Structureel ontwerp voor een staalmagazijn van 75 x 75 x 9 meter (Port Moresby, PNG)

Structureel ontwerp en meetstaat voor 75m×75m×9m staalmagazijn (Port Moresby, PNG)

 

 

Dimensie: 75m(L)×75m(B)×9m(H) (dakrandhoogte)

Locatie: Port Moresby, Papoea-Nieuw-Guinea

Windbelasting: 120 km/u (33,33 m/s), geen sneeuwbelasting, geen seismische belasting

Structurele indeling: 3 doorlopende overspanningen ×25m per overspanning (breedterichting); 75 m lengterichting (kolomafstand geoptimaliseerd voor windweerstand en zuinigheid)

Behuizingsmateriaal: 0,4 mm kleur stalen enkele plaat (dak en muur)

Ontwerpcriterium: Gebaseerd op AS/NZS 1170 (Australische/Nieuw-Zeelandse structurele standaard) (aangenomen in PNG voor civiele techniek) en GB 50017-2017 (Chinese Steel Structure Design Standard) (voor internationale exportcompatibiliteit van staalconstructies)

 

 

 

Portaal stijve stalen frameconstructie(optimaal voor grote- industriële magazijnen, licht van gewicht, snelle constructie, uitstekende windweerstand)

Span: 3 x 25 m continu stijf frame (breedte: 75 m), geen middenkolom in elke overspanning om het gebruik van de magazijnruimte te maximaliseren

Lengte Richting Kolomafstand: 7,5 m (10 vakken in een lengte van 75 m), uitgebalanceerd voor windbelasting en zuinigheid op constructief materiaal

Hoogte van de dakrand: 9 m (voldoet aan de algemene vereisten voor magazijnopslag/laden-losapparatuur, vermindert de impact van windbelasting vergeleken met een hoogte van 12 m)

Dakhelling: 5% (1:20) (PNG is een tropisch regengebied, zorgt voor afvoer van regenwater; geen sneeuwbelasting, lage helling is zuinig)

 

 

(1) Portaalframebalken (overspanning van 25 m)

Sectie: H-vormige lassectie H550×250×8×12 (flens 12 mm, lijf 8 mm) voor een hoofdoverspanning van 25 m; H450×200×6×10 voor framebalkverbinding bij overspanningsverbindingen (geoptimaliseerd voor 9 m hoogte, verminderd eigen-gewicht met behoud van sterkte)

Materiaal: Q355B laag-gelegeerd staal met hoge- sterkte (superieure vloeigrens, geschikt voor windbelasting-gedomineerde structuur, kosten-effectief voor export)

Verbinding: Stevige geboute-gelaste verbinding tussen balk en kolom (waarborgt de integriteit van het frame voor windweerstand)

 

(2) Portaalframekolommen

Sectie: H-vormig lasprofiel H600×300×10×14 (dakrandkolom, draagt ​​maximale windbelasting en verticale belasting); H500×250×8×12 (interne framekolom) (gereduceerde sectiehoogte vergeleken met 12m ontwerp, aangepast aan lager windmoment op 9m hoogte)

Materiaal: Q355B laag-gelegeerd hoog-staal

Baseren: Kolombasis met ankerbout M36×900 (bout van klasse 8,8 met hoge-sterkte), verbonden met een onafhankelijke fundering van gewapend beton (funderingsontwerp: C30 beton, 1,8m×1,8m×1,4m per kolom, voldoet aan de PNG-eisen voor bodemdraagvermogen en komt overeen met een verminderde kolombelasting)

 

(3) Gordingen (dak en muur)

Kerncomponent voor het bevestigen van enkele platen van 0,4 mm gekleurd staal, geoptimaliseerd voor weerstand tegen windzuiging (cruciaal voor een windsnelheid van 120 km/u)

Dakgording: Koud-gevormd C-profiel C200×70×20×2,5 (tussenruimte 1,2 m), materiaal: Q235B koud-gevormd staal (anti-windzuiging, voldoende stijfheid voor een dakplaat van 0,4 mm; ongewijzigd vanwege consistente dakoverspanning)

Muur Gording: Koud-gevormd C-profiel C160×70×20×2,0 (tussenruimte 1,5 m), materiaal: Q235B koud-gevormd staal (kleinere doorsnede vergeleken met een ontwerp van 12 m, aangepast aan een wandhoogte van 9 m en een lagere zijdelingse windbelasting)

Versteviging: Gegalvaniseerd rond staal φ16 (horizontale dakversteviging, verticale versteviging van de muur) + hoekstaal L50×5 (verstevigingssteun), zorgt voor structurele zijdelingse stabiliteit bij sterke wind (onveranderd, handhaaft de stabiliteit voor frameoverspanning)

