в целом. Доказано, что решение задачи совершенствования проектных решений отдельных конструкций и зданий в целом связано с повышением качества технико-экономического обоснования принятого решения. На стадии проектирования расчет технико-экономических показателей изделий при неполной информации о проекте особенно сложен. Поэтому многие исследователи при оптимизации конструкций пользуются различными упрощенными ч способами. Всё это позволяет утверждать, что нет единой общей методики технико-экономической оценки^ проектных решений, позволяющей получить надежный результат при. анализе отдельных конструкций и зданий в целом. Нетрудно убедиться, что стремление оптимизировать по одному из критериев не дает желаемого результата. Только в конкретных, хорошо изученных условиях частной задачи возможно получить положительный результат при использовании полных выражений целевых функций. В исследованиях применения критериев более общего, вида, обнаруживается, что необходимо еще изучить многие вопросы взаимосвязи проекта с действительными условиями.

Для совершенствования технико-экономической оценки проектных решений и зданий в целом следует создать: базы данных по строительным конструкциям, машинам и механизмам; разработать методическое и программное обеспечения для использования соответствующих баз данных в формировании и оценке проектных решений; создать многофакторные математические модели для задания целевой функции при оптимизации проектных решений как отдельных конструкций, так и зданий в целом.

Проведенный анализ по автоматизации компоновки конструктивной схемы здания показал, что при оптимальном проектировании используются упрощен-

ные методы определения технико-экономических показателей. Слабо, используются базы, данных по имеющимся проектным решениям. Это не всегда приводит к .желаемому результату. Для совершенствования оптимального проектирования следует анализировать накопленный опыт, для.. эт<?го надо создавать ба~ зы данных по строительным материалам, конструкциям, мадоннам, механизмам и улучшать качество технико-экономического обоснования вариантой-

Большой вклад в создание систем автоматизированного проектирования . объектов строительства внесли отечественные .учёные Н.И. Абрамов, В.Т. Александров, Н.П. Бусленко, Н.В. Варламов, Я.П. Ватман, К.Б.. Ганиев, А,А- Гуса- ; ков, Л.С. Ерешко, Л.Г. Ландау, Н.И. Ильин, Г.Ф. Левин, В.Н. ОДасгаченко, Ю.А. Попов, Б.В. Прыкин, И.И. Рафилович, Ю.М. Редько, С.А. Синенко, В.И. Торка-тюк, В.А. Фисун, Ю.Н. Хромец, Г.Я. Эпельцвейг и.др. и зарубежные - ЖЛС. Армоу, А. Бил, Е.С. Буффа, Ч.Е. Истман, Р. Карстен, В. Петрова, Р. Синг и др. При этом практически все разрабатываемые программы ориентированы на наличие полной информации о проектном решении объекта и поэтому пригодны только для использования на завершающей стадии проектирования. Применение этих программ на стадии рассмотрения вариантов требует доработки каж-. дого варианта до уровня рабочих чертежей, что в значительной степени .увели-. чивает материальные и людские затраты. Поэтому. для совершенствования ; вариантного проектирования . необходимо разработать • систему . ! ресурсосберегающего проектирования комплектов конструкций; , машин и механизмов для строительства промышленных зданий, работающую р неполно^ ; исходной информацией на основе новых. информационных технологий. • Эффективная система может быть создана при наличии баз данных и соответствующего программного обеспечения.

На основании краткого анализа состояния вопроса по решаемой)проблеме сделаны следующие выводы:

I. Слабым звеном систем автоматизированного проектирования является технико-экономическое обоснование вариантов объемно-планировочных: реше-

нии промышленных и гражданских здании.

2. Отсутствие единой методики технико-экономической оценки отдельных конструкций и зданий в целом делает результаты трудносопоставимыми. .

3. Для качественного улучшения проектирования объемно-планировочных решений зданий необходимо автоматизировать процесс их компоновки и технико-экономической оценки на стадии рассмотрения вариантов с учетом имеющейся номенклатуры типовых конструкций и ресурсосберегающего проектирования комплектов материалов, конструкций, машин, механизмов и комплексной технологии строительства промышленных зданий на основе новых информационных технологий.

4. При оптимизации проектных решений мало внимания уделяется их технико-экономической оценке. Для описания целевой функции исследователи пользуются упрощенными способами, что не всегда может привести к положительному результату.

5. Все нормативные документы по технико-экономической оценке проектных решений преимущественно ориентированы на ручной счет и состоят из большого количества таблиц. Это в значительной степени осложняет автоматизацию процесса оценки эффективности конструкций, необходимых для компоновки зданий.

Сформулированы цели и задачи исследования.

Вторая глава (Методология автоматизированного проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий) посвящена разработке методологии ресурсосберегающего проектирования комплектов материалов, конструкций, машин, механизмов и комплексной технологии строительства промышленных зданий на основе новых информационных технологий.

Система проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства и формирования комплектов материалов, конструкций, машин и механизмов для строительства промышленных зданий (рис. 1) состоит из синте-

за объёмно-планировочных решений, конструктивного проектирования, проектирования строительных процессов и возведения зданий, моделей, баз данных и комплекса программ. Для автоматизации трудоёмкого процесса проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промзданий на основе современных информационных технологий и объектно-ориентированного программирования автором разработано соответствующее программное обеспечение (см. таблицу). На рис. 2 показаны некоторые возможности математического обеспечения системы ресурсосберегающего проектирования комплектов конструкций, машин и механизмов. Общая схема проектирования ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий приведена на рис. 3.

При разработке методологических основ проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий на основе новых информационных технологий предусмотрено два способа решения проблемы - при полной и неполной исходной информации. Методическое, математическое и программное обеспечения разработаны для проектирования технологии при неполной исходной информации. При этом полная информация является лишь частным случаем неполной информации и значительно облегчает решение поставленной проблемы.

При разработке системы проектирования комплексной ресурсосберегающей технологий строительства промышленных зданий необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить, проанализировать и систематизировать существующие варианты объёмно-планировочных решений, на основе которых разработать математический аппарат и составить программное обеспечение, позволяющее в общем виде формировать варианты объёмно-планировочных решений (без разработки рабочих чертежей), строить конструктивные схемы здания и рассчитывать потребность в строительных конструкциях.

