Ганц бүтэцтэй барилгын нүүрс: Дахин ашиглалтын ухаалаг стратегийн хэрэгжүүлэл

Ган бүтэцтэй барилгын дахин ашиглалтын бүтэц-техникийн боломжит үнэлгээ

Удамшлын ган хүрээсүүд дээр ачааллын замын бүтэн бүтэлцүүр ба материалтай холбоотой нөхцөлүүдийн үнэлгээ

Хуучин сталь бүтэцтүүдийг үзэхдээ инженерүүд ачааллын замуудын хадгалагдах чанарыг шалгаж, материалд цаг хугацаа өнгөрснөөр үүсжүүд нь газар дээрх тэмдэгтүүдийг хайж үзэх ёстой. Олон хуучин сталь хүрдүүд рустын хуримтлал, тогтмол ачааллын үр дүнд үүссэн жижигхэн царапууд, эсвэл бүтэцтүүдийн бүрмөсөн дүүрэн устаж хаягдаж үлдсэн хэсгүүд зэрэг асуудлуудыг илтгэнэ, үүнээс бүтэц бүхэлдээ суларч, аюулгүй байдлын аюул үүсдэг. Өнөөдөр инспекторүүд материалд хоригдуулалт үүсгэхгүй дэвшилт шалгах арга хэрэглэдэг. Жишээлбэл, ультрахавтгайн зузаан хэмжилт ба соронзон бөөмсүүдийн шалгалт нь үлдсэн металлын наад захын хүчийг тодорхойлох ба хүртэмүүр хараа хүртүүлж үлдсэн нууц гэмтлийг олж үзэхэд туслах. Бүх зүйлсийг холбож буй болтын ба хүрдүүдийн хоорондын холбосны гүйцэтгэл нь луп-харах аргаар шалгаж, түүний ачааллын дамжуулалт бүтэцтүүдийн дунд хүртэмүүр хараа хүртүүлж үлдсэн нууц гэмтлийг олж үзэхэд туслах. Бүх түүнүүд нь хуучин сталь хүрдүүдийн аюулгүй байдлын ба үүрэг гүйцэтгэх чадварын үнэлгээд хамтран ажилладаг.

Түүхийн өгөгдлүүд нь 1970 он өмнө баригдсан үйлдвэрийн ган бүтэцтүүдийн 78% нь хүчний төвлөрөлтүүдийн улмаас бүс нутгийн хүчлүүрлүүр шаардуулдаг гэдгийг харуулж буй. Инженерүүд талын хэмжилтүүдийг дижитал анхны загварын симуляциудтай хослуулж, анхны ачааллын замууд яаж саналдаг адаптив дахин ашиглалтын бүтцийн хамт харилцан үйлдэж, шинэчилсэн ачааллын нөхцөлд тасралтгүй байхыг хангаж буй.

Адаптив дахин ашиглалтын потенциалыг баталж, орчин үеийн бүтэцтүүдийн шинжилгээг ашиглах

ХЯТ (хязгаарын элементийн шинжилгээ) нь хуучин бүтцүүд нь өнөөдөр ажиглагдаж буй хүчтүүдийг төрүүлж чадахыг тодорхойлохдоо тоглоомын дүрэмд өөрчлөлт оруулж, инженерүүдийн ажилд хамгийн их тус үзүүлдэг. Программ хангамж нь бүтцийн хуучин хүндэтгүүрүүд нь өнөөдөр ажиглагдаж буй бүх төрлийн хүчтүүдэд яаж хариу үзүүлэхийг симуляци хийдэг — жишээлбэл, газар хөдөлгөөний үед бүтцүүдийг хөдөлгөөнд оруулж, хүчтүү салхины үед дээш татаж, мөн өнөөдөр барилгын стандартуудад нийцүүлж бүтцүүд дээр үүсдэг үлдээдүгүй ачаалал. Инженерүүд лазер сканнер ашиглан авч үзсэн нарийн хэмжээсүүдийг компьютерийн загварууд дотор оруулж, түүн дагуу тун нарийн симуляци хийдэг. Сонирхолтой нь сүүлд үүрдүүдийн бодомжлол (cloud computing) хурдыг илтгүүлж, симуляци хийх хугацаа өмнөх арга замуудтай харьцуулахад 60 хувьд хурдасжээ. Түүн дагуу инженерүүд үр дүнтэй бүтцүүдийг хүчтүүрүүлэх арга замуудыг хүлээх хугацаа үлдээдүгүй хурдан туршиж чаджээ.

