Βελτιστοποίηση βιομηχανοποίησης μεταλλικών κατασκευών για τη μείωση κόστους, βάρους και εκπομπών άνθρακα.

  1. MSc thesis
  2. ΧΡΗΣΤΟΣ ΚΑΡΑΚΥΚΛΑΣ
  3. Διαχείριση Τεχνικών Έργων (ΔΧΤ)
  4. 1 Οκτωβρίου 2023
  5. Ελληνικά
  6. 180
  7. Σκαλωμένος, Κωνσταντίνος
  8. Μεταλλικές κατασκευές , βελτιστοποίηση, βιομηχανοποίηση, μείωση κόστους , μείωση χρόνου , εκπομπές άνθρακα. | Metal constructions, optimization, manufacturing, cost reduction, carbon emissions
  9. ΔΧΤΔΕ
  10. 3
  11. 39
    • Οι μεταλλικές κατασκευές χαρακτηρίζονται από την γραμμική παραγωγή των διατομών τους και την πολυπλοκότητα των συνδέσεων τους. Λόγω αυτών των χαρακτηριστικών οι μεταλλικές κατασκευές υστερούν συγκριτικά με άλλα υλικά όπως π.χ. το μπετόν που μπορεί να διαμορφωθεί ανάλογα με την κάθε απαίτηση. Αυτά τα χαρακτηριστικά τους προκαλούν αύξηση του βάρους , του κόστους και των εκπομπών CO2e. Η παρούσα διπλωματική εργασία στοχεύει στη διατύπωση απλών και εφαρμόσιμων προτάσεων, με τη μορφή τεχνικών συμβουλών και λύσεων, η εφαρμογή των οποίων θα επιλύσει μέρος των προβλημάτων και θα ωφελήσει το έργο. Για να επιτευχθεί ο στόχος υπάρχουν σημαντικές προκλήσεις και ζητούμενα που απαντήθηκαν όπως η πλήρης πρόσβαση στα στοιχεία αυτών των έργων , ο εντοπισμός σημείων προς ανασχεδιασμό με τη διατύπωση δομικά ακέραιων προτάσεων και τη συγκριτική παρουσίαση του πριν και του μετά με την απαραίτητη κάθε φορά τεκμηρίωση.
      Το θέμα προσεγγίζεται με πρωτότυπη μεθοδολογία 10 βημάτων με πρώτο την εξέταση και τη συλλογή στοιχείων και τον εντοπισμό των έργων και των περιπτώσεων ανασχεδιασμού. Το αρχικό δείγμα ήταν 500 υλοποιημένα έργα και αφορούσε κτίρια, γέφυρες, πατάρια, στηρίγματα, κιγκλιδώματα και ανεμόσκαλες. Από αυτά τα έργα ερευνήθηκαν αναλυτικά τα 110. Εξετάστηκαν οι στατικές τους μελέτες , τα τρισδιάστατα κατασκευαστικά τους μοντέλα , τα τεχνικοοικονομικά τους δεδομένα ενώ σε πολλές περιπτώσεις έγινε και επί τόπου οπτικός έλεγχος των κατασκευών. Στη συνέχεια έγινε κατάταξη της κάθε περίπτωσης ανασχεδιασμού σε μια από τις 5 κατηγορίες που ήταν: α) βελτιστοποίηση συνδέσεων και διαμορφώσεων των συνδεόμενων μελών, β) βελτιστοποίηση περιπτώσεων σύνθετων μεταλλικών δοκών, γ) βελτιστοποίηση διαστάσεων μελών για την αποφυγή περιττού υλικού (φύρα) και περιπτώσεις που αφορούσαν δ) κιγκλιδώματα και ε) ανεμόσκαλες.
      Ακολούθησε η διατύπωση της εναλλακτικής πρότασης ανασχεδιασμού, η ανάλυση της πριν και της μετά κατάστασης και έγιναν υπολογισμοί σχετικά με το κόστος και τις εκπομπές CO2e. Με την εφαρμογή αυτών των βημάτων εξετάστηκαν αναλυτικά 30 έργα και παρουσιάστηκαν κάθε φορά τα αποτελέσματα. Με την κατάλληλη επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε εφαρμογή τους , όπου ήταν δυνατόν ,σε επιπλέον 80 έργα.
      Τέλος διατυπώθηκαν τα σημαντικά ευρήματα και συμπεράσματα της έρευνας με χαρακτηριστικό στοιχείο τους την παροχή της δυνατότητας εφαρμογής των προτάσεων και σε άλλα έργα . Μεταξύ των 5 κατηγοριών περιπτώσεων που εξετάστηκαν ιδιαίτερα σημαντικά υπήρξαν τα ευρήματα της κατηγορίας των σύνθετων μεταλλικών δοκών όπου έγινε πρόταση αντικατάστασης τους με υλικά εμπορίου με εκτιμώμενο όφελος 20,0% και εξοικονόμηση 8653,1 kg CO2e.
      Με την διατύπωση των άνωθεν εξάγεται το συμπέρασμα ότι με μικρές επεμβάσεις κατά την κατασκευή ενός έργου μπορούν να υπάρξουν πολλά και σημαντικά οφέλη.

    • Steel structures are characterized by the linear production of their cross-sections and the complexity of their connections. Because of these characteristics, steel structures are inferior to other materials such as concrete, which can be shaped to meet specific requirements. These properties cause an increase in weight , cost and CO2e emissions. This thesis aims to formulate simple and practicable proposals in the form of technical advice and solutions, the implementation of which will solve part of the problems and benefit the project. In order to achieve the objective there are significant challenges and issues addressed such as full access to the data of these projects , identification of points to be redesigned by formulating structurally sound proposals and comparative presentation of before and after with the necessary documentation in each case.
      The topic is approached with an original 10-step methodology, starting with the examination and collection of data and the identification of projects and redesign cases. The initial sample was 500 executed projects and included buildings, bridges, lofts, supports, railings and wind tunnels. Of these projects, 110 were investigated in detail. Their structural studies, 3D construction models, technical and financial data were examined and in many cases a visual inspection of the structures was carried out on site. Each redesign case was then classified into one of 5 categories which were: a) optimization of connections and configurations of connected members, b) optimization of cases of composite metal beams, c) optimization of member dimensions to avoid unnecessary material (alveoli) and cases involving d) handrails and e) ladders.
      This was followed by the formulation of the alternative redesign proposal, analysis of the before and after situation and calculations on costs and CO2e emissions were made. By applying these steps, 30 projects were examined in detail and the results were presented each time. With appropriate processing of the results, they were applied , where possible , to a further 80 projects.
      Finally, the important findings and conclusions of the research were formulated, with their characteristic element being the possibility of applying the proposals to other projects. Among the 5 categories of cases examined, particularly significant were the findings in the category of composite metal beams where a proposal was made to replace them with commercial materials with an estimated benefit of 20.0% and savings of 8653.1 kg CO2e.
      From the above it can be concluded that with small interventions during the construction of a project there can be many significant benefits.

  12. Hellenic Open University
  13. Αναφορά Δημιουργού 4.0 Διεθνές