Рис. 1. Схема системного проектирования комплектов конструкций, машин и механизмов для строительства промышленных зданий

Создание бв>ь данных по строительным _конструкциям_

Вкэд иооэдной информации по строитштньм конструкциям

Создание бевы данных по строительным

Рао^йттшамно ид-шошпеооос псжадагепей _строительных конструццй_

Ввод иосодной информации по с1рои1алыым машинам и мяваичзмом

База данных по строительным конструкциям

Н

Система управления базами данных

Метемапиеши модели тюнике едчомтюомх показателей сборных жапеаобегоиньес юнструюрЛ

проектирования комплектов конструкций для строительства ууЛ * сооружений

Тдоимо —о» кжанеыош оценка проектных решешй зданий и отдельных сгроишжых шнструщий

Рациональные обпасти применено» ношх строительных материалов и вонструщий

Ваза данных по строительным машинам и механизмам

Подмбг объемов ее* тяных и строительно*

. монтаж шхребот

Эишымнни маюмничесжиа модели пиирившл комплектов матч и мепаинмса для строительства «да*чй и оооруже>чЛ _

сгроитапымх машин и мяванеамоа и ■арммгтпв метниэации работ

Рационалыые облест примерам новых строительных мате) и мегмчшоа

Рис. 2. Структура и возможности математического обеспечения ресурсосберегающего проектирования комплектов конструкций, машин и механизмов

Рис. 3. Общая схема проектирования комплектов конструкций, машин и механизмов для строительства промышленных зданий

Возможности программного обеспечения

Пня Назначение программы

Земляные работы

Рог Определение объемов работ и оптимальное распределение грунта при вертикальной планировке площадки

Затоыа1 Подбор марок и расчет ТЭП автотранспорта для перевозки грунта

ЕзктаЮг Подбор марок и расчет ТЭП одноковшовых экскаваторов

Зкгерег Подбор марок и расчет ТЭП прицепньк и самоходных скреперов.

ВиМсаег Подбор марок и расчёт ТЭП бульдозеров.

Езкот Выбор комплекта и расчёт ТЭП эксхаватора и автосамосвалов

Ро%ги2Шк Подбор марок и расчет ТЭП фронтальных погрузчиков

Сге\>с1ег Подбор марок и расчёт ТЭП автогреидеров

Каюк Подбор марок и расчёт ТЭП катков

С1иЫпа Определение глубины промерзания грунта

Бетонные работы

Р$Ь Подбор состава бетонной смеси ка тяжелых заполнителях

Рд5 Подбор марок бетоносмесителей и вычисление их ТЭП

Ш Подбор марок автотранспорта и расчёт их ТЭП для перевозки бетонной смеси

РЬп Подбор марок бетононасосов и расчет их ТЭП

иЬз Подбор марок вибраторов и определение их ТЭП

Тепло* Подбор конструкции опалубки с помощью метода термоса

ТегтоЬез Подбор требуемой температуры разогрева бетонной смеси при заданной конструкции опалу бки

ТегтоЪеХ Подбор параметров электропрогрева бетона при заданной конструкции опалубки

Тегтора1 Подбор требуемой температуры прогрева бетона в греющей опалубке

ТегтоёоЬ Подбор противоморозных добавок для бетонирования в зимних условиях

Монтаж

Кор2 Определение номенклатуры конструкций и объёмов строительно-монтажных, бетонных и сварочных работ для возведения одноэтажных промышленных зданий

Морг Определение номенклатуры конструкций и объёмов строительно-монтажных, бетонных и сварочных работ для возведения многоэтажных промышленных зданий

Кгап Выбор марок монтажных кранов и определение экономической целесообразности их использования при монтаже объектов

Задачи линейного программирования

Ятр/у Решение задачи линейного программирования симплекс-методом

Решение целочисленной задачи симплекс-методом

Тгапху Решение транспортной задачи

Яи Решение системы линейных уравнений методом Гаусса

Сгапм Графическое решение задачи линейного программирования

Хоп Определение рационального закрепления машин и механизмов для выполнения определенных строительных работ

Экономика

7.V Расчёт баланса сложной экономической системы

РоЫ Расчет внутренней нормы прибыли

Тер . Расчёт основных ТЭП сборных железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий

Тер.ч Расчёт основных ТЭП сборных железобетонных конструкций промышленных и гражданских зданий при неполной информации о проекте

Регрессионный анали1

ЬЫеИ Построение многофакторных математических моделей шаговым регрессионным методом

Построение графиков

СгарЫс Построение графиков с использованием базы данных и многофакторных математических моделей

2. Выбрать комплект конструкций для компоновки каждого варианта конструктивной схемы здания. Для этой цели требовалось разработать соответствующие математическое и программное обеспечения, которые позволили бы в диалоговом режиме из баз данных по строительным конструкциям выбирать комплект конструкций с минимальным значением целевой функции. В качестве целевой функции для оценки проектных решений конструкций приняты дисконтированные интегральные затраты, которые включают в себя расходы на производство изделий, транспортировку до строительной площадки и монтаж, а также отчисления средств в стройиндустрию, в метизную и металлургическую промышленность. Кроме того, дисконтированные интегральные затраты предусматривают расходы, связанные с проведением технического обслуживания, текущих и капитальных ремонтов за нормативный срок эксплуатации зданий. Компоновка одноэтажных промышленных зданий из сборных железобетонных конструкций, хранящихся в базе данных, под конкретные условия применения с помощью ключей даже при использовании ЭВМ является очень трудоемким процессом, требующим значительного объема памяти. Поэтому ключи стеновых панелей и колонн заменены многофакторными математическими моделями.

3. Создать базу технических и экономических показателей строительных материалов и конструкций с учётом технологических свойств.

4. Разработать математическое и программное обеспечения для расчёта дисконтированных интегральных затрат на возведение и эксплуатацию каждого варианта проектного решения здания. Для учёта затрат на возведение вариантов здания разработать соответствующие алгоритмы и программы, позволяющие рассчитать требуемые объёмы работ, подобрать наиболее экономичный комплект машин и механизмов для строительства и создать базу технических и экономических показателей строительных машин и механизмов для автоматизации проектирования.