Энэ арга зам нь фланцын хавтгайнууд эсвэл хатуургууд нэмж хүчтүүрүүлэх нь хангалттай юм уу, бүтэн хатуургуудын систем шаардлагатай юм уу гэдгийг тодорхойлдэг. Инженерүүд үр дүнг зориудаар сонгосон сценарийн дагуу баталж чаджээ:

• Барилгын бодит хөндлөн огтлосон хэсгийн ба шинэчилсэн нөхцөлд хазайлтын загваруудыг харьцуулалт
• Нэмэлт гишүүнүүдийг хасах үед дараалан унаж хаях үзэгдлийг симуляци хийх
• Давтамжит ачаалал доор холбогчийн чадамжийг туршилт хийх

Үр дүн нь аюулгүй байдлын стандартуудыг хангаж, хэт техник шийдлүүдгүй тэнцвэрт шийдлүүд юм — бүтцүүдийн бүтэн бүтэлгүй байдалыг хадгалж, зардлыг ба хугацааг оптимизаци хийх.

Аюулд үндэслэсэн төлөвлөлт ба гурил бүтцүүдийн барилгын хувиргалтын санхүүгийн үр ашигт байдал

Урьдчилан шүүмжлэл: Бүтцүүдийн хязгаарлалтуудыг ба зонын дагуулж буй байдалыг зурагт тусгах

Дасгалын дахин ашиглалт хамруулж буй аливаа төсөлд боломжит судалгаа үнэнхүү чухал. Хуучин барилгын хувьд инженерүүд нь анхны шатнаас бүтэн хүчний шаардлагад нийцүүлэн ганц хүчдүүрүүдийг сайтар шалгах ёстой. Тоон үзүүлэлтүүд ч түүнийг дэмжинэ. Барилгын дахин ашиглалт хамруулж буй европын зааврын дагуу, барилгын хувиргалт үед гарч буй бүтцүүдийн ойролцоогоор гурван дөрвөн хувь нь цаг хугацааны үеэр нууц газруудад хийгдсэн өөрчлөлтүүд болон уургийн хорхойн асуудлуудын улмаас үүсдүг. Түүн дагуу, сүйрэлтгүй шалгах арга зүйсүүд нь шинэ дизайн-ын төсөл зурагт хүртэл үүрд хүртэл төслийн хэсгүүдийн нэг бөлгөөн болж үлдэх ёстой. Түүдгүүдийг алгасаж, төслүүдийн хүртэл хүртэл шалгахгүй үлдэх нь бүтээлд үүрд хүртэл хүртэл хүлээгдэж буй сул талууд илрүүлж, том хүнд асуудлуудыг үүсгэж магнай.

Нарийн төлөвлөлтүүдийн хувьд зэрэгцүү нь хотын зөвшөөрөл өгөх бүрдүүлэлттэй идэвхтэй харилцаа тавих шаардлагатай. Түүхийн дүүрэд өндөрлөг хязгаарлалт, фасадын хадгалалт, ажиллах хүмүүсийн тооны хязгаарлалт зэрэг нь хөгжүүлэлтийн стратегийг хязгаарлаж болой.

Гуурцаган бүтэцтэй барилгын төслүүдийн үл тодорхой бүтэн төсөл ба амьдралын циклд суурилдаг зардлын загварчлал

Санхүүгийн үр ашигт бүтэн шударга рискийн хуваарилалт шаардлагатай. Гуурцаган бүтэцтэй барилгын хувьд үл тодорхой бүтэн төсөл нь нийт төслийн зардлын 15–25%-ийг бүрдүүлдэг — шинэ барилга бүтээлд хэрэглэдэг стандарт 10%-аас мөнхөн их. Бүтэн амьдралын циклд суурилдаг зардлын загварчлал нь дараах зүйлсийг тооцох ёстой:

• Хорт бүтэд (жишээ нь: хар тугалм, асбест) устгах зардал
• Кодын хамгийн доод шаардлагатай түвшний дээд талд газар хөдөлгөөнийг зогсоох хүчинд хийгдэх ажил
• Анхны ба дахин ашиглаж буй бүтэд хоорондын үйлдэл-засварын ялгаа

Бүтэцтүүдийн надёжностийн эдийн засгийн судалгаа нь материалдын деградацийн статистик тодорхойгүйдүүдийг оролцуулах (детерминистик таамаглалд тулгуурлан үүрдүүдийг хийхийн оронд) 50 жилийн өмчлөлийн зардлыг 18%-иар бүүр бууруулж буй. Энэ үндэслэлт хандлага адаптив дахин ашиглалтыг салгахаас илүү санхүүгийн хувьд стратегийн орлогын нөхцөл болгож буй.

