L100m * W20m * H8m Magazyn konstrukcji stalowych dla obszarów obciążonych silnym wiatrem

 

 

Parametry projektu: Powierzchnia zabudowy: 2000㎡

Wysokość okapu: 8m

Ciśnienie wiatru: 250 km/h

Odporność sejsmiczna: klasa 8

Regiony, które można dostosować: Filipiny, Nowa Kredonia, Tonga, Wyspy Dziewicze, Wyspa Reunion...

 

 

W przypadku proponowanego projektu warsztatu z ramą stalową (szer. 20 m x dł. 100 m x wys. 8 m, wyjątkowo duża prędkość wiatru, silne umocnienia sejsmiczne, brak obciążenia śniegiem) jest to typowy scenariusz projektowy charakteryzujący się „wysokim ciśnieniem wiatru, wysoką odpornością sejsmiczną i niskim obciążeniem dachu”.

Ze względu na specyficzne warunki obciążenia wiatrem (250 km/h, co odpowiada tajfunowi poziomu 14), będzie to obciążenie kontrolne dla całego projektu konstrukcyjnego. Zazwyczaj zużycie stali w lekkim warsztacie jest kontrolowane przez ssanie wiatru w celu zapewnienia stabilności. Jednakże w tym przypadku ogromne ciśnienie wiatru i siły sejsmiczne zdominują konstrukcję przekroju stalowych belek i słupów stalowych.

Poniżej znajduje się najbardziej rozsądny, ekonomiczny i bezpieczny schemat projektowania konstrukcji, jaki sugerujemy, wraz z szacunkowym zużyciem stali.

 

 

Aby poradzić sobie z umocnieniami sejsmicznymi o nachyleniu 8 stopni i wiatrem o prędkości 250 km/h, a także biorąc pod uwagę, że wysokość 8 m nie wymaga belek dźwigowych, projekt powinien skupiać się na „mocnych kolumnach, słabych belkach” i „sztywnych połączeniach”.

 

1. Główny układ konstrukcyjny (rdzeń sił bocznych)

Typ ramy:Dostosowana rama stalowa-o przekroju H.

Powód:Chociaż obciążenie wiatrem jest duże i wymaga grubszych środników, zwężający się przekrój może skutecznie wykorzystać wytrzymałość materiału. Zwiększa wysokość przekroju w połączeniach-belek (gdzie siła jest największa) i zmniejsza ją w połowie-rozpiętości, dzięki czemu jest ona bardziej-wydajna stalowo niż przekrój stały.

Typ połączenia:Połączenie sztywne (połączenie momentowe) pomiędzy belkami i słupami.

Powód:Fortyfikacja sejsmiczna 8 stopni wymaga, aby konstrukcja miała dobrą zdolność rozpraszania energii i integralność. Sztywne połączenia skutecznie wytrzymują momenty zginające generowane przez trzęsienia ziemi, zmniejszają przemieszczenia boczne i są bezpieczniejsze niż połączenia przegubowe (schematy kolumn wahliwych). Powoduje to również mniejsze odkształcenia pod wpływem dużego ciśnienia wiatru.

Typ podstawy kolumny:Sztywna podstawa kolumny.

Powód:Aby wytrzymać ogromny moment wywracający (spowodowany wiatrem i trzęsieniami ziemi), podstawa kolumny musi być trwale połączona z fundamentem, aby przenosić momenty zginające.

 

2. Konstrukcja drugorzędna i system stężeń (klucz stabilności)

Płatwie dachowe:Płatwie stalowe o ciągłym przekroju-Z (z prętami rozciąganymi).

Powód:Prędkość wiatru wynosząca 250 km/h generuje ogromne ssanie wiatru (podnoszenie dachu). Ciągła stal o-profilu Z ma bardziej rozsądny rozkład sił niż stal o przekroju C-i musi być wyposażona w dwuwarstwowe-pręty lub rozpórki napinające, aby zapewnić stabilność kołnierza ściskanego.

Obręcze ścienne:Pręty stalowe-o przekroju C (z ukośnymi prętami naprężającymi).

