Producten

Huis / Producten/ Staalconstructie / Stalen structuur appartement

8-Gemengd gebouw van 8 verdiepingen met stalen frame in Manilla, Filipijnen

8-Gemengd gebouw van 8 verdiepingen met stalen frame in Manilla, Filipijnen

Dit project is een multifunctioneel gebouw van 8 verdiepingen in Manilla, Filippijnen, met een totale afmeting van 20 x 20 meter. De hoogte van elke verdieping is als volgt berekend: de 1e verdieping (parkeerplaats) plus mezzanine bedraagt totaal 6m; de 2e verdieping (magazijn) is 6m; de 3e en 4e verdieping (kantoorruimtes) zijn respectievelijk 4,5m en 3,4m; de 5e t/m 7e verdieping (woonruimtes) zijn elk 3,4m; de 8e verdieping (dak openbare ruimte) plus dakhoogte is 2,8m. Voor ruimteoptimalisatie zijn slechts 3 rijen structurele kolommen gerangschikt: As A heeft in totaal 4 kolommen, de afstand tussen As A en As B is 13,2 meter en de afstand tussen As B en As C is 6,8 meter. De afstand tussen de 4 kolommen op as A is respectievelijk 5,9 m (1-2-as), 8,2 m (2-3-as) en 5,9 m (3-4-as).

Aanvraag sturen Praat nu

product Introductie

STRUCTURELE ANALYSE RAPPORT
8-Gemengd gebouw van 8 verdiepingen met stalen frame in Manilla, Filipijnen

Projectlocatie:Manilla (NCR), Filippijnen
Beoordeling van toepasbaarheid:Tonga, Nieuw-Caledonië (Frankrijk), Papoea-Nieuw-Guinea, Chili, Peru
Ontwerpcode:NSCP 2015 (Filippijnen)

101

1. Architecturale en structurele configuratie

Parameter	Beschrijving
Afmetingen plannen	20.0 m × 20.0 m
Totale hoogte	36,9 m (van begane grond tot dak openbare ruimte)
Kolomraster	3 lengteassen (A, B, C)
A – B-overspanning	13,2 m (grote overspanning)
BC-overspanning	6.8 m
Vakafstand (1–2 / 3–4)	5.9 m
Baaiafstand (2–3)	8,2 m (binnenbaai)
Totaal aantal kolommen	12 (4 per as)

1.1 Verdiepingshoogten en bezetting

Vloer	Bezetting	Verdiepingshoogte (m)	Cumulatieve hoogte (m)
1F	Parkeren + tussenverdieping	6.0	6.0
2F	Magazijn	6.0	12.0
3F	Kantoor	4.5	16.5
4F	Kantoor	3.4	19.9
5F	Residentieel	3.4	23.3
6F	Residentieel	3.4	26.7
7F	Residentieel	3.4	30.1
8F	Dak openbare ruimte	2.8	32.9
Totale bouwhoogte (boven GL)			~36.9

102

2. Ontwerpbelastingen volgens NSCP 2015

2.1 Zwaartekrachtbelastingen

Bezetting	Gesuperponeerd dood (SDL, kPa)	Live belasting (LL, kPa)
Parkeren (1F)	1.5	5.0
Magazijn (2F)	1.0	6.0
Kantoor (3F–4F)	1.5	3.0
Residentieel (5F-7F)	1.5	2.0
Dak openbare ruimte (8F)	2.0	4.8 (openbare vergadering)

Vloersysteem: composietplaat van 130 mm op stalen dek (eigen-gewicht ~2,8–3,2 kPa inclusief frame).

2.2 Windbelasting (NSCP 2015 §207)

Basiswindsnelheid:250 km/u (69 m/s, windstoot van 3 seconden) – Manilla, NCR

Blootstellingscategorie:B (stedelijk)

Bezettingscategorie:III (gemengd-gebruik, belangrijkheidsfactor I_w = 1.15)

Ontwerpdruk @ dak:~3,5–4,2 kPa (varieert per zone en bekleding)

Regerende windrichting:20 m gezicht; Het kantelmoment draagt aanzienlijk bij aan de axiale eisen van de kolom.

