Dizajn konstrukcije za skladište čelika 75m×75m×9m (Port Moresby, PNG)

Strukturalni dizajn i predračun za skladište čelika 75m×75m×9m (Port Moresby, PNG)

 

 

Dimenzija: 75m(D)×75m(W)×9m(H) (visina nadstrešnice)

Lokacija: Port Moresby, Papua Nova Gvineja

Opterećenje vjetrom: 120km/h (33.33m/s), bez opterećenja snijegom, bez seizmičkog opterećenja

Strukturni raspored: 3 kontinuirana raspona ×25m po rasponu (smjer širine); Smjer dužine 75m (razmak između stubova optimiziran za otpor vjetra i ekonomičnost)

Materijal kućišta: 0,4 mm čelični pojedinačni lim u boji (krov i zid)

Kriterijum dizajna: Zasnovano na AS/NZS 1170 (australski/novozelandski strukturni standard) (usvojen u PNG za građevinarstvo) i GB 50017-2017 (kineski standard dizajna čeličnih konstrukcija) (za međunarodnu izvoznu kompatibilnost čeličnih konstrukcija)

 

 

 

Čvrsta čelična konstrukcija portala(optimalno za industrijsko skladište-raspona, mala težina, brza konstrukcija, odlična otpornost na vjetar)

Span: 3×25m kontinuirani kruti okvir (širina:75m), bez srednjeg stupa u svakom rasponu kako bi se maksimalno iskoristio prostor u skladištu

Smjer dužine Razmak između stupaca: 7,5 m (10 udubljenja u dužini od 75 m), izbalansirano za nosivost vjetra i ekonomičnost konstrukcijskog materijala

Eave Height: 9m (zadovoljava opće zahtjeve za skladištenje/utovar-oprema za istovar, smanjuje utjecaj vjetra u poređenju sa visinom od 12m)

Roof Slope: 5% (1:20) (PNG je tropsko kišno područje, osigurava odvod kišnice; nema opterećenja snijegom, mali nagib je ekonomičan)

 

 

(1) Grede okvira portala (raspon 25m)

Sekcija: H- zavareni profil H550×250×8×12 (prirubnica 12mm, rebra 8mm) za 25m glavnog raspona; H450×200×6×10 za spajanje grede okvira na spojevima raspona (optimizirano za visinu od 9m, smanjena vlastita-težina uz zadržavanje čvrstoće)

Materijal: Q355B nisko-legirani čelik visoke{2}}vrste (superiorna čvrstoća tečenja, pogodan za strukturu kojom dominira vjetrom-, isplativ za izvoz)

Veza: Čvrsta vijčana-zavarena veza između grede i stuba (osigurava integritet okvira za otpornost na vjetar)

 

(2) Kolone okvira portala

Sekcija: H- zavareni presjek H600×300×10×14 (stub nadstrešnice, nosi maksimalno opterećenje vjetrom i vertikalno opterećenje); H500×250×8×12 (stub unutrašnjeg okvira) (smanjena visina preseka u poređenju sa dizajnom od 12m, prilagođeno nižem momentu vetra na visini od 9m)

Materijal: Q355B niskolegirani-čelik visoke{2}}vrste

Baza: Baza stuba sa anker vijkom M36×900 (sort 8,8 visoke čvrstoće), spojen na nezavisnu podlogu od armiranog betona (dizajn temelja: beton C30, 1,8m×1,8m×1,4m po stubu, ispunjava zahtjeve PNG za nosivost tla i odgovara smanjenom opterećenju stuba)

 

(3) Ograde (krov i zid)

Osnovna komponenta za fiksiranje čeličnog lima u boji od 0,4 mm, optimizirana za otpornost na usisavanje vjetra (kritično za brzinu vjetra od 120 km/h)

Roof Purlin: Hladno oblikovani C-presjek C200×70×20×2,5 (razmak 1,2m), materijal: Q235B hladno -čelik (anti-usisavanje vjetra, dovoljna krutost za krovni lim od 0,4 mm; nepromijenjen zbog konstantnog raspona krova)

Wall Purlin: Hladno oblikovani C-presjek C160×70×20×2.0 (razmak 1,5m), materijal: Q235B hladno oblikovani čelik (smanjeni presjek u poređenju sa dizajnom od 12m, prilagođen visini zida od 9m i nižem bočnom opterećenju vjetrom)