Powód:Ściany wytrzymują głównie parcie i ssanie wiatru. Stal-o przekroju C jest wystarczająca. Jednakże przy prędkości wiatru poniżej 250 km/h należy zwiększyć odstępy między ryglami ścian (zalecane: 1,0 m - 1.2 m) i zainstalować ukośne pręty napinające, aby wytrzymać siły poziome.

System usztywniający:

Stężenie poziome dachu:Zamontuj poprzeczne stężenia poziome w przęsłach szczytowych i na środku, aby utworzyć stabilną poziomą kratownicę przenoszącą siły wiatru na-stężenia międzykolumnowe.

Stężenia międzykolumnowe-:Zamontuj w ścianach szczytowych i na środku. Aby spełnić wymagania dotyczące plastyczności fortyfikacji sejsmicznej o nachyleniu 8 stopni, należy zastosować usztywnienia ze stali profilowej (a nie tylko ze stali okrągłej).

 

3. Struktura obudowy

Pokrycie dachu:Dostosowany panel ze stali falistej typu 900 lub 750.

Powód:Przy prędkości wiatru wynoszącej 250 km/h zwykłe-przykręcane panele można łatwo zdjąć. Należy stosować ukryte-panele zatrzaskowe, polegające na mechanicznym blokowaniu w celu zablokowania paneli na miejscu. Zapewnia to największą odporność na podnoszenie wiatru.

Okładzina ścienna:Dostosowane panele ze stali falistej typu 900 lub 750.

Powód:Panele z wyższymi szczytami fal mają większą sztywność i nadają się do stosowania w obszarach o większym ciśnieniu wiatru.

 

 

To krytyczny wskaźnik. Ze względu na wymagane wyjątkowo duże obciążenie wiatrem (250 km/h) i zerowe obciążenie śniegiem, spowoduje to znacznie większe przekroje belek i słupów niż w przypadku zwykłych warsztatów, podczas gdy elementy drugorzędne, takie jak płatwie, będą miały mniejsze naprężenia.

 

1. Podstawa oszacowania

Konwersja obciążenia wiatrem:Prędkość wiatru wynosząca 250 km/h przekłada się na niezwykle wysoką wartość ciśnienia wiatru (znacznie przekraczającą konwencjonalne 0,35-0,55 kN/m²). Wymaga to, aby środniki belek i słupów nie były zbyt cienkie, a przekroje odpowiednio wysokie.

Odporność sejsmiczna 8 stopni:Wymaga wzmocnionej konstrukcji złącza, co skutkuje grubszymi i większymi płytami łączącymi.

Brak obciążenia śniegiem:Jest to jedyny czynnik „zmniejszający ciężar”, co oznacza, że ​​ciężar własny dachu jest niewielki, a wymagania dotyczące stabilności pasa ściskanego belek są niższe.

 

2. Szacowane zużycie stali na komponent

 

Element konstrukcyjny	Szacowany wskaźnik (kg/㎡)	Opis
Rama główna (belki + słupy)	20 - 25 kg/㎡	Chociaż wysokość okapu wynosząca 8 m nie jest wysoka, ze względu na silny wiatr konieczne jest pogrubienie-końcowych odcinków słupa i belki (np. zwiększenie grubości środnika z 4 mm do 6–8 mm).
Belki dźwigu/Nogi krowy	0 kg/㎡	Zwykle na wysokości 8 m nie jest wymagany żaden dźwig, więc ta pozycja wynosi 0.
Płatwie dachowe + pręty napinające	7 - 9 kg/㎡	Ze względu na ogromne ssanie wiatru należy zwiększyć specyfikacje płatwi (np. C200 lub Z200) i zwiększyć gęstość prętów naprężających.
Rygle ścienne + pręty naprężające	4 - 5 kg/㎡	Wysokie ciśnienie wiatru wymaga gęstszych odstępów między ryglami i grubszych ścianek.
System stężeń (-kolumna wewnętrzna + dach)	3 - 4 kg/㎡	Wymagania sejsmiczne 8 stopni wymagają sztywnego układu usztywniającego.
Inne (rynny, zadaszenia itp.)	2 - 3 kg/㎡	Obejmuje płyty łączące, śruby i straty materiału.
Całkowite zużycie stali	36 - 46 kg/㎡	Kluczowy zakres odniesienia

 

3. Obliczanie całkowitego zużycia stali

Przewidywany obszar warsztatu: 20m×100m=2000㎡

Konserwatywne całkowite zużycie stali:2000㎡×45kg/㎡=90000kg.