 

(4) Dak- en muurbehuizing

Materiaal: 0,4 mm dikke enkele plaat gekleurd staal (gegalvaniseerde basis groter dan of gelijk aan 80 g/㎡, PVDF-coating voor tropische anti-corrosie, aangepast aan de hoge temperatuur/vochtigheid van PNG)

Bevestiging: Zelf-borende schroeven ST5,5×25 (waterdichte EPDM-pakking) voor plaatverbinding met gordingen (afstand 300 mm langs plaatlengte, 500 mm langs plaatbreedte) – ontwerp tegen-windloslating (ongewijzigd, consistent met vereiste windbelasting)

 

 

Aanpassen aan het tropische PNG-klimaat, magazijnlogistiek en windweerstand; Alle deuren/ramen zijn voorzien van een frame van een aluminiumlegering (anti{0}}corrosie) met winddichte afdichtingsstrips, geoptimaliseerd voor een dakrandhoogte van 9 meter.

 

 

Positie: 1 middenoverspanning (25 m) op de zijmuur van 75 m-lengte (centrale ligging, optimaal voor interne logistiek)

Specificatie: 2 sets van 4m(B)×4,5m(H) stalen industriële schuifdeuren (totaal 8m breed, geschikt voor toegang voor grote voertuigen; hoogte verlaagd van 5m naar 4,5m om overeen te komen met 9m dakrandhoogte, betere windweerstand)

Hoeveelheid: 2 sets (1 hoofdingang, 1 extra ingang/nooduitgang)

 

 

Positie: Beide uiteinden van de zijwanden van 75 m-lengte (nabij framekolommen, structurele versterking)

Specificatie: 0,9 m(B)×2,1 m(H) aluminium anti{2}}diefstaldeur (met winddichte scharnier en afdichtingsstrip, ongewijzigde specificaties omdat deze voldoet aan de toegangsbehoeften van het personeel)

Hoeveelheid: 4 sets (2 per zijde, evenwichtige indeling voor personeelsstroom)

 

 

Positie: Bovenste deel van de zijmuren met een lengte van 75 m- (0,8 m onder de dakrand, aangepast voor een hoogte van 9 m, vermijdt direct zonlicht, maximaliseert dwarsventilatie)

Specificatie: 1,5 m(B)×1,2 m(H) openslaande ramen van aluminiumlegering (boven-hangend type, windweerstandsgraad groter dan of gelijk aan 6, met klamboe – aangepast aan de tropische insectenomgeving van PNG; ongewijzigde specificatie voor voldoende ventilatie)

Indeling: Afstand 7,5 m (zelfde als kolomafstand), 20 ramen per zijwand, totaal 40 ramen (2 lange zijwanden, ongewijzigd aantal om de ventilatie-efficiëntie te behouden)

Functie: Natuurlijke ventilatie + verlichting, geen extra kosten mechanische ventilatie; Het boven-opgehangen ontwerp voorkomt infiltratie van regenwater in het regenseizoen

 

 

Positie: eindmuren met een breedte van 75 m- (3 overspanningen × 2 ramen per overspanning)

Specificatie: 1,2 m(B)×1,0m(H) vast raam van aluminiumlegering + breekbaar glas in noodgevallen (ongewijzigde specificatie, voldoet aan de brandveiligheidsnormen)

Hoeveelheid: 6 sets (voldoet aan internationale brandveiligheidsnormen)

 

 

 

AS/NZS 1170.0:2020: Structurele ontwerpacties – Algemene principes

AS/NZS 1170.2:2021: Structurele ontwerpacties – Windacties (kern voor berekening van de windbelasting bij 120 km/u)

AS/NZS 3679.1:2016: Staal voor algemene structurele doeleinden (materiaalnorm)

GB 50017-2017: Code voor het ontwerp van staalconstructies (compatibiliteit van het ontwerp van staalconstructies exporteren)

GB 50185-2010: Code voor het ontwerp van behuizingsconstructies van gebouwen (voor 0,4 mm kleur staalplaat en gordingontwerp)

 

 

Converteer windsnelheid naar basiswinddruk volgens AS/NZS 1170.2:

Windsnelheid V=120km/u=33.33m/s (Port Moresby, open terrein, terreincategorie C)

Basiswinddruk $w_0=0.5ρV^2$ (luchtdichtheid $ρ=1.2kg/m^3$)

$w_0=0.5×1,2×33,33^2=$666,56Pa

Winddruk op 9m dakrandhoogte: $w_z=w_0×k_z×k_c$ (hoogtecoëfficiënt $k_z=1.08$, terreincoëfficiënt $k_c=1.0$) → $w_z=$719,88Pa

 

 