2.3 Seismische belasting (NSCP 2015 §208)

Parameter	Waarde	Opmerkingen
Seismische zone	Zone 4 (Metro Manilla)	Hoge seismiciteit
In kaart gebrachte S_s	~1.10g	Spectrale versnelling met een korte-periode
In kaart gebrachte S₁	~0.64g	Spectrale versnelling van 1 seconde
Site-klasse	D (verondersteld)	Stijve grond; conservatief aangenomen
S_DS	0.85g	Ontwerp spectrale versnelling met een korte-periode.
S_D1	0.64g	Ontwerp spectrale versnelling van 1 seconde
Seismische ontwerpcategorie	D
Reactiemodificatiefactor (R)	8.0	Speciaal stalen momentframe (SMF)
Belangfactor (I_e)	1.0	Standaard bezetting

Geschatte seismische basisafschuifcoëfficiënt C_s≈ 0,106 (W). Basisafschuiving ≈ 0,106 × totaal seismisch gewicht.

2.4 Belastingcombinaties (NSCP 2015 §203 – Sterkteontwerp)

Combinatie	Formule	Regerende grensstaat
LC1	1.2D + 1.6L + 0.5L_r	Zwaartekracht (balken, staalbetonplaat)
LC2a	1.2D + 1.0E + 0.5L	Seismisch (kolommen, framedrift)
LC2b	0.9D + 1.0E	Seismische kanteling/netto-opheffing
LC3	1.2D + 1.0W + 0.5L	Wind kantelende zijdelingse controle
LC4	1.2D + 1.0W + 0.5L + 0.5L_r	Wind (bekleding & drift)

3. Structureel systeem en analyse

3.1 Lateraal-kracht-weerstandssysteem (LFRS)

Speciaal stalen moment-Weerstandsframe (SMF)in beide richtingen.

Met slechts drie kolomlijnen is het gebouw van 20 x 20 m afhankelijk van diepe kolommen en ligger-naar-kolommomentverbindingen. De overspanning van 13,2 m (A – B) vereist relatief diepe liggers (bereik W24 – W27) voor zwaartekracht en seismische momenten.

In dwarsrichting (A–C) omvat het frame twee ongelijke overspanningen: 13,2 m + 6.8 m. De excentriciteit van de stijfheid is matig; er moet rekening worden gehouden met accidentele torsie volgens NSCP §208.5.5.2.

3.2 Vloerframe

Overspanning van 13,2 m: Primaire composietliggers op ~2,5 m afstand met secundaire liggers met een overspanning van 5,9 m / 8,2 m.

Overspanning van 6,8 m: conventionele lay-out van samengestelde liggers; stalen profiel uit de serie W16–W18.

130 mm composiet metalen dek met betonvulling zorgt voor diafragmawerking (bedekt met versterking voor seismische diafragmakrachten).

3.3 Funderings- en kolombases

Mat- of paalfundering typisch voor de locatie in Manilla (alluviale / lahar-afzettingen).

Vaste-basiskolomverbindingen verbeteren de seismische driftprestaties en verminderen de omvallende vraag op de mat.

4. Schatting van de hoeveelheid staal (gedetailleerde afname-)

Alle stalen profielen zijn ASTM A572 Gr. 50 (F_y= 345 MPa) of ASTM A992 (F_y= 345 MPa). Gewichten gebaseerd op AISC 360-22 sectietafels (worden tijdens de fabricage vervangen door gelijke Chinese normen, die Q355B/Q235B zullen zijn).

