Типизация стальных конструкций производится с учетом технологии изготовления и монтажа конструкций, потребности в них, а также эксплуатационных требований. Основные требования, предъявляемые к типовым конструкциям, предназначенным для компоновки каркасов производственных зданий различного назначения, возводимых в различных климатических зонах страны, это оптимальность конструктивной формы, оптимальность сортаментного ряда.

Оптимизация конструктивной формы элементов конструкций включает в себя: выбор основных параметров конструкций, соответствующих их функциональному назначению; выбор оптимальной марки стали и оптимального сечения элементов профилей с целью минимальной затраты металла, при этом должны быть достигнуты возможно меньшие трудоемкость изготовления и монтажа конструкций, а также минимальные сроки возведения. В оптимизацию сортамента типовых конструкций входят выбор оптимального числа типоразмеров и установление их оптимальной градации.

Теоретически при применении типовых конструкций в различных конкретных условиях общий расход материала больше, чем на соответствующие индивидуальные конструкции. Это увеличение массы конструкций компенсируется повышением повторяемости (серийности) типовых конструкций и деталей, что приводит к снижению трудовых затрат при изготовлении, к уменьшению их стоимости и сокращению потерь металлопроката при заказе металлопродукции и в процессе производства.

За обобщающий критерий технико-экономической оценки сортамента типовых конструкций, заменяющего индивидуальные конструкции, принимаются приведенные затраты. Они позволяют количественно учитывать эффект повышения серийности изготовления конструкций и совершенствования технологии их изготовления и монтажа, различную стоимость проектирования зданий из индивидуальных и типовых конструкций, а также изменение (в зависимости от степени индустриализации изготовления) капиталовложений в базу производства конструкций.

Замена индивидуальных конструкций со средневзвешенной массой тя на типовые конструкции со средневзвешенной массой тТ обоснована при условии, если приведенные затраты на типовые конструкции пт не будут больше приведенных затрат на индивидуальные nR:

Использование приведенных затрат в качестве обобщающего критерия оценки оптимальности сортамента типовых конструкций позволяет установить: коэффициент оптимальности.

ри этом в приведенных затратах учитываются следующие компоненты: стоимость проектирования (чертежи КМ), стоимость конструкций в деле, включая стоимость разработки чертежей КМД, металлопроката, изготовления конструкций, транспортировки и монтажа; капитальные вложения в базу производства металлоконструкций; капитальные вложения в базу производства металлопроката; эксплуатационные расходы.

Задача оптимизации сортамента типовых конструкций в зависимости от допустимого превышения расхода стали на типовые конструкции состоит в отыскании такого числа типоразмеров и соответствующих ему оптимальных градаций, при которых превышение расхода стали на типовые конструкции по сравнению с расходом на индивидуальные будет меньше допустимого или равно ему.

Для решения этой задачи необходимо иметь данные о характере распределения числа элементов по определяющему геометрическому параметру (пролет, высота здания и т.д.) и плотности распределения повторяемости расчетных нагрузок. Кроме этого необходимо знать предельно допустимое относительное превышение расхода стали на типовые конструкции по сравнению с индивидуальными и закономерности изменения массы (стоимости) типовых конструкций в зависимости от изменения нагрузки.

Градация типоразмеров в сортаменте элементов конструкций может быть принята по арифметической прогрессии, характеризуемой постоянной величиной приращения массы двух смежных типоразмеров, или по геометрической прогрессии с постоянным отношением массы последующего типоразмера к массе предыдущего, или из условий равенства перерасходов (по сравнению с индивидуальными конструкциями) в каждом интервале. Последнее условие приводит к наименьшим потерям стали при оптимальном числе типоразмеров конструкций в сортаменте. Исследования, выполненные в ЦНИИпроектсталь-конструкции, показали, что максимально допустимые превышения массы ти­повых конструкций в сравнении с массой индивидуальных составляют: при индивидуальном изготовлении типовых конструкций 4,5%; при поточном изготовлении 10%.