Bracing: Pocinčani okrugli čelik φ16 (horizontalni nosači krova, vertikalni zidni nosači) + ugaoni čelik L50×5 (nosač za učvršćivanje), osigurava bočnu stabilnost konstrukcije pod jakim vjetrom (nepromijenjeno, održava stabilnost za raspon okvira)

 

(4) Krov i zid

Materijal: čelični pojedinačni lim debljine 0,4 mm (pocinčana baza veća ili jednaka 80 g/㎡, PVDF premaz za tropsku anti-koroziju, prilagođen PNG visokoj temperaturi/vlažnosti)

Fiksiranje: Vijci za samobušenje ST5.5×25 (EPDM vodootporna zaptivka) za spajanje limova na grede (razmak 300 mm po dužini lima, 500 mm po širini lima) – dizajn protiv-pomjeranja vjetra (nepromijenjen, u skladu sa zahtjevima opterećenja vjetrom)

 

 

Prilagođavanje PNG tropskoj klimi, logističkom radu skladišta i otpornosti na vjetar; sva vrata/prozori imaju okvir od aluminijumske legure (antikorozivni) sa zaptivnim trakama otpornim na vetar, optimizovanim za visinu nadstrešnice od 9m.

 

 

Pozicija: 1 srednji raspon (25m) na bočnom zidu dužine 75m-(centralni položaj, optimalno za internu logistiku)

Specifikacija: 2 kompleta 4m(Š)×4,5m(V) kliznih čeličnih industrijskih vrata (ukupne širine 8m, zadovoljavaju pristup velikom vozilu; visina smanjena sa 5m na 4,5m kako bi odgovarala visini nadstrešnice 9m, bolja otpornost na vjetar)

Količina: 2 kompleta (1 glavni ulaz, 1 pomoćni ulaz/izlaz u slučaju nužde)

 

 

Pozicija: oba kraja bočnih zidova dužine 75m-(kraj stubova okvira, konstruktivna armatura)

Specifikacija: 0,9m(W)×2,1m(H) jedna vrata od aluminijumske legure protiv krađe (sa šarkama otpornim na vjetar i zaptivnom trakom, nepromijenjena specifikacija jer zadovoljava potrebe za pristupom osoblja)

Količina: 4 kompleta (2 po strani, uravnotežen raspored za protok osoblja)

 

 

Pozicija: Gornji dio bočnih zidova dužine 75m-(0,8m ispod nadstrešnice, prilagođen za visinu od 9m, izbjegava direktnu sunčevu svjetlost, maksimizira poprečnu ventilaciju)

Specifikacija: 1,5m(Š)×1,2m(V) prozori od aluminijumske legure (tip-okačeni, stepen otpornosti na vetar veći od ili jednak 6, sa mrežom za komarce – prilagođeno okruženju tropskih insekata PNG; nepromenjena specifikacija za dovoljnu ventilaciju)

Layout: Razmak 7,5m (isto kao i razmak između stubova), 20 prozora po bočnom zidu, ukupno 40 prozora (2 duga bočna zida, nepromenjena količina za održavanje efikasnosti ventilacije)

Funkcija: Prirodna ventilacija + rasvjeta, bez dodatnih troškova mehaničke ventilacije; gornji-okačeni dizajn sprječava infiltraciju kišnice u kišnoj sezoni

 

 

Pozicija: 75m-širina krajnjih zidova (3 raspona × 2 prozora po rasponu)

Specifikacija: 1,2m(Š)×1,0m(V) fiksni prozor od legure aluminijuma + lomljivo staklo u nuždi (nepromijenjena specifikacija, zadovoljava standarde zaštite od požara)

Količina: 6 kompleta (zadovoljava međunarodne standarde zaštite od požara)

 

 

 

AS/NZS 1170.0:2020: Radnje pri projektovanju konstrukcija – Opšti principi

AS/NZS 1170.2:2021: Projektna dejstva konstrukcije – Dejstva vetra (jezgro za proračun opterećenja vetrom od 120 km/h)

AS/NZS 3679.1:2016: Čelik za opšte konstrukcijske svrhe (standard materijala)