Ган бүтэцтүүдийн барилгын дахин ашиглалтаар бүтэцтүүдийн нүүрлүүр нүүрлүүр хөнгөрүүлэх

Нүүрлүүр хөнгөрүүлэхийн хэмжээ: Ган бүтэцтүүдийн барилгын дахин ашиглалт vs. шинэ барилга

Оршин суугаа ганц бүтэцтүүн барилгыг дахин ашиглах нь шинэ барилга бүтээлтүүнтүүн харьцуулж үүрдийн нүүрсүүдлийн цөмийн хэмжээг тодорхой хэмжээгүй бууруулж үлдээдэг. Судалгаанууд нь хуучин барилгын хүчирхүйлэлтүүн хувиргалтын үед үүрдийн нүүрсүүдлийн ялгаралд 50–75% хүртэл хэмжээгүй бууруулж үлдээдэг гэдгийг баталж үлдээдэг, үүнд үндэснүүр дараах шалтгаанууд оролцож үлдээдэг: материал хүлээн авах, үйлдвэрлэх, түүнийг түүлхүүрлэх үед ялгарах нүүрсүүдлийн ялгаралд саад тавих. 50–75% үүрдийн нүүрсүүдлийн ялгаралд , үүнд үндэснүүр дараах шалтгаанууд оролцож үлдээдэг: материал хүлээн авах, үйлдвэрлэх, түүнийг түүлхүүрлэх үед ялгарах нүүрсүүдлийн ялгаралд саад тавих. Жишээ нь:

Бид түүнд ийнхүү их хэмнэлт хийж чадах нь төвөгтэй хүрээний анхны ганц бүтцүүдийг хадгалахын тулд. Ганц бүтцүүд үнэнхүү урт хугацаанд үлддэг, үүн дагуу түүднүүд та нарын хүлээж буй хугацаанаас аравтаван жил урт хугацаанд ажиллах чадвартай. Түүн дээр шинэ EAF технологи нь юмсыг илүү сайн болгож буй. Эднүүдийн төвөгтэй хүрээний олонх хэсгүүд нь хуучин хаягдмүүдийн ганц бүтцүүд, үүн дотроо ойролцоогоор 90% хүртэл. Мөн нүүрсүүдийн ялгарал ч мөнхүү их хэмжээгүүр буурж буй — хуучин төвөгтэй хүрээний төвөгтэй хүрээний харьцуулалтад ойролцоогоор 70%-иар буурж буй. Компаниуд үлдсэн зүйлсийг дахин ашиглахад анхаарахдаа, түүднүүд төвөгтэй хүрээний газрыг өнөөдөр ажиллаж буй системийн үр дүнг хоосон дүүрүүлэхгүйн үлдсэн зүйлсийг ногоон бүтцүүд рүү хөрвүүлж буй.

Баталгаажуулсан адаптив дахин ашиглалтын загварууд: Төвөгтэй хүрээний ба коммерци ганц бүтцүүдийн барилга

Үйлдвэр-дэлгүүр хувиргалт: Ларкин барилга (Баффало, NY)

