L100m*W20m*H8m magazijn met stalen structuur voor gebieden met hoge windbelasting

 

 

Projectparameters: Gebouwoppervlak: 2000㎡

Hoogte dakrand: 8m

Winddruk: 250 km/u

Seismische weerstand: graad 8

Aanpasbare regio's: Filippijnen, Nieuw-Credonië, Tonga, Maagdeneilanden, Réunion...

 

 

Voor het voorgestelde werkplaatsproject met stalen frame (B20m x L100m x H8m, extreem hoge windsnelheid, hoge seismische verrijking, geen sneeuwbelasting) is dit een typisch ontwerpscenario dat wordt gekenmerkt door "hoge winddruk, hoge seismische weerstand en lage dakbelasting."

Vanwege de specifieke windbelastingsomstandigheden (250 km/u, equivalent aan een Typhoon Level 14), zal dit de controlerende belasting zijn voor het gehele structurele ontwerp. Meestal wordt het staalverbruik van een lichte werkplaats geregeld door windzuiging voor stabiliteit. In dit geval zullen de enorme winddruk en seismische krachten echter het sectieontwerp van stalen balken en stalen kolommen domineren.

Hieronder vindt u het meest redelijke, economische en veilige structurele ontwerpschema dat wij voorstellen, samen met een schatting van het staalverbruik.

 

 

Om het hoofd te kunnen bieden aan de seismische vestingwerken van 8 graden en de windsnelheid van 250 km/u, en gezien de hoogte van 8 meter geen kraanbalken vereist, zou het plan zich moeten concentreren op 'sterke kolommen, zwakke balken' en 'starre verbindingen'.

 

1. Hoofdstructuursysteem (laterale krachtkern)

Frametype:Aangepast stalen frame met H--sectie.

Reden:Hoewel de windbelasting hoog is en dikkere banen vereist, kan een taps toelopend gedeelte de materiaalsterkte effectief benutten. Het vergroot de sectiehoogte bij ligger-kolomverbindingen (waar de kracht het grootst is) en verkleint deze in het midden van de- overspanning, waardoor het staal-efficiënter wordt dan een constante sectie.

Verbindingstype:Starre verbinding (Moment Connection) tussen liggers en kolommen.

Reden:Seismische versterking van 8 graden vereist dat de constructie een goede energiedissipatiecapaciteit en integriteit heeft. Stijve verbindingen zijn effectief bestand tegen de buigmomenten die worden gegenereerd door aardbevingen, verminderen de laterale verplaatsing en zijn veiliger dan vastgezette verbindingen (slingerkolomschema's). Ze resulteren ook in minder vervorming onder hoge winddruk.

Kolombasistype:Stijve kolombasis.

Reden:Om het enorme kantelmoment (van wind en aardbevingen) te weerstaan, moet de kolombasis stevig met de fundering zijn verbonden om buigmomenten over te dragen.

 

2. Secundaire structuur en steunsysteem (stabiliteitssleutel)

Dakgordingen:Doorlopende Z-sectie Stalen Gordingen (met trekstangen).

Reden:Een windsnelheid van 250 km/u zorgt voor een enorme windzuiging (dak optillen). Continu Z-staal heeft een redelijkere krachtverdeling dan C-staal en moet worden uitgerust met dubbel-laagse trekstangen of stutten om de stabiliteit van de compressieflens te garanderen.

Muurbeugels:C-sectie stalen gordels (met diagonale spanstangen).

Reden:Muren dragen vooral winddruk en zuiging. C-profielstaal is voldoende. Bij een windsnelheid van 250 km/u moet de afstand tussen de muursteunen echter worden verdicht (aanbevolen op 1,0 m - 1.2m) en moeten diagonale trekstangen worden geïnstalleerd om horizontale krachten te weerstaan.

Verstevigingssysteem:

Horizontale versteviging van het dak:Installeer dwarse horizontale verstevigingen in de gevelbaaien en in het midden om een ​​stabiele horizontale spant te vormen, waarbij de windkrachten worden overgebracht naar de inter{0}}kolomverstevigingen.

Inter-kolomversteviging:Installeer in de gevelmuren en het midden. Er moet gebruik worden gemaakt van stalen verstevigingen (niet alleen rond staal) om te voldoen aan de ductiliteitsvereisten van seismische versterkingen van 8 graden.

 

3. Behuizingsstructuur

Dakbekleding:Aangepast 900 type of 750 type gegolfd kleurenstaalpaneel.

Reden:Bij een windsnelheid van 250 km/u kunnen gewone, met schroeven-vaste panelen gemakkelijk worden verwijderd. Er moeten verborgen-panelen met kliksluiting worden gebruikt, waarbij gebruik wordt gemaakt van mechanische vergrendeling om de panelen op hun plaats te vergrendelen. Dit biedt de sterkste windweerstand.

Wandbekleding:Aangepaste gegolfde stalen panelen van het type 900 of 750.