5. Создать математическое и программное обеспечения для автоматизации расчёта основных технико-экономических показателей на возведение и эксплуатацию каждого варианта проектного решения здания, выбора лучшего варианта и формирования для его строительства комплектов материалов, конструкций, машин и механизмов. На практике часто возникает необходимость выбора объектов по нескольким критериям. Например, выбрать конструкцию наименьшей стоимости с минимальным расходом арматурной стали; отыскать проектное решение здания наименьшей массы и стоимости и так далее. Как известно, нормированные переменные имеют одинаковые средние величины, равные 1, поэтому автором вместо двух функций предполагается использовать обобщенную целевую, функцию 2 = 2\ + Кпр22, где 2\ и 2г - целевые функции;

Кпр=Ъ=, где г, и 2г - средние величины 2\ и 2г. Это позволяет объединить

две и более различных целевых функций в одну, что очень важно при решении задач математического программирования.

6. Одной из экономически ответственных задач в области строительства является рациональное использование строительных материалов и конструкций. Задача определения областей рационального применения арматурных сталей в традиционных конструкциях покрытий автором решалась с использованием соответствующей базы данных. Для каждого вида арматуры под весь диапазон расчетных нагрузок из базы выбирались конструкции с минимальными дисконтированными затратами. Проведенные исследования показали следующее:

1) стропильные балки пролетом 6 м таврового сечения целесообразнее изготавливать с ненапрягаемой арматурой класса А-Ш;

2) стропильные балки пролетом 9 м двутаврового сечения получаются экономичнее с ненапрягаемой арматурой класса А-Ш;

3) стропильные решетчатые балки пролетом 12 м следует изготавливать с напрягаемой арматурой класса Вр-Н;

4) стропильные балки и фермы пролетом 18 м эффективнее изготавливать с

напрягаемой арматурой классов К-7 и А-У;

5) стропильные балки и фермы пролетом 24 м получаются экономичнее с напрягаемой арматурой класса К-7.

7. При работе с неполной информацией по конструкциям необходимо было построить многофакторные математические модели технико-экономических показателей сборных железобетонных изделий, которые позволят записать целевую функцию для оптимизации конструкций и рассчитать показатели конструкций на стадии их разработки (до разработки рабочих чертежей). Существующие же методы определения технико-экономических показателей конструкций требуют доработки каждого варианта до уровня рабочих чертежей.

Сбор информации при построении многофакторных моделей технико-экономических показателей железобетонных конструкций вручную является весьма трудоемким процессом. Без его автоматизации невозможно было бы в кратчайшие сроки построить многофакгорные математические модели. Для автоматизации построения моделей технико-экономических показателей железобетонных изделий в работе использовалась база данных. Накопленная в базе данных информация по конструкциям легла в основу построения многофакторных моделей (1) для расчёта ТЭП сборных железобетонных конструкций при неполной информации о проекте.

Р=А0+А,1+А^+АзБт+А4В+А5уб+АйВап+А7В11+А^+А9К,+А^ег, (1)

где Р - технико-экономический показатель конструкций (включая Зк - приведенные затраты, Со - себестоимость «в деле», Тд- суммарную трудоемкость изготовления и монтажа и т.д.); А, - коэффициенты уравнений; Ь - длина конструкции (для колонн высота этажа), см; Б - площадь конструкции, м2; Бт - расход бетона, м3; В - класс бетона, МПа; у6 - плотность бетона, кг/м3; Вст - общий расход стали, кг; Вн - расход напрягаемой арматуры, кг; с? - диаметр напрягаемой арматуры, см; /?, и - расчетные сопротивления арматуры для предельных состояний первой и второй группы, МПа.

В ходе исследований по разработке методологии проектирования комплекс-

20

ной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий получены следующие результаты:

1. Созданы методологические основы ресурсосберегающего проектирования комплектов материалов, конструкций, машин и механизмов для строительства промышленных зданий на основе современных информационных технологий, позволяющие значительно улучшить качество многовариантного проектирования за счёт синтеза объёмно-планировочных решений, конструктивного, технологического проектирования зданий и баз данных по строительным материалам, конструкциям, машинам и механизмам.

2. Созданы базы технических и экономических показателей строительных материалов, конструкций, машин, механизмов и соответствующее программное обеспечение, позволившее автоматизировать трудоемкий процесс формирования и оценки вариантов организационно-технологических решений при строительстве промышленных зданий.

3. Разработан метод обоснования эффективности применения новых материалов и конструкций в реальных зданиях, который за счёт создания подсистемы позволяет работать с базами данных в автономном режиме и решать ряд задач по оценке эффективности применения новых материалов и конструкций.

4. Разработанное программное обеспечение «Modell» позволило автоматизировать процесс построения многофакторных математических моделей с использованием выборочной информации из баз данных. С помощью «Modell» впервые построены многофакторные модели ТЭП всей номенклатуры элементов одноэтажных промышленных зданий в зависимости от прочностных характеристик конструкций при неполной информации о проекте, которые использовались НИИСКом при оптимизации конструкций.

5. Предложены многофакторные модели ключей для подбора стеновых панелей и колонн при компоновке габаритных схем зданий под конкретные условия применения, позволившие автоматизировать процесс компоновки одноэтажных промышленных зданий.

Третья глава (Проектирование комплектов материалов и конструкций для строительства промышленных зданий) посвящена разработке модели автоматизированного формирования и оценки вариантов проектных решений промышленных зданий. Приведенная модель позволяет из типовых конструкций, показатели которых хранятся в базе данных, сформировать и оценить варианты проектных решений промышленного здания. Также сформулированы основные принципы формирования комплектов строительных материалов и конструкций для компоновки здания.