Ларкины барилга нь хуучин үйлдвэрийн талбайг дахин ашиглаж, шинэ амьдралд оруулах үед юу тохиодогийн нэг том жишээ юм. Буффало хотын үр ашгийн бүтээмжтэй үйлдвэрийн ордон нь одоо гладкий офисын талбай болой, гэтэд нь өнгөрсөн цагийн мөрдүүлүүрүүд хадгалагдаж үлдсэн. Хөгжүүлэгчид барилгын анхны гуурцаган хүчтүүрүүд ба шалыг ихэвчлэн хадгалж үлдсэн, үүнээс шингэрүүлсэн нүүрсүүдийн ялгарал 40% хүртэл бүүр бүтээмжтэй барилгыг бүрмөсөн салгаж, шинээр бүтээхтүүн харьцуулж багасжээ. Гэтдэ нь түдүүлүүрүүдийн дүүрэн ачаалалд төдий л зөвхөн төвдүүлүүрүүдийг хүчтүүрүүлж, газар хөдөлгөөнийг саатуулах сайн систем суулгаж, барилгыг өнөөдөрхүүн аюулгүй бүтээмжтэй стандартад нийцүүлж. Түүнчлэн, түдүүлүүрүүдийн түүхийн өмнөд талыг хадгалж, түүний анхны дүрслэл үлдсэн. Ийм төсөлд харах үед миний бодолд ирдүү: бид яагаад шинэ барилга бүтээхийн оронд дахин ашиглаж, саяхан хүчтүүрүүлж бүтээмжтэй барилгыг хүчтүүрүүлж бүтээхгүй?

Сандал-логистикийн төв рүү хувиргах төсөл: Чикаго төмөр замын талбай

Энэ зуун жилийн өмнө бүтээлтүүн нөөрүүн хаягийн барилга нь логистик үйл ажиллагаанд ганц бүтэцтүүн барилгын хувиргалтын хамгийн тохиромжтой жишээ юм. Түүний оршин суугаа ганц бүтэцтүүн чиглүүрлүүн хүрээ нь материал хөтлөх төхөөрөмжид хамгийн тохиромжтой байв; бүтэцтүүн өөрчлөлтүүд хамгийн бага хэмжээтүүн байв. Үүнд дараах гол үйлдлүүд оролцож үлдээдэг:

• Гол багануудыг өөрчлөхгүйн удаа хүснэгт хүчирхүйлсэн дунд давхаргыг нэмж үлдээдэг
• Оршин суугаа бүтэцтүүн хүрээнд гал түлхүүрлэх системийг шинэчлэж үлдээдэг
• Сталь сүүдэрлүүр хүрээний энергийн үр дүнтэй ажиллах чадварыг хадгалж, зэс бүтцүүдийн бүтэн бүтэцтүүнийг хадгалах

Хувиргалт нь 850 тонн сталийг газар дунд хаягдаж буй газраас салгаж, А ангилалын нөөц хадгалуур шаардлагыг хангаж — индустриал сталь барилгын зах зээлийн шаардлагад ба урт хугацааны тогтвортой бүтэц зорилтод хэрхэн хүндэтгэж чадахыг үзүүлж.

Ихэнх асуултууд

Сталь барилгын давтан ашиглалтад бүтцийн боломжит үнэлгээ гэж юу вэ?

Бүтцийн боломжит үнэлгээ нь үлдсэн сталь хүрээний ачааллын замын бүтэн бүтэцтүүн ба материалтай холбоотой нөхцөлүүдийг үнэлж, түүнийг дахин ашиглахад аюулгүй бүтэц ба функциональ чадварыг хангахын тулд хийдэг.

Хүчтэй хөгжилтүүн програм хангамж хуучин сталь барилгын бүтцүүдийн үнэлгээний процессыг яаж дэмжинэ?

Хязгаарын элементийн шинжилгээ (FEA) гэх мэт хүчтэй хөгжилтүүн програм хангамж инженерүүдэд лазер сканнер, хайрцагт бүтэц (cloud computing) ашиглан орчин үеийн нөхцөлд орших бүтцүүд дээрх хүчлүүрүүдийг симуляци хийх боломж олгоно.

Шинэ барилга бүтцүүдийн оронд хуучин сталь бүтцүүдийг дахин ашиглахын давуу талууд юу вэ?

Шинэ барилга бүтцүүдийн оронд хуучин сталь бүтцүүдийг дахин ашиглах нь шинэ барилга бүтцүүдийн үйлдвэрлэл ба түүний түлхүүрлэлттүүн хаягдмуйн холбогдож буй «бүтцүүдийн бүхлээрх нүүрсүүд»-ийн ялгаралд 50–75% хүртэл хориглодог.

Амжилттай сталь бүтцүүдийн дахин ашиглалтын жишээнүүд юу вэ?

Түүнд Ларкин Билдингийн оффисын танхимд хувиргах төсөл ба Чикаго Рейл Йардс төсөл орно; хоёулаа сталь бүтцүүдийн орчин үеийн шаардлагад хурдан адаптируулж чадах чадварыг илтгэн показван.