Reden:Panelen met hogere golfpieken hebben een grotere stijfheid en zijn geschikt voor gebieden met hoge winddruk.

 

 

Dit is een kritische indicator. Vanwege de vereiste extreem hoge windbelasting (250 km/u) en geen sneeuwbelasting, zal dit resulteren in veel grotere balk- en kolomsecties dan gewone werkplaatsen, terwijl secundaire componenten zoals gordingen minder spanning zullen hebben.

 

1. Schattingsbasis

Conversie van windbelasting:Een windsnelheid van 250 km/u vertaalt zich in een extreem hoge winddrukwaarde (ver boven de conventionele 0,35-0,55 kN/m²). Dit vereist dat de lijven van balken en kolommen niet te dun zijn en dat de profielen voldoende hoog zijn.

Seismische weerstand van 8 graden:Vereist een versterkt voegontwerp, wat resulteert in dikkere en grotere verbindingsplaten.

Geen sneeuwbelasting:Dit is de enige "gewichtsreductie"-factor, wat betekent dat de dode belasting van het dak licht is en dat de stabiliteitseisen voor de drukflens van balken lager zijn.

 

2. Geschat staalverbruik per onderdeel

 

Structurele component	Geschatte index (kg/㎡)	Beschrijving
Hoofdframe (liggers + kolommen)	20 - 25 kg/㎡	Hoewel de dakrandhoogte van 8 meter niet hoog is, moeten vanwege de harde wind de kolom- en balk-eindsecties worden verdikt (de lijfdikte moet bijvoorbeeld worden vergroot van 4 mm naar 6-8 mm).
Kraanbalken/koepoten	0 kg/㎡	Normaal gesproken is er geen kraan nodig op een hoogte van 8 meter, dus dit item is 0.
Dakgordingen + Spanstangen	7 - 9 kg/㎡	Vanwege de enorme windzuiging moeten de gordingsspecificaties worden verhoogd (bijvoorbeeld C200 of Z200) en moet de trekstangdichtheid worden verhoogd.
Muurbeugels + spanstangen	4 - 5 kg/㎡	Hoge winddruk vereist een grotere afstand tussen de singels en een dikkere wanddikte.
Verstevigingssysteem (tussen-kolom + dak)	3 - 4 kg/㎡	Seismische vereisten van 8 graden vereisen een stijf verstevigingssysteem.
Anderen (goten, luifels, enz.)	2 - 3 kg/㎡	Inclusief verbindingsplaten, bouten en materiaalverlies.
Totaal staalverbruik	36 - 46 kg/㎡	Belangrijkste referentiebereik

 

3. Berekening van het totale staalverbruik

Workshop geprojecteerd gebied: 20m×100m=2000㎡

Conservatief totaal staalverbruik:2000㎡×45kg/㎡=90,000kg.

Opmerking:Als de berekening van de windbelasting extreem streng is, kan deze hoger zijn dan 48 ~ 50 kg/㎡, wat resulteert in een totaalgewicht van ongeveer 100 ton.

 

 

Om de rationaliteit van het plan te garanderen, stelt CBC voor dat u zich bij dit speciale project met "hoge wind en hoge seismiek" tijdens het ontwerp en de bouw op de volgende punten concentreert:

Het ontwerp van de fundering is van het allergrootste belang:

Bij een windsnelheid van 250 km/u wordt een enorme opwaartse kracht (het dak optillen) en duwkracht (het gebouw omvallen) gegenereerd. Uw geïsoleerde funderingen moeten zeer groot worden gebouwd, anders kunt u paalfunderingen overwegen. Verder moeten de ankerbouten dik genoeg, lang genoeg en diep verankerd zijn.

Details van paneelverbindingen:

Bij een windsnelheid van 250 km/u "bepalen details leven en dood." Dakpanelen moeten gebruik maken van clips van een verdikte aluminiumlegering (T-clips) en de verbindingsschroeven tussen de clips en gordingen moeten verdicht worden. Het is ten strengste verboden om met schroeven-vaste dakpanelen in de randgebieden te gebruiken.

Gebruik van "Geen sneeuwbelasting":

Hoewel er geen sneeuwbelasting is, kan deze bij het berekenen van de dakbelasting niet lager zijn dan de minimumwaarde gespecificeerd door de code (meestal 0,5 kN/m²). U kunt dit punt echter gebruiken om het ontwerp van de laterale steun voor de compressieflens van balken enigszins te versoepelen, waardoor u wat staalverbruik kunt besparen.

 

Samenvatting:Voor dit soort magazijnprojecten is het meest redelijke schema een op maat gemaakt stalen frame met H-profielen en dakpanelen met klik-vergrendeling. Het geschatte redelijke staalverbruik ligt tussen36-46 kg/㎡. Zorg ervoor dat u een professionele bouwkundig ingenieur de windbelasting in detail laat beoordelen, aangezien 250 km/u een extreme toestand is waarvoor mogelijk speciale windopwaartse testrapporten nodig zijn ter ondersteuning.