Для разработки модели формирования здания при неполной исходной информации предложено использовать поисковое предписание сооружения. Это предписание характеризует назначение, основные габаритные размеры, наличие подъемно-транспортного оборудования, район строительства, эксплуатационную среду и некоторые другие параметры, что позволило автоматизировать процесс выбора возможных вариантов габаритных схем сооружения. Предусмотрено два пути формирования вариантов здания. Первый путь, когда рассматриваются все возможные габаритные схемы, является более общим. Второй путь, когда задаются виды конструкций, из которых будет сформировано здание, ограничен только теми габаритными схемами, которые могут быть скомпонованы из них. Рассмотренные выше способы формирования вариантов промышленного здания позволяют скомпоновать из имеющихся в базе данных конструкций любой вариант и оценить его.

Как известно, для формирования вариантов монтажа необходимо определить потребность в различных видах материалов и конструкций для каждой из габаритных схем. Поэтому при решении задачи автоматизированного, формирования возможных вариантов здания создается особый набор данных. При этом записи показателей конструкций в нем располагаются в строго определенной последовательности. Место в наборе данных резервируется для минимума элементов, которые необходимы для компоновки всех возможных вариантов габа-

ритных схем. При решении конкретных задач часть информации в наборе данных может отсутствовать.

Из конструкций, хранящихся в наборе данных, формируются возможные варианты здания. Далее разработан алгоритм, позволяющий автоматизировать для каждого варианта здания расчёт затрат на его возведение и эксплуатацию за нормативный срок службы. Затем из всех возможных вариантов проектных решений здания по заданным критериям выбирается лучший и для него рассчитываются основные технико-экономические показатели.

Для автоматизации формирования вариантов монтажа одноэтажных промышленных зданий разработана программа «KOPZ», многоэтажных - «МОР2». С помощью этих программ на стадии проектирования по заданному поисковому предписанию здания впервые стало возможным прогнозировать эффективность применения строительных материалов и конструкций в реальных сооружениях без разработки их рабочих чертежей. При этом в результате работы программ формируются:

1) ведомость потребности в строительных конструкциях, изделиях и материалах;

2) исходные данные для выбора монтажных кранов;

3) набор строительных машин и механизмов для транспортировки и монтажа конструкций;

4) ведомость объёмов арматурных и бетонных работ, трудозатрат и затрат машинного времени;

5) технико-экономические показатели различных вариантов комплексной механизации монтажных работ.

Описанный выше процесс формирования зданий из сборного железобетона позволяет по единой методике оценивать эффективность любого проектного решения сооружения, скомпонованного из конструкций, показатели которых хранятся в базе данных. Предложенный алгоритм оценки железобетонных конструкций с учетом их применения в реальных сооружениях является универ-

23

сальным. Он может быть использован для любого здания из сборных элементов.

Программы «KOPZ» и «MOPZ» предназначены для формирования комплекта конструкций с заданным значением целевой функции. Программное обеспечение написано на алгоритмическом языке Delphi для Windows 95. Оно позволяет автоматизировать процесс формирования комплектов сборных железобетонных конструкций для компоновки одноэтажных и многоэтажных промышленных зданий. Модульное строение позволяет легко вносить изменения и приспосабливать его для решения различных задач. Программные компоненты наряду с их автономным использованием могут применяться и в системе автоматизированного проектирования.

Для иллюстрации некоторых возможностей разработанной системы технико-экономического обоснования можно сослаться на заказ Московского Пром-стройпроекта Госстроя РФ, когда автором были уточнены рациональные области применения стропильных ферм пролетом 18 и 24 м в одноэтажных промышленных зданиях под унифицированный ряд нагрузок в диапазоне 3,5 ... 8,5 кПа. Решение поставленной задачи производилось с помощью программного обеспечения, предназначенного для формирования одноэтажного здания из сборных железобетонных конструкций. Заданием предполагалось, что унифицированное здание имеет следующие характеристики: длина - 72 м; ширина - 72 м; шаг колонн средних и крайних рядов -6 м; высота от пола до низа стропильных конструкций -6 м; без фонарей; без мостовых кранов; снеговой район - III; ветровой район - I; расчетная температура внутреннего воздуха - 18 °С; расчетная температура наружного воздуха - 30 °С; район строительства - Московская область.

Проведённые исследования показали, что для отапливаемых зданий под диапазон условных эквивалентных нагрузок до 4 кПа рациональнее всего использовать плиты "на пролет", под нагрузки от 4 до 6,5 кПа экономичнее балки двутаврового сечения. При нагрузках 6,5 кПа и выше предпочтительно применение

стропильных ферм.

По выбранному показателю наименее эффективными на всем диапазоне нагрузок оказались решетчатые балки. По-видимому, распространение этих конструкций в некоторых регионах страны можно объяснить лишь менее трудоемкой технологией их изготовления, что выгодно для производств, слабо оснащенных техникой и квалифицированными рабочими кадрами.

Основным недостатком ферм в отапливаемых зданиях является их большая высота в середине пролета, что приводит к значительному увеличению эксплуатационных затрат по сравнению с малоуклонными балками. Затраты на освещение, отопление и вентиляцию здания за нормативный срок службы существенно влияют на конечные показатели сооружений.

В ЦНИРШромзданий Госстроя РФ при расчете эксплуатационных затрат малоуклонных кровель по сравнению со скатными исходят го предпосылки, что ремонт скатных кровель с заменой всего ковра осуществляется один раз в 10 лет, а малоуклонных - один раз в 15 лет. Если принять эту предпосылку, то под весь диапазон рассматриваемых нагрузок стропильные балки по сравнению с фермами являются более эффективными конструкциями. Однако периодичность капитальных ремонтов кровель зависит не столько от их уклонов, сколько от материалов, качества работ, погоды во время выполнения этих работ и ряда других факторов.

Таким образом, в большинстве случаев оптичичятшя к-пнотрукцич б^ч учктя затрат на их эксплуатацию в составе зданий может привести к неверному результату.

Проведенные исследования по проектированию комплектов конструкций для строительства промзданий позволили получить следующие результаты.

1. Впервые на стадии проектирования разработана система обоснования вариантов строительства промышленных зданий с использованием баз технических и экономических показателей строительных материалов, конструкций, машин и механизмов, что позволило качественно улучшить процесс многовари-

антного технологического проектирования.