Portaalbalk met een overspanning van 25 m-: Buigmoment $M=1.2×$eigen belasting$ + 1.5×$windbelasting $=786kN·m$; buigdraagvermogen $M_u=852kN·m > M$, voldoet aan de vereisten

Eave-kolom: Axiale kracht $N=1.2×$eigen belasting$ + 1.5×$wind zijdelingse belasting $=1085kN$; drukdraagvermogen $N_u=1260kN > N$, voldoet aan de vereisten (verminderde belasting vergeleken met een ontwerp van 12 m)

Dakgording (C200×70×20×2,5): Windzuigkracht $q=1.5×0,720kPa=1.08kN/m$; doorbuiging $f=11.5mm < L/200=60mm$, stijfheid voldoet aan de vereisten (cruciaal voor bevestiging van 0,4 mm gekleurde staalplaten)

Wandgording (C160×70×20×2,0): Laterale windbelasting $q=1.5×0,720kPa=1.08kN/m$; doorbuiging $f=9.8mm < L/200=75mm$, stijfheid voldoet aan de eisen

0,4 mm kleur stalen enkele plaat: Ultiem draagvermogen voor windzuiging $ Groter dan of gelijk aan 1,5 kPa > 0,720 kPa$, geen knik/vervorming onder een windsnelheid van 120 km/u

 

 

Verticale belasting kolom (max): $F=1085kN$; horizontale windbelasting: $H=162kN$

Onafhankelijke betonnen fundering (C30, $f_a=200kPa$): Draagvermogen $P=(F+G)/A=142kPa < f_a$, geen kantelen/glijden (kantelcoëfficiënt $K_o=3.5 > 1,5$, voldoet aan AS/NZS-norm)

 

 

Alle materialen zijn berekend met 3% constructieverlies (internationaal exportstandaardverliespercentage voor staalconstructies); eenheid: metrische ton (t) voor staal, vierkante meter (㎡) voor gekleurde staalplaat, stuk/set voor deuren/ramen/bevestigingsmiddelen.

 

 

Nee.	Materiaalbeschrijving	Specificatie	Hoeveelheid (t)	Opmerkingen
1	Portaalframe hoofdbalk	H550×250×8×12	51.6	25m overspanning, 3 overspanningen
2	Overspanningsverbindingsbalk	H450×200×6×10	10.8	Verbinding van 3 doorlopende overspanningen
3	Eave-kolom	H600×300×10×14	37.2	22 kolommen (lengterichting)
4	Interne framekolom	H500×250×8×12	24.5	10 kolommen (interne overspanningen)
5	Verbindingsplaat voor kolombalken	20 mm dikke stalen plaat	4.6	Gegalvaniseerd
6	Subtotaal (hoofdstaal)	-	128.7	Q355B, gritstralen + anti-roestverf

 

 

Nee.	Materiaalbeschrijving	Specificatie	Hoeveelheid (t)	Opmerkingen
1	Dakgording	C200×70×20×2,5 (koud-gevormd)	38.5	Afstand 1,2 m, dak 75 x 75 m
2	Muur gording	C160×70×20×2.0 (koud-gevormd)	22.3	Afstand 1,5 m, behuizing 9 m hoog
3	Horizontale versteviging van het dak	φ16 gegalvaniseerd rond staal	3.2	Laterale stabiliteit
4	Verticale versteviging van de muur	φ16 gegalvaniseerd rond staal	2.4	Weerstand tegen windbelasting (kortere lengte voor 9m hoogte)
5	Verstevigende ondersteuning	L50×5 hoekstaal	4.2	Gegalvaniseerd
6	Gording verbindingsbeugel	3 mm dikke stalen plaat	1.8	Gegalvaniseerd
7	Subtotaal (secundair staal)	-	72.4	Q235B, thermisch-verzinkt (anti-corrosie voor PNG)

 

 

Nee.	Materiaalbeschrijving	Specificatie	Hoeveelheid (㎡)	Opmerkingen
1	Dakkleur staalplaat	0,4 mm gekleurd staal (PVDF-coating)	5850	75×75 + 5% afwateringshelling (ongewijzigd)
2	Wandkleur staalplaat	0,4 mm gekleurd staal (PVDF-coating)	2700	(75+75)×2×9, minus deur-/raamoppervlak
3	Plaat afsluitplaat	0,4 mm kleur staal	150	Sluiting van dakrand/eindmuur (verlaagd voor 9m hoogte)
4	Knipperingen	0,4 mm kleur staal	190	Daknok/muurhoekgoot (anti-regen)
5	Subtotaal (kleur staal)	-	8890	Gegalvaniseerde basis Groter dan of gelijk aan 80g/㎡, tropische anti-corrosie

