Členitev namenske funkcije pri optimizaciji jeklenih okvirjev

1. Členitev namenske funkcije pri optimizaciji jeklenih okvirjev Luka Pavlovčič Katedra za metalne konstrukcije Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo Univerza v Ljubljani

2. Splošna definicija optimizacijskega problema: Minimum: Pri pogojih: namenska funkcija pogojne neenačbe pogojne enačbe vektor neznank vezi

3. Program za optimalno projektiranje jeklenih okvirjev (dr. Aleš Krajnc): • ravninski okvirji s prostorskim obnašanjem elementov • elementi: dvojnosimetrični varjeni I profili • elastična teorija drugega reda • optimiranje dimenzij elementov na dva neodvisna načina: - matematično programiranje: modificirana SUMT metoda(Sequential Unconstrained Minimization Technique) - hevristični pristop z genetskimi algoritmi

4. Program za optimalno projektiranje jeklenih okvirjev (dr. Aleš Krajnc): • neznanke: dimenzije vseh prečnih prerezov - po štiri neznanke za vsak prečni prerez (višina in širina prereza ter debelina pasnice in stojine) • vezi - pogojne neenačbe: vse računske kontrole po standardu SIST ENV 1993-1-1 • namenska funkcija: volumen konstrukcije Minimum:

5. Smotri členitve namenske funkcije: • Realnejša ocena stroškov izdelave jeklenega okvirja (vključitev proizvodnih procesov, dodatnih materialnih porab,...) • Občutljivostna analiza - vpliv posameznih dejavnikov na optimalne dimenzije elementov • Primerjava ekonomičnosti uporabe varjenih elementov v primerjavi z valjanimi

6. Izhodišča pri snovanju namenske funkcije: • Literatura (K. Jarmai, J. Farkas) • Realna proizvodnja, težko oprijemljivo, težava z zbiranjem podatkov • A. Polajnar: “Priročnik za načrtovanje in vodenje proizvodnje” - tabele normativov in materialnih porab

7. Nov predlog namenske funkcije: Scelotni = kmr Vel + Snel [Svarjenje]+ Snel [Srezanje]+ Snel [Sprip.površine] +Snel [Sravnanje elementov] + Snel [Sbarvanje] + Sstiki + Stransport + Smontaža Stroški jekla konstrukcije: kmrVel km - materialni stroškovni koeficient r - gostota jekla Vel - volumen elementov v konstrukciji

8. Stroški varjenja: Svarjenje = kvar (Tvar lzv) + Si (km,var,i Mvar,i) lzv + ksest Tsest A) Stroški za varjenje porabljenega časa: kvar (Tvar lzv)= kvar [ fvar Tv(azv) lzv + Tdodat.] kvar - stroškovni koeficient normativa za varjenje Tv -osnovni varilni čas 1 m zvara azv- debelina zvara: azv= kzvdpl lzv - dolžina zvara (za elemente lzv = 4Lel) fvar - korekcijski faktor (kratki zvari, položaj varjenja, čiščenje zvarov,...) Tdodat - časovni pribitek (pripravljalno-zaključni čas, čas označevanja,..)

9. Osnovni varilni čas Tv(azv)

10. Aproksimacija: Tv = A azv2 + B azv + C

11. B) Materialni stroški varjenja: Si (km,var,i Mvar,i) lzv Mvar,i - poraba varilne žice, elektrod, zaščitnega plina,...

12. C) Sestavljanje pločevin za varjenje: ksest Tsest=ksest [Tploč(rVel,Lel ) + Ttočk lzv+Ttočk.prip ] ksest - stroškovni koeficient normativa za sestavo Točkanje pločevin: Ttočk -čas točkanja 1 m zvara lzv - dolžina zvara Ttočk.prip - čas za pripravo (nastavitev parametrov, označevanje,..) Manipulacija s pločevinami in z zvarjenim proizvodom: (postaviti pločevine, obrniti, sneti in odstraniti proizvod) Tploč - čas manipulacije s pločevinami, odvisen od: rVel - teža proizvoda Lel - dolžine proizvoda

13. C) Sestavljanje pločevin za varjenje: ksest Tsest=ksest [Tploč(rVel,Lel ) + Ttočk lzv+Ttočk.prip ]

14. Stroški rezanja pločevin: Srezanje = krez (Trez lrob) + (Si km,rez,i Mrez,i) lrob + kman.pl. Tman.pl(rVpl,Lpl) A) Stroški samega procesa rezanja: krez Trez lrob= krez [ frez Tr(dpl) lrob + Tdodat,rez.] B) Materialni stroški rezanja C) Stroški manipulacije s pločevinami

15. Osnovni čas rezanja: Tr(dpl)

16. Stroški priprave površine elementov: Sprip.površine = kprip.pov Tprip.pov Lpl Čas peskanja 1 m pločevine:Tprip.pov =kpesk(bpl ) Tpesk Stroški ravnanja elementov: Sravnanje elementov =krav Trav(dpl.min )Lel Stroški barvanja: Sbarvanje = (kbarv Tbarv +km,barve Mbarve) 2Apl

17. Stroški za stike: Stik A: varjeni togi stik prečke na steber- po štiri ojačitvene pločevine v stebrih(širina in debelina se ujema s širino in debelino pasnic prečke) - prečka privarjena na pasnico stebra (montaža)

18. Stroški za stike: Stik B: vijačeni togi stik prečke na steber- po štiri ojačitvene pločevine v stebrih - čelna pločevina (debeline premera vijakov) - na prečko privarjena s čelnimi zvari- simetrični stik s po 8 vijaki (2 x 4), debeline: - premer lukenj: do = dvij + 0.2 cm SIST ENV 1993-1-1 } dvij kvaliteta vijaka

19. Stroški za stike: kmrVstiki • Stroški dodatne porabe jekla • Stroški varjenja stikov Svarjenje = kvar (Tvar lzv.st) + (Si km,var,i Mvar,i) lzv.st • Stroški rezanja pločevin pri stikih • Stroški barvanja dodatnih pločevin Srez.robov = krez (Trez lrob.st) + (Si km,rez,i Mrez,i) lrob.st • Stroški luknjanja pločevin Sbarvanje = (kbarv Tbarv +km,barve Mbarve) 2Apl.st Sluknjanje =kluk Tlukdpl Tluk =nluk fluk / vvrt • Stroški vijakov Svijaki = km,vij(dvij , kvaliteta)nvij

20. Stroški transporta: Stransport =ktransp rVcelotni ktransp - vrsta prevoza, oddaljenost gradbišča od proizvodnje, razpon elementov,.... Stroški montaže: Smontaža =kmontaža rVcelotni kmontaža - višina in zahtevnost konstrukcije, način stikovanja (vijačeno ali varjeno), dolžina elementov, tehnologija gradnje,...

21. Namesto zaključka • Namenska funkcija še v fazi oblikovanja • Nedodelano predvsem: - ravnanje elementov - priprava površine pločevin - luknjanje pločevin - transport - montaža • Nepoznane vrednosti za stroškovne koeficiente ki • Koherentnost podatkov - primerljivost različnih tehnologij