EVRAZ STEEL BUILDING совершенствует инженерные решения
8 октября 2026 г.
Скорость реализации крупных инвестиционных проектов определяется качеством проектирования, инженерной подготовки, а затем и темпами строительства. Для заказчиков, реализующих производственные комплексы, дата-центры, объекты энергетики и другую промышленную инфраструктуру, каждая неделя на стадии инжиниринга влияет не только на сроки запуска, но и стоимость проекта.
EVRAZ STEEL BUILDING совместно с ЦНИИПСК им. Н.П. Мельникова верифицировал новый подход к сбору распределённых нагрузок для сложных стальных каркасов. Данная методика позволяет автоматизировать один из трудоемких этапов проектирования с обеспечением полной точности и исключения вероятности ошибок при классическом ручном сборе.
Про новые инженерные решения
Поводом для разработки методики стал один из проектов EVRAZ STEEL BUILDING — центр обработки данных (ЦОД). Объект обладает высокой плотностью инженерных систем и десятками помещений, каждое из которых предъявляет собственные требования к конструкции — все это с учетом пожарной безопасности, герметичности, дымозащите, различным по величине эксплуатационным нагрузкам и др. Кроме того, проект реализуется в регионе с расчетной сейсмичностью 8 баллов, где корректность сбора распределенных нагрузок оказывает существенное влияние на результаты расчёта.
Насыщенная архитектура кейса формирует нерегулярную балочную клетку, где классический ручной сбор нагрузок превращается в сотни отдельных расчетов.
«На подобных объектах инженер вынужден вручную собирать нагрузки практически для каждой балки. Дополнительную сложность ручного сбора нагрузок создает тот факт, что железобетонные плиты перекрытий создают эффект неразрезной балки превращая ручной сбор в крайне трудозатратную работу. Это занимает значительное время и увеличивает вероятность человеческой ошибки. Мы предложили подход, который автоматизирует данный процесс и одновременно сохраняет достоверность расчетов», — рассказал руководитель архитектурно-строительного отдела Дирекции инженерно-технической подготовки EVRAZ STEEL BUILDING Дмитрий Колесников.
Инженеры EVRAZ STEEL BUILDING объединили свои наработки и предложили методику автоматизированного распределения нагрузок с использованием так называемой «фиктивной плиты» — оболочечной конечно-элементной модели с пониженной жесткостью в программе ЛИРА-САПР.
При этом железобетон не включается в совместную работу конструкций: модель используется исключительно для корректного автоматического распределения нагрузок внутри стального каркаса.
Такой подход позволяет автоматически учитывать различную жесткость балок, пространственную работу каркаса, концентрацию усилий возле колонн, влияние упругого основания, особенности нерегулярной геометрии конструкции, эффект неразрезности от железобетонного перекрытия. В результате существенно сокращается объем ручных операций при сохранении необходимой точности инженерных расчетов.
Независимая проверка ведущего института
EVRAZ STEEL BUILDING направил разработанный подход на независимую проверку в ЦНИИПСК им. Н.П. Мельникова — ведущий научный центр России в отрасли металлоконструкций.
Эксперты института сравнили два разных подхода к сбору нагрузок:
- традиционный ручной расчет (расчёт неразрезной балки на условной полосе шириной 1 м с абсолютно жёсткими опорами);
- моделирование фиктивной плиты оболочечными конечными элементами с пониженной жёсткостью (метод ESB).
Исследование проводилось на модели трехпролетного стального каркаса с пролетами 10,2–8,4–10,2 м, нерегулярным шагом второстепенных балок от 0,7 до 6 м и переменными сечениями.
В ходе анализа специалисты оценивали корректность различных типов конечных элементов, параметры жесткости модели, передачу нагрузок между оболочечными и стержневыми элементами, соответствие действующим требованиям строительной механики и нормативной документации.
Вывод экспертов института оказался однозначным: традиционный ручной сбор нагрузок не обеспечивает в полной мере необходимой точности при проектировании подобных зданий. Согласно заключению, такой способ игнорирует пространственную работу каркаса и различную жесткость элементов, что способно приводить к систематическим отклонениям распределения нагрузок до 20–25% для отдельных балок. Кроме того, он чрезвычайно трудоёмок (более 60 балок) и не гарантирует отсутствия арифметических человеческих ошибок.
В свою очередь разработанная методика ESB использует оболочечную конечно-элементную модель. По расчетам института, данный способ является корректным и эффективным для автоматизированного сбора нагрузок на нерегулярную балочную клетку. Он учитывает все перечисленные факторы и позволяет получить достоверное распределение усилий.
«Мы рекомендуем принять вариант ESB в качестве основного метода для сбора вертикальных нагрузок, используя ручной расчет только для выборочной проверки характерных балок», — отметила исполнительный директор ЦНИИПСК им. Н.П. Мельникова Наталья Силина.
Что получает заказчик
По словам разработчиков, верифицированная методика позволяет значительно снизить трудоемкость инженерных расчетов на промышленных объектах со сложной конфигурацией конструкций и различными значениями эксплуатационных нагрузок. Для заказчика это означает сразу несколько преимуществ: сокращение трудоемкости инженерной подготовки проекта, снижение риска ошибок при распределении нагрузок и возможность быстрее переходить от проектирования к строительству.
EVRAZ STEEL BUILDING системно и планомерно внедряет инструменты, которые позволяют сокращать цикл реализации проектов еще до выхода металлоконструкций на строительную площадку. В промышленном строительстве такой подход особенно востребован, поскольку стоимость проектных изменений многократно возрастает после начала монтажа.