 

 

Nee.	Materiaalbeschrijving	Specificatie	Hoeveelheid	Opmerkingen
1	Ankerbout met hoge-sterkte	M36×900 (graad 8,8)	132 sets	Kolombasis, 6 per kolom
2	Balk-kolom hoge-sterke bout	M24×80 (kwaliteit 10,9)	2500 sets	Starre verbinding (gereduceerd voor kleinere sectie)
3	Purlin zelf-boorschroef	ST5,5×25 (EPDM-pakking)	105.000 stuks	Fix kleur staalplaat (verkleind voor kleiner wandoppervlak)
4	Gordingverbindingsschroef	ST4,8×20	38.000 stuks	Repareer C-sectiegordingen
5	Bevestigingsbout	M16×50 (gegalvaniseerd)	3.500 sets	Bevestig rondstaal/hoekstaal
6	Waterdicht afdichtmiddel	Neutrale siliconen	130 buizen	Afdichting dak-muurverbinding
7	Schuimstrook	10 mm × 20 mm	900m	Afdichting van deur-/raamspleet (verlaagd voor 9m hoogte)

 

 

Nee.	Materiaalbeschrijving	Specificatie	Hoeveelheid	Opmerkingen
1	Stalen industriële schuifdeur	4m(W)×4.5m(H)	2 sets	Logistieke hoofdingang (hoogte aangepast tot 4,5 m)
2	Personeelsdeur van aluminiumlegering	0.9m(W)×2.1m(H)	4 sets	Anti-diefstal + winddicht
3	Ventilatievenster van aluminiumlegering	1,5 m(B)×1,2 m(H) (boven- opgehangen)	40 sets	Zijwand, met klamboe
4	Nooduitgang raam	1.2m(W)×1.0m(H)	6 sets	Eindwand, breekbaar glas
5	Raam klamboe	Aangepast	46 sets	Match alle ramen

 

 

Nee.	Materiaalbeschrijving	Specificatie	Hoeveelheid	Opmerkingen
1	Epoxy-anti-roestprimer	Twee-componenten	700L	Staalhoofdstructuur (Q355B, verkleind voor kleiner staalvolume)
2	Polyurethaan toplaag	Tropisch anti-UV	500L	Hoofdstaalconstructie (Q355B)
3	Galvaniserende reparatieverf	Zink-rijk	130L	Secundair staal (beschadigde verzinking)
4	Waterdichte verf voor daken	Acryl	300L	Daknok/gootstukken (ongewijzigd)

 

 

Materiaalcategorie	Totale hoeveelheid	Eenheid
Hoofdconstructiestaal (Q355B)	128.7	t
Secundair constructiestaal (Q235B)	72.4	t
0,4 mm kleur stalen enkele plaat	8890	㎡
Bevestigingsmiddelen met hoge-sterkte	-	Aangepaste sets/st
Deuren en ramen (aluminiumlegering)	52	sets
Coating/anti{0}}corrosiemateriaal	-	L/buis

 

 

Anti-corrosie: Al het secundaire staal wordt thermisch-verzinkt (groter dan of gelijk aan 85 μm), het hoofdstaal wordt gestraald + epoxyprimer + polyurethaan toplaag – aangepast aan de hoge temperatuur/vochtigheid/tropisch zeeklimaat van PNG.

Windbestendigheid: Bevestigingsschroeven van plaatstaal in alle kleuren met waterdichte EPDM-pakking; dakgootstukken en muurverbindingen afgedicht met neutrale siliconen – voorkomen het loskomen van de wind en het binnendringen van regen.

Logistiek: Componenten van staalconstructies geprefabriceerd in China, gesneden/gelast/geverfd in de fabriek, gemarkeerd met installatiecode – verminder constructie op-site in PNG (beperkte constructievoorwaarden).

Bouw op-site: Kolombasisfundering met C30-beton (lokaal materiaal in PNG); alle boutverbindingen zijn vooraf- vastgezet met een momentsleutel – zorg voor structurele integriteit.

Behuizing: 0,4 mm gekleurde staalplaat met PVDF-coating (UV-bestendigheid groter dan of gelijk aan 10 jaar) – aangepast aan het sterke tropische zonlicht van PNG.

Alle structurele ontwerpen en materiaalhoeveelheden zijn geoptimaliseerd voor een windbelasting van 120 km/u (de belangrijkste controlebelasting van dit project), voldoen aan de constructie- en gebruikseisen van Port Moresby, Papoea-Nieuw-Guinea, en voldoen aan de internationale exportnormen voor staalconstructies. De dakrandhoogte van 9 meter vermindert het totale materiaalverbruik, terwijl de structurele veiligheid en operationele functionaliteit behouden blijven.