2. Впервые создана система обоснования вариантов с использованием баз данных, которая является универсальной за счёт синтеза объёмно-планировочных решений, конструктивного и технологического проектирования и позволяет получить оптимальные проектные решения как промышленных, так и гражданских зданий.

3. Созданные методическое, математическое и программное обеспечения позволяют автоматизировать выбор комплектов материалов и конструкций для промышленных зданий из сборных элементов с учётом новых информационных технологий.

4. Впервые показана возможность прогнозирования эффективности применения в реальных сооружениях новых конструкций и новых видов материалов без составления рабочих чертежей промышленных зданий, что в значительной степени облегчает работу проектировщика.

5. Предложен упрощенный способ оценки отдельных конструкций и вариантов зданий с использованием каталога типовых элементов, созданного на основе базы данных, который сравнительно просто применять при ручном счете.

Четвертая глава (Проектирование комплектов машин для механизации земляных работ) посвящена автоматизации формирования и оценки комплектов машин и механизмов для механизации земляных работ. Приведены алгоритмы расчёта технико-экономических показателей машин для разработки и транспортировки грунта. Дано экономическое обоснование способов распределения грунта при вертикальной планировке площадки. Приведена модель формирования комплектов машин, показатели которых хранятся в базе данных, для производства земляных работ. Сформулированы основные принципы определения оптимального комплекта строительных машин. Представлены многофакторные математические модели для подбора машин при перевозке грунта. Проиллюстрированы многофакторные модели и графики, показывающие влияние

скорости движения транспортных машин на основные технико-экономические показатели комплекта.

Автором разработана модель формирования комплектов машин и механизмов в автоматизированном режиме. Процесс начинается с расчёта объёмов земляных работ для каждого варианта проектного решения. Далее из базы данных выбираются возможные варианты комплектов машин и механизмов. При этом предусмотрено два пути формирования вариантов комплектов. Первый путь, когда рассматриваются все возможные комплекты машин и механизмов, является более общим. Второй путь, когда заданы виды машин и механизмов, из которых будут сформированы варианты комплектов, ограничен только теми машинами и механизмами, которые реально могут быть использованы конкретной организацией. Рассмотренные выше способы формирования вариантов комплекта позволяют сформировать го имеющихся в базе данных машин и механизмов любой вариант и оценить его. ■ ■ ;.

Разработанное программное обеспечение • позволяет в автоматизированном режиме выбрать лучший вариант комплекта машин и механизмов по заданным критериям и рассчитать для него основные технико-экономические показатели: производительность комплекта машин и механизмов; нормы времени на разработку единицы продукции; нормы выработки за единицу времени; продолжительность выполнения работ; себестоимость единицы продукции; трудоемкость единицы продукции;

дисконтированные интегральные затраты на единицу продукции. Описанный выше процесс проектирования комплекта машин и механизмов позволяет по единой методике оценивать эффективность любого комплекта, сформированного из машин и механизмов, показатели которых хранятся в базе данных. Предложенный алгоритм оценки машин и механизмов с учетом их применения в реальных комплектах является универсальным. Он может быть

использован для производства земляных работ, монтажа зданий и так далее. При этом можно оценить эффективность разработки и применения новых машин и механизмов с учётом уже имеющейся номенклатуры машин и механизмов. Для этого достаточно включить показатель новых машин и механизмов в базу данных.

При подсчёте объёмов земляных работ при вертикальной планировке площадки автором применен алгоритм транспортной задачи, позволяющий наиболее рационально распределить перемещение объемов грунта между поставщиками (квадратами выемки) и потребителями (квадратами насыпи). При этом в качестве критерия оптимальности выбрана минимизация целевой функции Z.

п к

2-Ъ Ъ {V^) min, (2)

где Vij - объем перевозимого грунта из /-го квадрата выемки в j-й квадрат насыпи; ¡ij - расстояние между центрами тяжести /-го квадрата выемки и j-го квадрата насыпи; п - количество поставщиков (квадратов выемок); к - количество потребителей (квадратов насыпей).

Требуется найти матрицу перевозимых объемов грунта V = (FJ,), обеспечивающую минимум целевой функции Z при следующих ограничениях:

1) весь грунт должен быть перевезен, т.е.

к

= (i= 1,п; К,,->0); (3)

j'i

2) все потребности должны удовлетворять условию

s" V,J = VHJ о = 1, к; VHj > Ö); (4)

3) движение грузов должно происходить от пунктов отправления к пунктам назначения, т.е.

ViS>() (i~l,n;j = 1,к)\ (5)

4) выполнено условие сбалансированности

г Уц = 2 V„J . (6) .

i-1 i'l

Средняя дальность перемещения грунта из выемки в насыпь определяется по формуле . . . ...

.....Lcp= 2 iv„, . .,(7)

■ ' .'■ , ' i-I j"1 i=l J-l ' .

При . этом средняя дальность возки грунта из выемки в насыпь в пределах площадки, определяется по формуле (7), но без учета перемещения грунта из карьера на площадку или с площадки в отвал. Если суммарный объем выемки Vg> V„ - суммарного объема насыпи, то формулу (7) можно записать й виде:

п к

Ьср=ЪЪ (ру,;) / к ■ . (8)

м

При V„<VH формула (7) примет следующий вид:

Lcp - i Е (F¡/,y) / V,. (9) .

i-l J=1

Проведенные исследования по автоматизации проектирования комплектов машин для комплексной механизации земляных работ позволили получить еле- '•' дующие результаты. ■

1. Разработаны методическое, математическое и программное обеспечения, которые.позволяют автоматизировать расчеты объема и экономического обоснования способов распределения грунта при вертикальной планировке площадки и устройстве котлована. .

2. Р^зрабртанБ*. методическое, математическое и программное обеспечения для автоматизации проектирования комплекта машин для комплексной механизации земляных работ на основе современных информационных технологий с учётом особенностей строительства.

3. Автоматизация разработки комплексной ресурсосберегающей технологии производства земляных работ позволила качественно улучшить вариантное проектирование комплектов машин, сократить время создания проектов произ-

водства работ на 20 - 25 % и снизить сметную стоимость: строительства на 5 - 7 %.

