L100m*W20m*V8m Sklad ocelových konstrukcí pro oblasti s velkým zatížením větrem

 

 

Parametry projektu: Zastavěná plocha: 2000㎡

Výška okapu: 8m

Tlak větru: 250 km/h

Seismická odolnost: Stupeň 8

Adaptabilní oblasti: Filipíny, Nové Krédonie, Tonga, Panenské ostrovy, ostrov Réunion...

 

 

Pro navrhovaný projekt dílny na ocelový rám (Š20 m x 100 m x V8 m, extrémně vysoká rychlost větru, vysoké seismické opevnění, žádné zatížení sněhem) se jedná o typický návrhový scénář charakterizovaný „vysokým tlakem větru, vysokou seismickou odolností a nízkým zatížením střechy“.

Vzhledem ke specifickým podmínkám zatížení větrem (250 km/h, ekvivalentní tajfunu úrovně 14), bude toto zatížení řídící pro celý konstrukční návrh. Obvykle je spotřeba oceli v lehké dílně řízena sáním větru kvůli stabilitě. Obrovský tlak větru a seismické síly však budou v tomto případě dominovat při návrhu průřezu ocelových nosníků a ocelových sloupů.

Níže uvádíme nejrozumnější, nejhospodárnější a nejbezpečnější konstrukční schéma, které navrhujeme, spolu s odhadem spotřeby oceli.

 

 

Aby se vyrovnalo s 8stupňovým seismickým opevněním a rychlostí větru 250 km/h a vzhledem k tomu, že výška 8 m nevyžaduje jeřábové nosníky, schéma by se mělo zaměřit na „silné sloupy, slabé nosníky“ a „tuhá spojení“.

 

1. Hlavní konstrukční systém (jádro boční síly)

Typ rámu:Přizpůsobený H-ocelový rám.

Důvod:Přestože je zatížení větrem vysoké a vyžaduje silnější stojiny, zkosená část může efektivně využít pevnost materiálu. Zvětšuje výšku sekce u spojů-sloupků nosníku (kde je síla největší) a zmenšuje ji ve středním-rozpětí, takže je ocel-efektivnější než konstantní průřez.

Typ připojení:Pevné spojení (Moment Connection) mezi nosníky a sloupy.

Důvod:Osmistupňové seismické opevnění vyžaduje, aby struktura měla dobrou schopnost rozptylu energie a integritu. Pevné spoje účinně odolávají ohybovým momentům generovaným zemětřesením, snižují boční posunutí a jsou bezpečnější než čepové spoje (schémata s výkyvnými sloupy). Výsledkem je také menší deformace při vysokém tlaku větru.

Typ základny sloupce:Pevná základna sloupu.

Důvod:Aby odolal obrovskému klopnému momentu (od větru a zemětřesení), musí být základ sloupu pevně spojen se základem, aby se přenášely ohybové momenty.

 

2. Sekundární konstrukce a výztuha (klíč stability)

Střešní vaznice:Ocelové vaznice průběžného průřezu Z- (s tažnými vzpěrami).

Důvod:Rychlost větru 250 km/h generuje enormní sání větru (zvedání střechy). Kontinuální ocel s průřezem Z-má rozumnější rozložení sil než ocel s průřezem C-a musí být vybavena dvouvrstvými tažnými vzpěrami nebo vzpěrami, aby byla zajištěna stabilita kompresní příruby.

Obvody stěn:C-sekce Ocelové pásy (s diagonálními tažnými vzpěrami).

Důvod:Stěny nesou především tlak větru a sání. C-profilová ocel je dostatečná. Při rychlosti větru nižší než 250 km/h je však třeba zhutnit rozteč stěnových pásů (doporučeno @1,0 m - 1.2 m) a instalovat diagonální tažné vzpěry, aby odolávaly vodorovným silám.

Výztuha:

Vodorovné ztužení střechy:Nainstalujte příčné vodorovné ztužení ve štítových polích a uprostřed, abyste vytvořili stabilní horizontální vazník, který přenáší síly větru na mezisloupové ztužení.

Mezi-výztuhy sloupců:Instalujte do štítových zdí a doprostřed. Musí používat výztuhu z profilové oceli (nejen z kruhové oceli), aby splnila požadavky na tažnost 8stupňového seismického opevnění.

 

3. Struktura krytu

Střešní plášť:Přizpůsobený ocelový panel z vlnité barvy typu 900 nebo 750.

Důvod:Při rychlosti větru 250 km/h lze běžné typy panelů s pevnými{1}}šrouby snadno sejmout. Je nutné použít skryté-zaklapávací panely, které spoléhají na mechanické blokování, aby se panely uzamkly na místě. To nabízí největší odolnost proti zvedání větru.

Obložení stěn:Přizpůsobené barevné ocelové panely typu 900 nebo 750.