4.1 Kolommen

Laag	Vloeren	Ongeveer. Sectie	Gewicht (kg/m2)	Lengte/stuk (m)	Aantal	Totaal gewicht (kg)
T1 (basis)	1F–2F	W14×311 (W360×463)	463	12.0	12	66,672
T2	3F–4F	W14×211 (W360×314)	314	7.9	12	29,773
T3	5F–7F	W14×132 (W360×196)	196	10.2	12	23,990
T4 (dak)	8F	W14×90 (W360×134)	134	2.8	12	4,502
Subtotaal – Kolommen						124,937

4.2 Primaire liggers en secundaire liggers

Spanwijdte / Richting	Typische sectie	Gewicht (kg/m2)	Totale lengte (m)	Aantal	Totaal gewicht (kg)
A-B primair (13,2 m)	W27×102 (W690×152)	152	13.2	32	64,205
B-C primair (6,8 m)	W21×62 (W530×92)	92	6.8	32	19,986
Nevenliggers (5,9 m)	W16×31 (W410×46)	46	5.9	120	32,568
Secundaire liggers (8,2 m)	W18×40 (W460×60)	60	8.2	60	29,520
Subtotaal – Balken en liggers					146,279

4.3 Vloersysteem & Divers staal

Onderdeel	Oppervlakte / aantal	Gewicht per eenheid	Totaal gewicht (kg)
Composiet metalen dek (gegalvaniseerd, 1,2 mm basis)	8 verdiepingen × 400 m²=3,200 m²	12kg/m²	38,400
Afschuifnoppen (19 mm diameter × 80 mm)	~6.400 noppen	0,26 kg/st	1,664
Zijdelingse versteviging (dak- en vloermembraan)	L-sectie en hoeken	-	12,500
Trappen, balustrades, dakscherm	Forfaitair bedrag	-	8,500
Verbindingen, grondplaten, lasplaten	~12% van framegewicht	-	36,800
Subtotaal – Verdieping & Diversen Staal			97,864

4.4 Samenvatting totaal staaltonnage

Categorie	Gewicht (kg)	Ton (MT)
Kolommen	124,937	124.9
Balken en liggers	146,279	146.3
Vloersysteem & Diversen staal	97,864	97.9
Totaal constructiestaal	369,080	~370
+ Contingentie (10%) voor ontwerpontwikkeling	36,908	~37
Eindtotaal (aanbevolen budgetgewicht)	405,988	~480

Eenheid staalgewicht:~480 kg/m² bruto vloeroppervlak (8 verdiepingen × 400 m²=3,200 m²).
Geschatte materiaalkosten (Filippijnen, gefabriceerd staal):Vraag CBC voor meer informatie. Montage en brandwering zijn extra.

5. Belangrijke ontwerpoverwegingen (Manilla-specifiek)

P-Delta & drift:Met verdiepingshoogtes tot 6,0 m en een totale hoogte van 36,9 m zijn tweede orde effecten groot. De stabiliteitscoëfficiënt θ moet kleiner dan of gelijk aan 0,10 zijn. Voorzie SMF van een sterke-kolom/zwakke-bundelverhouding.

Seismische onregelmatigheid:De ongelijke erkerindeling (5,9 m / 8,2 m / 5,9 m) en twee ongelijksoortige overspanningen zorgen voor planonregelmatigheid (Type 1a). Accidentele torsieversterking (A_x) volgens NSCP §208.5.5.2 vereist.

Zachte verhalencontrole:1F-parkeerplaats (6,0 m) versus. 5F-7F residentieel (3,4 m). De stijfheid van momentframes moet worden geproportioneerd om verticale onregelmatigheden Type 1a (stijfheid-zacht verhaal) te voorkomen.

Aansluitdetails:Geboute verlengde eindplaatverbindingen (BEEP) of gelaste niet-versterkte flensverbindingen (WUF-W), geprekwalificeerd volgens AISC 358-22 voor SMF, zijn verplicht onder NSCP Seismic Design Category D.

Corrosiebescherming:Tropische maritieme sfeer in Metro Manila. HDG (thermisch verzinkt) of anorganische zinkrijke primer + epoxy tussenlaag + alifatische polyurethaan toplaag om te voldoen aan de C4-omgeving volgens ISO 12944, waardoor een levensduur groter dan of gelijk aan 30 jaar wordt bereikt.