Пятая глава (Проектирование комплектов машин и механизмов для строительно-монтажных работ) посвящена проектированию комплектов машин и механизмов для строительно-монтажных работ. Приведена модель выбора машин и механизмов для транспортировки и монтажа конструкщш Промышленных зданий на основе показателей, хранящихся в базе данных. Приведены алгоритмы подбора автотранспорта, монтажных кранов, машин ^ механизмов для транспортировки, подачи, распределения и уплотнения бетонной смеси в летних и зимних условиях. Сформулированы основные принципы определения оптимального комплекта машин и механизмов.

Как уже отмечалось, при автоматизации подбора комплекта машин и механизмов для строительно-монтаяршх работ созданы экономико-математическая модель формирования комплекта машин для обеспечения нужд строительства и база данных по строительным машинам и механизмам. С ¡помощью этой Модели на персональном компьютере из базы данных выбирается полный'комплект машин и механизмов для производства строительно-монтажных работ е минимальными затратами. , / ! ..1.

Для автоматизации выбора монтажных кранов разработка программа "Kran", позволяющая выбрать оптимальную марку автомобильного,1 пневмоко-лёсного, гусеничного, башенного крана и рассчитать для ¡него основные технико-экономические показатели. При этом исходные данные компоненты "Kran" (объём строительно-монтажных работ для промышленных зданий) определяются с помощью программ "KOPZ" и "MOPZ".

В программе "Kran" для уменьшения объема информации, необходимой для подбора марки монтажного крана, и упрощения поиска табличная информация' представлена в виде многофакторных математических моделей. При аппроксимации таблиц полиномы подбирались первой и второй степеней.

Применение математических моделей для подбора марки крана позволило повысить эффективность использования ПЭВМ за счет сокращения объема информации, упрощения поиска и уменьшения времени счета при стандартной ошибке не более одного процента.

Для автоматизации проектирования комплексной механизации бетонных работ разработан ряд программ, позволяющих подобрать оптимальный комплект машин и механизмов из имеющихся в базе данных, а также подобрать состав бетонной смеси и конструкцию опалубки. Для автоматизации расчёта технико-экономических показателей железобетонных конструкций создана программа "Терэ", позволяющая по единой методике, разработанной автором, определять основные технико-экономические показатели. Для оптимизации технологического проектирования при строительстве различных сооружений создан комплекс программ (см. таблицу на с. 17), с помощью которого из баз данных с учётом особенностей строительства можно в диалоговом режиме выбрать по заданному критерию наиболее экономичный комплект машин и механизмов, а также определить эффективность разработки и применения новой техники с учётом уже имеющейся номенклатуры машин и механизмов при строительстве реальных объектов.

Проведенные исследования по автоматизации проектирования комплекта машин для комплексной механизации строительно-монтажных работ позволили получить следующие результаты.

1. Созданы методическое, математическое и программное обеспечения для автоматизации выбора комплектов машин и механизмов для монтажа промышленных зданий на основе новых информационных технологий.

2. Разработаны методическое, математическое и программное обеспечения для автоматизации подбора конструкции опалубки, комплекта машин и механизмов для проведения бетонных работ на строительной площадке, которые могут использоваться при монолитном домостроении.

3. Автоматизирован процесс выбора метода бетонирования при производстве работ в зимнее время на основе новых информационных технологий.

Шестая глава (Опыт проектирования комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий) содержит опыт разработки автоматизированной комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий. Продемонстрирована область применения и возможности математического и программного обеспечений (см. таблицу на с. 17). Даны модели для прогнозирования эффективности применения новых строительных материалов, конструкций, машин и механизмов.

Для нормального функционирования системы проектирования комплектов материалов, конструкций, машин и механизмов на основе современных информационных технологий для строительства промышленных зданий разработаны соответствующие методическое и программное обеспечения.

В таблице на с. 17 приведен перечень основных программ, которые используются при расчётах экономической эффективности комплектов материалов, конструкций, машин и механизмов для строительства промышленных зданий на стадии проектирования.

Программное обеспечение имеет модульное строение, что позволяет легко его модернизировать. Все программы написаны для персональных компьютеров на алгоритмических языках Паскаль и Delphi.

Применение программного обеспечения при формировании и оценке вариантов проектных решений промышленных зданий позволило найти оптимальный комплект строительных материалов, конструкций, машин и механизмов и значительно сократить трудоёмкость и себестоимость расчётов.

Непрерывное совершенствование строительных материалов, конструкций, машин и механизмов с применением автоматизированных методов оптимизаций в многовариантных расчётах требует создания автоматизированных методов их технико-экономической оценки. Для решения этой задачи созданы базы технических и экономических показателей строительных материалов, конструк-

ций, машин и механизмов, разработаны сервисные программы для работы с базами данных и создана единая методика технико-экономического обоснования выбора материалов, конструкций, машин и механизмов.

Без использования баз технических и экономических показателей материалов, конструкций, машин и механизмов невозможно определить рациональные области применения комплектов материалов, конструкций, машин и механизмов. Как уже отмечалось, все экономические показатели в базах данных должны быть рассчитаны по единой методике, иначе нельзя быть уверенным в достоверности полученных результатов. В настоящее время резкое колебание цен не позволяет составить долгосрочные прогнозы на рациональные области применения комплектов строительных материалов, конструкций, машин и механизмов. Поэтому в каждом конкретном случае приходится проводить многовариантные расчёты и уточнять рациональные области применения того или иного комплекта материалов, конструкций, машин и механизмов.

Автором разработана схема технико-экономической оценки применения материалов, конструкций, машин и механизмов для производства строительных работ. Она позволяет определить эффективность применения отдельной конструкции, материала, машины и механизма в реальном комплекте с учетом имеющейся их номенклатуры в базах данных, а также оценить весь комплект. Схема технико-экономической оценки может быть использована для обоснования применения новых экспериментальных и действующих серийных конструкций, машин и механизмов.

Описанная методика оценки эффективности применения материалов, конструкций, машин и механизмов является универсальной. Она может быть использована также при выборе комплекта материалов, конструкций, машин и механизмов для производства строительно-монтажных работ при возведении промышленных и гражданских зданий.