Důvod:Panely s vyššími vrcholy vln mají větší tuhost a jsou vhodné pro oblasti s vysokým tlakem větru.

 

 

Toto je kritický ukazatel. Vzhledem k požadovanému extrémně vysokému zatížení větrem (250 km/h) a nulovému zatížení sněhem to bude mít za následek mnohem větší průřezy nosníků a sloupů než běžné dílny, zatímco sekundární komponenty, jako jsou vaznice, budou mít nižší namáhání.

 

1. Základ odhadu

Převod zatížení větrem:Rychlost větru 250 km/h se převádí na extrémně vysokou hodnotu tlaku větru (daleko přesahující konvenční 0,35-0,55 kN/m²). To vyžaduje, aby stojiny nosníků a sloupů nebyly příliš tenké a sekce dostatečně vysoké.

Seismická odolnost 8 stupňů:Vyžaduje zesílenou konstrukci spoje, což má za následek silnější a větší spojovací desky.

Žádné zatížení sněhem:Toto je jediný faktor „snížení hmotnosti“, což znamená, že vlastní zatížení střechy je nízké a požadavky na stabilitu kompresní příruby nosníků jsou nižší.

 

2. Odhadovaná spotřeba oceli na komponent

 

Strukturální komponenta	Odhadovaný index (kg/㎡)	Popis
Hlavní rám (nosníky + sloupy)	20 - 25 kg/㎡	I když výška okapu 8 m není vysoká, kvůli silnému větru je nutné koncové části sloupu a nosníku- zesílit (např. tloušťka stojiny se zvýšila ze 4 mm na 6–8 mm).
Jeřábové nosníky/Kravské nohy	0 kg/㎡	Ve výšce 8 m obvykle není vyžadován žádný jeřáb, takže tato položka je 0.
Střešní vaznice + napínací tyče	7 - 9 kg/㎡	Kvůli velkému sání větru je třeba zvýšit specifikace vaznice (např. C200 nebo Z200) a zvýšit hustotu tažných tyčí.
Stěnové pásy + napínací tyče	4 - 5 kg/㎡	Vysoký tlak větru vyžaduje hustší rozteč pásů a silnější tloušťku stěny.
Výztužný systém (mezi-sloup + střecha)	3 - 4 kg/㎡	8stupňové seismické požadavky vyžadují tuhý výztužný systém.
Ostatní (žlaby, přístřešky atd.)	2 - 3 kg/㎡	Zahrnuje spojovací desky, šrouby a ztráty materiálu.
Celková spotřeba oceli	36 - 46 kg/㎡	Klíčový referenční rozsah

 

3. Výpočet celkové spotřeby oceli

Předpokládaná plocha workshopu: 20m×100m=2000㎡

Konzervativní celková spotřeba oceli:2000㎡×45kg/㎡=90000 kg.

Poznámka:Pokud je výpočet zatížení větrem extrémně přísný, může přesáhnout 48~50 kg/㎡, což má za následek celkovou hmotnost kolem 100 tun.

 

 

U tohoto speciálního projektu „vysoký vítr, vysoká seismika“, aby byla zajištěna racionalita schématu, CBC navrhuje, abyste se během návrhu a výstavby zaměřili na následující body:

Základní design je prvořadý:

Při rychlosti větru 250 km/h vzniká obrovská zvedací síla (zvedání střechy) a tlačná síla (svržení budovy). Vaše izolované základy musí být postaveny velmi velké, nebo byste měli zvážit pilotové základy. Dále musí být kotevní šrouby dostatečně silné, dostatečně dlouhé a hluboce ukotvené.

Podrobnosti o připojení panelu:

Při rychlosti větru pod 250 km/h „detaily určují život a smrt“. Střešní panely musí používat příchytky ze zesílené hliníkové slitiny (T-příchytky) a spojovací šrouby mezi příchytkami a vaznicemi musí být zahuštěny. Je přísně zakázáno používat šroubované-střešní panely v okrajových oblastech.

Využití "No Snow Load":

Přestože zde není žádné zatížení sněhem, při výpočtu zatížení střechy nemůže být nižší než minimální hodnota specifikovaná kódem (obvykle 0,5 kN/m²). Tento bod však můžete využít k mírnému uvolnění konstrukce boční podpory pro kompresní přírubu nosníků, což může pomoci ušetřit malou spotřebu oceli.

 

Shrnutí:Pro tento typ projektu skladu je nejrozumnějším schématem přizpůsobený H-ocelový pevný rám + střešní panely se západkovým-zámkem. Odhadovaná rozumná spotřeba oceli je mezi36-46 kg/㎡. Zajistěte, aby profesionální statik podrobně zkontroloval zatížení větrem, protože rychlost 250 km/h je extrémní stav, který může vyžadovat zvláštní zkušební protokoly o zkoušce zdvihu větru.