6. Beoordeling van de toepasbaarheid – landen aan de Stille Oceaan

Het voorgestelde ontwerp wordt geëvalueerd op overdraagbaarheid naar vijf andere Pacific Rim-landen."Direct toepasbaar" betekent dat het Manila-ontwerp met kleine aanpassingen kan worden overgenomen; "Upgrade vereist" betekent dat de staafafmetingen of het laterale systeem moeten worden herzien; "Major redesign" betekent dat er een nieuw structureel systeem nodig is.

6.1 Tonga

Parameter	Manilla (basislijn)	Tonga (NBCKT / AS / NZS 1170)	Onderzoek
Windsnelheid (windstoot van 3 seconden)	250 km/u (69 m/s)	180–200 km/u (Categorie N3‑N4)	MS-windstoot iets lager, maar tot 250 km/u in cycloonzones.
Seismisch gevaar	Hoog (Zone 4)	Matig (Zone 2, a_grR ~0.20g)	Zijdelingse krachten vertegenwoordigen 40-50% van de vraag in Manilla.
Structurele implicaties	Momentframe met diepe liggers		Driftlimieten kunnen worden versoepeld; secties kunnen mogelijk verlaagd worden met 10-15%.
Algemene geschiktheid	Goed – toepasbaar bij gematigde controles op kolom-/winddrift.

6.2 Nieuw-Caledonië (Frankrijk)

Parameter	manilla	Nieuw-Caledonië (EN 1998 / EN 1991)	Onderzoek
Seismisch	Hoog	Matig (Zone 3, a_grR ≈ 0.16g)	Seismische basisafschuiving ~30% van Manilla; EN 1998 ductiliteitsklasse DCM is echter vereist.
Wind	250 km/u	36 m/s (gemiddeld 10 minuten), ~50 m/s windstoot (~180 km/u)	De winddruk is lager; drift niet kritisch.
Structurele implicaties	Stalen profielen kunnen 15-25% worden verminderd als Europese gewalste profielen (HEA/HEM) worden vervangen.
Algemene geschiktheid	Goed – ledenoptimalisatie mogelijk.

6.3 Papoea-Nieuw-Guinea

Parameter	manilla	PNG (PNGS 1001-1982 / AS/NZS 1170)	Onderzoek
Seismisch	Hoog	Zeer hoog (Zone 1, PGA groter dan of gelijk aan 0,40 g)	PNGS 1001 gevarenkaarten vergelijkbaar met Manilla, maar de code mist verfijnde ductiliteitsbepalingen.
Wind	250 km/u	45 m/s (gemiddeld 10 minuten) windstoot van ~160 km/u	Lagere wind; seismisch regeert.
Structurele implicaties	Hogere R-factor adopteren? PNGS beperkte begeleiding; ISO 3010 of ASCE 7‑22 gebruikt. Secties waarschijnlijk vergelijkbaar met Manila, maar gedetailleerde seismische peer review vereist.
Algemene geschiktheid	Voorwaardelijk geschikt – vereist lokale ingenieurscertificering en bijgewerkte PNGS-nalevingscontrole.

6.4 Chili

Parameter	manilla	Chili (NCh 433 uit.96 mod.2012)	Onderzoek
Seismisch	Hoog	Extreem (Zone 3, basisafschuiving 1,4–18,2% W)	De Chileense seismische basisafschuiving kan, afhankelijk van de periode, 2× tot 3× NSCP bedragen.
Wind	250 km/u	Matig (30-35 m/s windvlaag)	Niet regeren.
Structurele implicaties	NCh 433 schrijft strikte driftlimieten voor (0,002 uur_seks). De lijnindeling met drie kolommen zorgt voor ernstige torsie-onregelmatigheden. Een duaal systeem (SMF + EBF of betonkern) wordt aanbevolen.
Algemene geschiktheid	Groot herontwerp vereist.Voeg verstevigde baaien of RC-kern toe; De kolomgroottes nemen met 30-50% toe ten opzichte van de basislijn van Manilla.