 

 

Opmerkingen: De onderstaande gewichten zijn theoretische nettogewichten. A3–5%Bij de aanbesteding moet rekening worden gehouden met afval.

1. Primair structuursysteem (hoofdlast-draagframe)

Kerncomponenten die bestand zijn tegen wind- en seismische belastingen. Materiaal:Q355B.

Nee.	Onderdeel	Specificatie	Materiaal	Hoeveelheid	Eenheidsgewicht (kg)	Totaal gewicht (kg)	Opmerkingen
1	Kolommen	H450-500x250x8x12	Q355B	40 stuks	~610	24,400	Variabele-dieptegelaste H-liggers
2	Rafters	H400-500x200x6-8x10-12	Q355B	36 stuks	~680	24,480	2 stuks per frame, totaal 17 frames
3	Kolombeugels	H200x200x8x12	Q235B	16 stuks	~310	4,960	Geïnstalleerd aan beide uiteinden en in het midden-gedeelte
4	Stutten	Φ159x6	Q235B	20 stuks	~30	600	Doorlopend in de nok en dakrand

Subtotaal – Primaire structuur: Ca.54,44 ton

 

2. Secundair structuursysteem (steunframe bekleding)

Componenten die voornamelijk bestand zijn tegen windopwaartse kracht. Materiaal:Q235B Gegalvaniseerd staal(Zinkcoating groter dan of gelijk aan 275 g/m²).

Nee.	Onderdeel	Specificatie	Materiaal	Lengte (per stuk)	Hoeveelheid	Totaal gewicht (kg)	Opmerkingen
1	Dakgordingen	Z250x75x20x2.5	Gegalvaniseerd	6.0m	374 st	19,100	Afstand @1,2 m, inclusief overlappingen
2	Muur Girts	C200x70x20x2.5	Gegalvaniseerd	6.0m	334 st	12,485	Afstand @1,5 m, dubbele-hellingswanden
3	Trekstangen / steunstangen	Φ12 / Φ50x3	Q235	-	-	3,200	Daktrekstangen in dubbele-richting met stutten
4	Kniebeugels	L50x5	Q235	1.0m	200 stuks	800	Verbindt balken-met-kolomverbindingen

Subtotaal – Secundaire structuur: Ca.35.585 ton

 

3. Bekledingssysteem (gekleurde-gecoate staalplaten)

Standaard enkel-laags geprofileerde staalplaten worden gebruikt volgens verzoek voor "kleur-gecoate enkele panelen".

Nee.	Onderdeel	Specificatie	Dikte	Gebied (㎡)	Gewicht (kg)	Opmerkingen
1	Dakplaten	YX35-125-750	0,5 mm	2100	1,050	Effectieve breedte: 0,75 m, inclusief afval
2	Wandplaten	HV-760 (hoge rib)	0,5 mm	1600	800	Hoogte: 8m, exclusief deuren/ramen
3	Randafwerkingen en flitsen	Op maat gemaakte gebogen onderdelen	0,5 mm	-	200	Voor nok-, dakrand- en muurhoeken

Subtotaal – Bekledingssysteem: Ca.2,05 ton

 

4. Bevestigingsmiddelen en connectoren

Regio's met hoge-wind vereisen voldoende en betrouwbare verbindingen.

Nee.	Materiaal	Specificatie	Eenheid	Hoeveelheid	Opmerkingen
1	Hoge-bouten met hoge sterkte	10.9 Kwaliteit M22	Set	500	Voor ligger-kolomverbindingen
2	Gewone bouten	4.8 Kwaliteit M16	Set	1000	Voor beugels en stutten
3	Zelf-borende schroeven	Φ5.5x13	pc	5000	Voor het fixeren van gekleurde platen (dichte tussenruimte)
4	Ankerbouten	M30	Set	72	Starre basisverbindingen

 

5. Corrosiebescherming en brandwering

Nee.	Materiaal	Specificatie	Jassen	Gebied (㎡)	Opmerkingen
1	Epoxyzink-rijke primer	-	2 jassen	2500	Droge laagdikte Groter dan of gelijk aan 70 μm
2	Polyurethaan toplaag	-	2 jassen	2500	Kleur volgens verzoek van de eigenaar

 

6. Materiaaloverzichtstabel

Categorie	Totaal gewicht (kg)	Totaal gewicht (ton)	Opmerkingen
Primaire structuur	54,440	54.44	Kolommen, spanten, beugels
Secundaire structuur	35,585	35.585	Gordingen, gordels, trekstangen
Bekleding	2,050	2.05	Lakens en versieringen
Subtotaal (nettogewicht)	92,075	92.075	Theoretisch nettogewicht
Afvaltoeslag (5%)	4,604	4.6	Voor transport en snijverlies
Totale inkoophoeveelheid	96,679	96.679	Ongeveer. 97 ton

Opmerking: alle gegevens zijn alleen ter referentie. Definitieve hoeveelheden afhankelijk van goedgekeurde constructietekeningen.