Notatka:Jeśli obliczenia obciążenia wiatrem są bardzo rygorystyczne, może ono przekroczyć 48 ~ 50 kg/㎡, co daje całkowitą masę około 100 ton.

 

 

Aby zapewnić racjonalność programu, w przypadku tego specjalnego projektu „silnego wiatru i silnych wstrząsów sejsmicznych”, CBC sugeruje skupienie się na następujących punktach podczas projektowania i budowy:

Projekt fundamentów jest najważniejszy:

Przy prędkości wiatru wynoszącej 250 km/h powstają ogromne siły unoszące (podnoszące dach) i pchające (przewracające budynek). Twoje izolowane fundamenty muszą być zbudowane bardzo duże, w przeciwnym razie powinieneś rozważyć fundamenty palowe. Ponadto śruby kotwiące muszą być wystarczająco grube, wystarczająco długie i głęboko zakotwiczone.

Szczegóły połączeń paneli:

Przy prędkości wiatru poniżej 250 km/h „szczegóły decydują o życiu i śmierci”. W panelach dachowych należy zastosować pogrubione zaciski ze stopu aluminium (zaciski T-), a śruby łączące pomiędzy zaciskami a płatwiami muszą być zagęszczone. Surowo zabrania się stosowania-przykręcanych płyt dachowych w obszarach krawędziowych.

Wykorzystanie „Bez obciążenia śniegiem”:

Mimo że obciążenie śniegiem nie występuje, to przy obliczaniu obciążenia użytkowego dachu nie może ono być mniejsze niż minimalna wartość określona normą (zwykle 0,5 kN/m²). Można jednak wykorzystać ten punkt, aby nieco złagodzić konstrukcję podparcia bocznego pasa ściskanego belek, co może pomóc w niewielkim zużyciu stali.

 

Streszczenie:W przypadku tego rodzaju projektu magazynu najbardziej rozsądnym schematem jest dostosowana do indywidualnych potrzeb sztywna rama stalowa o przekroju H-+ panele dachowe z zatrzaskiem-. Szacunkowe rozsądne zużycie stali mieści się w przedziale od36-46 kg/㎡. Należy koniecznie poprosić profesjonalnego inżyniera budowlanego o szczegółowe sprawdzenie obciążenia wiatrem, ponieważ prędkość 250 km/h to warunki ekstremalne, które mogą wymagać specjalnych raportów z testów siły wyporu wiatru.

 

 

Notatki: Podane poniżej masy są teoretycznymi masami netto. A3–5%Przy zakupie należy doliczyć dodatek za odpady.

1. System konstrukcji podstawowej (rama nośna-głównego obciążenia)

Podstawowe elementy odporne na wiatr i obciążenia sejsmiczne. Tworzywo:Q355B.

NIE.	Część	Specyfikacja	Tworzywo	Ilość	Masa jednostki (kg)	Całkowita waga (kg)	Uwagi
1	Kolumny	H450-500x250x8x12	Q355B	40 szt	~610	24,400	Belki H-o zmiennej-głębokości
2	krokwie	H400-500x200x6-8x10-12	Q355B	36 szt	~680	24,480	2 sztuki na ramkę, łącznie 17 klatek
3	Wsporniki kolumnowe	H200x200x8x12	Q235B	16 szt	~310	4,960	Instalowany na obu końcach i w środkowej-sekcji
4	Rozpórki	Φ159x6	Q235B	20 szt	~30	600	Ciągłe na kalenicy i okapie

Suma częściowa – struktura podstawowa: Około.54,44 ton

 

2. System konstrukcji drugorzędnej (rama nośna okładziny)

Komponenty odporne głównie na unoszenie wiatru. Tworzywo:Stal ocynkowana Q235B(Powłoka cynkowa o gramaturze większej lub równej 275 g/m²).