 

 

Poznámky: Níže uvedené hmotnosti jsou teoretické čisté hmotnosti. A3–5%při zadávání veřejných zakázek by měl být přidán příspěvek na odpad.

1. Primární konstrukční systém (hlavní nosný-rám)

Základní komponenty odolávající větru a seismickému zatížení. Materiál:Q355B.

Žádný.	Komponent	Specifikace	Materiál	Množství	Jednotková hmotnost (kg)	Celková hmotnost (kg)	Poznámky
1	Sloupce	H450-500x250x8x12	Q355B	40 ks	~610	24,400	H-nosníky s proměnnou-hloubkou svařování
2	Krokve	H400-500x200x6-8x10-12	Q355B	36 ks	~680	24,480	2 kusy na rámeček, celkem 17 rámečků
3	Sloupcové závorky	H200x200x8x12	Q235B	16 ks	~310	4,960	Instalováno na obou koncích a ve střední části-
4	Vzpěry	Φ159x6	Q235B	20 ks	~30	600	Průběžné u hřebene a okapu

Mezisoučet – Primární struktura: Přibl.54,44 tuny

 

2. Systém sekundární konstrukce (obkladový nosný rám)

Komponenty primárně odolávající vztlaku větru. Materiál:Q235B pozinkovaná ocel(Zinkový povlak Větší nebo rovna 275 g/m²).

Žádný.	Komponent	Specifikace	Materiál	Délka (za ks)	Množství	Celková hmotnost (kg)	Poznámky
1	Střešní vaznice	Z250x75x20x2.5	Pozinkované	6.0m	374 ks	19,100	Rozteč @1,2m, včetně přesahů
2	Obvody na stěnu	C200x70x20x2.5	Pozinkované	6.0m	334 ks	12,485	Rozteč 1,5 m, dvojité-sklony stěn
3	Spojovací tyče / výztužné tyče	Φ12 / Φ50x3	Q235	-	-	3,200	Dvousměrné{0}}táhla střechy se vzpěrami
4	Ortézy na kolena	L50x5	Q235	1.0m	200 ks	800	Spojuje trám-s-styčníky sloupů

Mezisoučet – Sekundární struktura: Přibl.35,585 tun

 

3. Systém opláštění (barevně-potažené ocelové plechy)

Standardní jednovrstvé profilované ocelové plechy se používají podle požadavku pro „barevně-potažené jednotlivé panely“.

Žádný.	Komponent	Specifikace	Tloušťka	Oblast (㎡)	Hmotnost (kg)	Poznámky
1	Střešní plechy	YX35-125-750	0,5 mm	2100	1,050	Užitná šířka: 0,75 m, včetně odpadu
2	Nástěnné listy	HV-760 (vysoké žebro)	0,5 mm	1600	800	Výška: 8 m, bez dveří/oken
3	Okraje a lemování	Vlastní ohýbané díly	0,5 mm	-	200	Pro hřeben, okapy a rohy stěn

Mezisoučet – Systém opláštění: Přibl.2,05 tuny

 

4. Spojovací prvky a konektory

Oblasti silného-větru vyžadují dostatečné a spolehlivé připojení.

Žádný.	Materiál	Specifikace	Jednotka	Množství	Poznámky
1	Vysokopevnostní šrouby-	10,9 Třída M22	Soubor	500	Pro připojení trámových-sloupců
2	Obyčejné šrouby	4.8 Třída M16	Soubor	1000	Pro vzpěry a vzpěry
3	Samovrtné-šrouby	Φ5.5x13	PC	5000	Pro upevnění barevných listů (husté rozestupy)
4	Kotevní šrouby	M30	Soubor	72	Pevné připojení základny

 

5. Ochrana proti korozi a protipožární ochrana

Žádný.	Materiál	Specifikace	Kabáty	Oblast (㎡)	Poznámky
1	Epoxidový zinkový-základní nátěr	-	2 nátěry	2500	Tloušťka suchého filmu Větší nebo rovna 70 μm
2	Polyuretanový vrchní nátěr	-	2 nátěry	2500	Barva dle přání majitele

 

6. Souhrnná tabulka materiálu

Kategorie	Celková hmotnost (kg)	Celková hmotnost (tuny)	Poznámky
Primární struktura	54,440	54.44	Sloupy, krokve, vzpěry
Sekundární struktura	35,585	35.585	Vaznice, pasparty, táhla
Opláštění	2,050	2.05	Listy a lišty
Mezisoučet (čistá hmotnost)	92,075	92.075	Teoretická čistá hmotnost
Příspěvek na odpad (5 %)	4,604	4.6	Pro přepravu a řezné ztráty
Celkové množství nákupu	96,679	96.679	Přibližně . 97 tun

Poznámka: Všechny údaje jsou pouze orientační. Konečná množství podléhají schváleným konstrukčním výkresům.