Проведенные исследования по проектированию комплексной ресурсосберегающей технологии строительства промышленных зданий позволили получить следующие результаты.

1. Усовершенствована методология автоматизированного режима ресурсосберегающего проектирования строительства промышленных зданий за счёт использования новых информационных технологий.

2. Созданы методическое и программное обеспечения для автоматизации ресурсосберегающего проектирования материалов, конструкций, машин и механизмов для строительства промышленных зданий на основе современных информационных технологий.

3. Приведены рекомендации по прогнозированию эффективности применения новых строительных материалов, конструкций, машин и механизмов на основе новых информационных технологий.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Решена важная народнохозяйственная проблема, заключающаяся в разработке современной информационной технологии ресурсосберегающего проектирования комплектов конструкций, машин, механизмов при строительстве промышленных зданий с использованием баз данных по материалам, конструкциям, машинам и механизмам. При этом автоматизация процесса проектирования позволила снизить трудоёмкость расчётов на 20 - 25 %, а себестоимость -на 10 - 15 %. Качественно улучшено многовариантное проектирование за счёт учета технологических свойств конструкций и организационно-технологических особенностей строительства при составлении проектных решений зданий и сооружений. Созданная система обоснования вариантов с использованием баз данных является универсальной, так как она позволяет улучшить проектные решения как промышленных, так и гражданских зданий.

2. Систематизированы технические и экономические показатели строительных материалов, конструкций, машин, механизмов и созданы базы данных для автоматизации процесса технологического проектирования промышленных и гражданских зданий. Использование баз данных позволяет выявлять рациональные области применения материалов, конструкций, машин, механизмов и полностью автоматизировать трудоёмкий процесс построения многофакгорных моделей технико-экономических показателей конструкций и комплектов машин при неполной информации о проекте для использования их при оптимальном технологическом проектировании.

3. Создана единая методика автоматизированного формирования и оценки комплекта строительных конструкций для компоновки промышленных зданий с учётом технологических особенностей строительства. Для этого разработана единая методика расчёта технико-экономических показателей всех конструкций и зданий на стадии проектирования на основе имеющихся нормативов. Всё это позволило усовершенствовать процесс прогнозирования эффективности применения в реальных сооружениях существующих и новых конструкций и видов материалов.

4. Разработана единая методика формирования и оценки комплекта машин и механизмов для строительства промышленных зданий с использованием баз данных, что позволило при многовариантном проектировании не только подбирать оптимальный комплект машин и механизмов для производства работ, но и прогнозировать эффективность разработки и применения новых строительных машин и механизмов с учётом существующих при использовании их в реальных комплектах.

5. Автоматизирован процесс выбора марок конструкций, машин и механизмов при технологическом проектировании, что позволило заменить трудоёмкий расчёт многофакторными математическими моделями. Последние позволяют при неполной информации о проекте определять его технико-экономические показатели.

6. Созданные соискателем методическое, математическое и программное обеспечения позволили качественно улучшить процесс формирования и оценки вариантов в курсовом и дипломном проектировании студентов за счёт автоматизации расчётов и использования баз данных по строительным материалам, конструкциям, машинам и механизмам.

Результаты работы в достаточно полном объёме опубликованы в 68-ми печатных трудах, основные из которых следующие:

Брошюра:

1. Рогатин Ю.А., Кузнецов С.М. Экономико-математическая модель расчета на ЭВМ технико-экономических показателей зданий из сборного железобетона: Обз. информ. -М.:ВНИИНТПИ, 1992. -64 с.

Учебные пособии:

2. Кузнецов С.М. Оптимизация организационно-технологических решений в промышленном и гражданском строительстве. Учеб. пособие - Новосибирск: НГАСУ, 2000. Ч. 1. -68 с.

3. Оптимизация производственных процессов в строительном комплексе: Учебное пособие / Сост. A.A. Комаров, С.М. Кузнецов, P.M. Брызгалова, Н.В. Холомеева. Новосибирск: СГУПС, 1999. -105 с.

4. Экономика строительства (Спецкурс): Учеб. пособие / A.A. Комаров, С.М. Кузнецов, В.Я. Ткаченко, В.Ф. Чушняков - Новосибирск: СГАПС, 1997. 109 с.

Статьи:

5. Кузнецов С.М., Митасов В.М. Машинный вариант руководства по определению расчетной стоимости и трудоемкости изготовления изделий из сборного железобетона на стадии проектирования // Молодежь и научно-технический прогресс в строительстве. - Новосибирск, 1978.-С. 55-56.

6. Кузнецов С.М. Система хранения и поиска технико-экономической информации для железобетонных конструкций //Молодежь и научно-технический прогресс в строительстве. - Новосибирск, 1983. -С. 42-45.

7. Кузнецов С.М., Пирожков Г.И. Методика расчета приведенных затрат для вариантов промышленных зданий //Вопросы ускорения научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте. -Новосибирск, 1986. -С. 80-81.

8. Кузнецов С.М., Редько Ю.М. Экономико-математические модели для оптимизации железобетонных конструкций // Вопросы ускорения научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте.-Новосибирск, 1986.-С. 81. '

9. Технико-экономическая оценка одноэтажных промышленных зданий / Ю.М. Редько, Г.И. Пирожков, С.М. Кузнецов, Ю.А. Рогатин // Совершенствование строительных конструкций и методов расчета. - Омск, 1986.-С. 85-91.

10. Кузнецов С.М. Многофакторные математические модели технико-экономических показателей столбчатых фундаментов // Совершенствование материалов, конструкций и технологии строительства. -Новосибирск, 1987. -С. 49-50.

11. Кузнецов С.М., Майданик Е.М. Автоматизация расчетов технико-экономических показателей железобетонных конструкций // Пром. стр-во и инж. сооружения. -1987. -№ 1. -С. 25-26.

12. Кузнецов С.М., Емельянов М.П. Расчет технико-экономических показателей одноэтажных промзданий с помощью факторных моделей с использованием ЭВМ: Метод, указ. по выполнению вариантного проектирования в курсовых и дипломных работах по железобетонным конструкциям для студентов специальности 1202 заочной формы обучения. -Новосибирск, 1987.-27с.