NIE.	Część	Specyfikacja	Tworzywo	Długość (za szt.)	Ilość	Całkowita waga (kg)	Uwagi
1	Płatwie dachowe	Z250x75x20x2.5	Ocynkowany	6.0m	374 szt	19,100	Odstęp @1,2 m, uwzględnia zakładki
2	Girt ścienny	C200x70x20x2.5	Ocynkowany	6.0m	334 szt	12,485	Rozstaw co 1,5 m, podwójne-ściany pochyłe
3	Ściągacze / Pręty usztywniające	Φ12 / Φ50x3	Q235	-	-	3,200	Dwukierunkowe-szpilki dachowe z rozpórkami
4	Ortezy kolan	L50x5	Q235	1.0m	200 szt	800	Łączy belki-z-połączeniami słupów

Suma częściowa – struktura drugorzędna: Około.35,585 ton

 

3. System okładzin (-blachy stalowe powlekane kolorowo)

Zgodnie z żądaniem w przypadku „pojedynczych paneli-powlekanych kolorowo” stosowane są standardowe jednowarstwowe profilowane blachy stalowe.

NIE.	Część	Specyfikacja	Grubość	Obszar (㎡)	Waga (kg)	Uwagi
1	Arkusze dachowe	YX35-125-750	0,5 mm	2100	1,050	Szerokość efektywna: 0,75 m, uwzględnia odpady
2	Arkusze ścienne	HV-760 (wysokie żebro)	0,5 mm	1600	800	Wysokość: 8 m, nie obejmuje drzwi/okien
3	Listwy krawędziowe i obróbki blacharskie	Niestandardowe części gięte	0,5 mm	-	200	Do kalenic, okapów i narożników ścian

Suma częściowa – system okładzinowy: Około.2,05 tony

 

4. Elementy złączne i złącza

Regiony o-silnym wietrze wymagają wystarczających i niezawodnych połączeń.

NIE.	Tworzywo	Specyfikacja	Jednostka	Ilość	Uwagi
1	Śruby o wysokiej-wytrzymałości	10,9 klasa M22	Ustawić	500	Do połączeń belek-słupów
2	Zwykłe śruby	4,8 Stopień M16	Ustawić	1000	Do szelek i rozpórek
3	Wkręty samowiercące-	Φ5.5x13	szt	5000	Do mocowania arkuszy kolorowych (duże odstępy)
4	Śruby kotwowe	M30	Ustawić	72	Sztywne połączenia podstawy

 

5. Ochrona przed korozją i ognioodporność

NIE.	Tworzywo	Specyfikacja	Płaszcze	Obszar (㎡)	Uwagi
1	Podkład epoksydowo-cynkowy-bogaty	-	2 warstwy	2500	Grubość suchej powłoki Większa lub równa 70μm
2	Powłoka poliuretanowa	-	2 warstwy	2500	Kolor na życzenie właściciela

 

6. Tabela podsumowująca materiały

Kategoria	Całkowita waga (kg)	Masa całkowita (tony)	Uwagi
Struktura pierwotna	54,440	54.44	Kolumny, krokwie, zastrzały
Struktura wtórna	35,585	35.585	Płatwie, rygle, ściągi
Okładzina	2,050	2.05	Prześcieradła i wykończenia
Suma częściowa (waga netto)	92,075	92.075	Teoretyczna masa netto
Dodatek za odpady (5%)	4,604	4.6	Za straty w transporcie i cięciu
Całkowita wielkość zamówienia	96,679	96.679	Około. 97 ton

Uwaga: wszystkie dane służą wyłącznie celom informacyjnym. Ostateczne ilości podlegają zatwierdzonym rysunkom konstrukcyjnym.