6,5 Peru

Parameter	manilla	Peru (E.030-2016)	Onderzoek
Seismisch	Hoog	Zeer hoog (Zone 4, kust-Lima Mw > 8,0 geschikt)	Elastische basisschaar ~0,12–0,15 W; R=7 voor SMF.
Wind	250 km/u	Laag (~30 m/s)	Verwaarloosbaar.
Structurele implicaties	E.030 dwingt sterke-kolom/zwakke-straal en drift af Minder dan of gelijk aan 0,007 uur_seks. Het bestaande SMF mag dan wel werken, maar de Peruaanse Nationale Bouwverordening vereist een locatiespecifieke gevarenanalyse. Kolomsecties hebben waarschijnlijk een extra 15-25% nodig boven Manilla.
Algemene geschiktheid	Haalbaar met seismische upgrade.SMF is toegestaan; De mondiale stijfheid moet worden getoetst aan de Peruaanse driftlimieten.

7. Structurele optimalisatiemogelijkheden

Strategie	Potentiële besparing (MT)	Opmerkingen
1. Revisie vloersysteem (vlakke nagespannen betonplaat)	80–100	Stalen frame vervangen door RC; gewichtsbesparing op staal gecompenseerd door hogere betonkosten.
2. Composietkolommen (CFT – met beton gevulde buis)	40–55	Verminder het kolomstaalgebied; verbeteren de stijfheid en brandwerendheid.
3. Geoptimaliseerde staalsoort (Gr. 65 voor kolommen)	20–30	Hogere sterkte maakt kleinere secties mogelijk; controleer de lokale beschikbaarheid.
4. Verfijnd verbindingsontwerp	10–15	Gebruik een plastic ontwerp van verbindingen om het aantal verstijvingen te verminderen.
5. Modulaire prefab trappen en niet-constructief staal	5–8	Vervang gefabriceerde stalen trappen door prefab beton of lichtgewicht systemen.
Totale realistische reductie	100–130	~20–27% van de basislijn

8. Conclusie en aanbevelingen

Het basisontwerp van Manila is conform de voorschriften en robuust.Het 3-koloms-lijn Special Moment Frame (SMF)-systeem is bestand tegen de gecombineerde wind (250 km/u windstoot) en seismische (S_DS=0.85g, S_D1=0.64g) eisen in de Filippijnen, op voorwaarde dat sterke kolom-/zwakke bundelverhoudingen en vooraf gekwalificeerde SMF-verbindingen worden gebruikt.

Totaal constructiestaalgewicht ≈ 480 ton (405 ton basis + 10% onvoorzien).

Regionale overdraagbaarheid:

Tonga en Nieuw-Caledonië:Toepasbaar met mogelijke ledenreductie (lagere seismische vraag).

Papoea-Nieuw-Guinea:Voorwaardelijk geschikt – moet worden geverifieerd met de huidige seismische bijlage van PNGS en lokale code-updates.

Chili:Vereist een dubbel systeem of een geschoord frame vanwege extreme seismische basisafschuiving (NCh 433). Kolomstaal kan met 30-50% toenemen.

Peru:Haalbaar met een kolomupgrade van 15–25% en locatiespecifieke gevarenanalyse volgens E.030.

Optimalisatiepotentieel:Door composietkolommen, geoptimaliseerde staalsoorten of alternatieve vloersystemen toe te passen, kan het staalgewicht worden teruggebracht tot ~350–380 ton, waardoor er ~$42.000–$55.000 USD aan materiaal wordt bespaard.

Volgende stappen:Voer een 3D-eindige-elementenanalyse uit (SAP2000/ETABS) om de natuurlijke periode, drift en P-Delta-stabiliteit te verifiëren; het verfijnen van kolomverbindingen en verbindingsdetails; en plaatsspecifiek geotechnisch onderzoek uitvoeren om het funderingsontwerp af te ronden.

108