13. Кузнецов С.М., Редько Ю.М. Автоматизация расчета технико-экономических показателей железобетонных конструкций // Сборник описаний алгоритмов и программ для ЭВМ,- Новосибирск: НИИЖТ, 1987. - Вып. 1. -С. 8-11.

14. Кузнецов С.М., Редько Ю.М. Определение рациональных областей применения арматурных сталей // Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта. Новосибирск, 1987. -С. 136-137.

15. Кузнецов С М., Пирожков Г.И. Уточнение областей применения железобетонных ферм и балок в покрытиях промзданий // Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта. Новосибирск, 1987.-С. 139-140.

16. Редько Ю.М., Кузнецов С.М., Рогатин Ю.А. Автоматизация технико-экономической оценки эффективности конструкций промышленных зданий // Бетон и железобетон. -1989. -№ 1. -С. 12-14.

17. Кузнецов С.М. Расчет технико-экономических показателей железобетонных конструкций при помощи ЭВМ // Снижение материалоемкости и трудоемкости железобетонных конструкций. - Омск, 1989 -С.70-76.

18. Кузнецов С.М., Пирожков Г.И. Автоматизация расчета технико-экономических пока-

зателей железобетонных конструкций при неполной информации о проекте // Сборник описаний алгоритмов и программ для ЭВМ,- Новосибирск: НИИЖТ, 1989. - Вып. 3. -С.29-30.

19. Габрусенко В.В., Якушин В.А., Кузнецов С.М. Об экономической эффективности универсальных решетчатых балок // Бетон и железобетон. -1990. -№ 7. -С. 12-14.

20. Кузнецов С.М., Мжельский М.Б., Казарновский B.C., Диаковский В.Г Автоматизированная система оценки эксплуатационной надежности несущих и ограждающих строительных конструкций // Архитектура и строительные конструкции. Новосибирск, 1991. -С. 40.

21. Кузнецов С.М. Расчет технико-экономических показателей сборных железобетонных конструкций на персональном компьютере // Современные проблемы бетона и железобетона в условиях Сибири. Новосибирск, 1991. -С. 50-52.

22. Габрусенко В.В., Кузнецов С.М. Повышение эффективности железобетонных конструкций пролетом 24 м//Изв. вузов. Строительство. -1991. -№ 10. -С. 5-7.

23. Сравнение вариантов проектных решений отдельных конструкций и зданий из сборного железобетона: Метод, указания / Сост. Ю.М. Редько, С.М. Кузнецов. Новосибирск: Изд-во СГАПС, 1992. -27 с.

24. Кузнецов С.М., Мжельский М.Б. Автоматизированное рабочее место эксплуатационно-технических служб зданий // Вопросы исследования железобетона в условиях Сибири. Новосибирск, 1992. - С. 32 - 33.

25. Кузнецов С.М., Осяев С.А., Мжельский М.Б. Банк технических данных типовых железобетонных конструкций для обследования зданий // Вопросы исследования железобетона в условиях Сибири. Новосибирск, 1992. - С. 33 -36.

26. Кузнецов С.М., Осяев С.А., Мжельский М.Б. База данных типовых проектов железобетонных конструкций для задач технической экспертизы // Реконструкция и совершенствование элементов зданий и сооружений транспорта. Новосибирск, 1993. - С. 11-15.

27. Комплексная механизация бетонных работ на строительной площадке: Метод, указ. к выполнению курсовой и контрольной работ для студентов строительных специальностей с использованием ПЭВМ / Сост. Б.С. Мосаков, С.М. Кузнецов. Новосибирск: Изд-во СГАПС, 1996. -37 с.

28. Математическое моделирование производственных процессов в транспортном строительстве: Метод, указ. / Сост. A.A. Комаров, С.М. Кузнецов. Новосибирск: Изд-во СГАПС, 1996. -37 с.

29. Комаров A.A., Кузнецов С.М., Холомеева Н.В. Экономическое обоснование способов распределения грунта при вертикальной планировке площадки // Изв. вузов. Строительство.

-1998. -№ 2. -С. 63-67.

30. Автоматизация технико-экономической оценки методов строительства промышленных зданий из сборного железобетона / A.A. Комаров, С.М. Кузнецов, P.M. Брызгалова, Н.В. Холомеева//Изв. вузов. Строительство. - 1998. -№ 6. -С. 73-76.

31. Формирование и оценка вариантов проектных решений промышленных зданий из сборного железобетона: Метод, указ. / Сост. С.М. Кузнецов, Н.В. Холомеева, P.M. Брызгалова. Новосибирск: Изд-во СГАПС, 1998. -35 с.

32. Комаров A.A., Кузнецов С.М., Брызгалова P.M. Обоснование применения новых материалов, конструкций, машин и механизмов при строительстве сооружений из сборных элементов // Изв. вузов. Строительство. -1999. 10. -С. 54-57.

33. Кузнецов С.М. Оптимизация организационно-технологических решений при строительстве промышленных зданий // Транссиб-99: Тез. докл. региональной науч.-практич. конф. / СГУПС. Новосибирск, 1999. -С. 281-282.

34. Кузнецов С.М. Оптимизация организационно-технологических решений при строительстве промышленных зданий // Транссиб-99: Материалы региональной науч.-практич. конф. / СГУПС. Новосибирск, 1999. -С. 487-490

35. Кузнецов С.М., Брызгалова P.M. Моделирование транспортного процесса в логистических системах строительного комплекса // Материалы междунар. науч.-практич. конф. Новосибирск, 2000. -С. 138-140.

36. Кузнецов С.М. Методы обоснования рациональных комплексов материалов и изделий и транспортно-технологических комплексов для строительства зданий // Материалы 3-го международного очно - заочного семинара - совещания. Новосибирск, 2000. -С. 64-66.

37. Кузнецов С.М., Сироткин H.A. Совершенствование многовариантного проектирования при принятии оптимальных организационно-технологических решений в ПОС и ППР // Экономика, управление и технология в транспортном строительстве / СГУПС. Новосибирск, 2000. -С. 39-44.