GB 50017-2017: Kod za projektovanje čeličnih konstrukcija (kompatibilnost dizajna čeličnih konstrukcija za izvoz)

GB 50185-2010: Kod za projektovanje konstrukcija ograđenih zgrada (za čelični lim u boji 0,4 mm i dizajn grede)

 

 

Pretvorite brzinu vjetra u osnovni pritisak vjetra prema AS/NZS 1170.2:

Brzina vjetra V=120km/h=33.33m/s (Port Moresby, otvoreni teren, kategorija terena C)

Osnovni pritisak vetra $w_0=0.5ρV^2$ (gustina vazduha $ρ=1.2kg/m^3$)

$w_0=0.5×1.2×33.33^2=$666.56Pa

Pritisak vjetra na visini nadstrešnice 9m: $w_z=w_0×k_z×k_c$ (visinski koeficijent $k_z=1.08$, koeficijent terena $k_c=1.0$) → $w_z=$719.88Pa

 

 

Portalna greda raspona 25m{1}}: Moment savijanja $M=1.2×$mrtvo opterećenje$ + 1.5×$opterećenje vjetrom $=786kN·m$; savojna nosivost $M_u=852kN·m > M$, ispunjava zahtjev

Eave column: Aksijalna sila $N=1.2×$mrtvo opterećenje$ + 1.5×$bočno opterećenje vjetrom $=1085kN$; nosivost na pritisak $N_u=1260kN > N$, zadovoljava zahtjeve (smanjeno opterećenje u poređenju sa dizajnom od 12m)

Krovni okvir (C200×70×20×2,5): Usisno opterećenje vjetrom $q=1.5×0,720kPa=1.08kN/m$; otklon $f=11.5mm < L/200=60mm$, krutost zadovoljava zahtjev (kritično za fiksiranje čeličnog lima u boji od 0,4 mm)

Zidni gred (C160×70×20×2.0): Bočno opterećenje vjetrom $q=1.5×0,720kPa=1.08kN/m$; otklon $f=9.8mm < L/200=75mm$, krutost zadovoljava zahtjev

0,4 mm čelični pojedinačni lim u boji: Maksimalna nosivost za usisavanje vjetra $ Veća ili jednaka 1,5kPa > 0,720kPa$, bez izvijanja/deformacije ispod brzine vjetra od 120km/h

 

 

Vertikalno opterećenje stuba (max): $F=1085kN$; horizontalno opterećenje vjetrom: $H=162kN$

Samostalni betonski temelj (C30, $f_a=200kPa$): Nosivost $P=(F+G)/A=142kPa < f_a$, bez prevrtanja/klizanja (koeficijent prevrtanja $K_o=3.5 > 1,5$, zadovoljava AS/NZS standard)

 

 

Svi materijali su izračunati sa 3% gubitka konstrukcije (standardna stopa gubitaka za izvoz čeličnih konstrukcija); jedinica: metrička tona (t) za čelik, kvadratni metar (㎡) za čelični lim u boji, komad/set za vrata/prozore/pričvršćivače.

 

 

br.	Opis materijala	Specifikacija	Količina (t)	Napomene
1	Glavna greda okvira portala	H550×250×8×12	51.6	Raspon 25m, 3 raspona
2	Raspon spojne grede	H450×200×6×10	10.8	Povezivanje 3 kontinuirana raspona
3	Eave column	H600×300×10×14	37.2	22 kolone (smjer dužine)
4	Stub unutrašnjeg okvira	H500×250×8×12	24.5	10 kolona (unutrašnji rasponi)
5	Spojna ploča za stubne grede	Čelična ploča debljine 20 mm	4.6	Galvanized
6	Međuzbroj (glavni čelik)	-	128.7	Q355B, pjeskarenje + boja protiv rđe

 

 

br.	Opis materijala	Specifikacija	Količina (t)	Napomene
1	Roof Purlin	C200×70×20×2,5 (hladno oblikovano)	38.5	Razmak 1,2m, krov 75m×75m
2	Zidna gredica	C160×70×20×2.0 (hladno oblikovano)	22.3	Razmak 1,5m, visina kućišta 9m
3	Horizontalni nosači krova	φ16 pocinčani okrugli čelik	3.2	Bočna stabilnost
4	Vertikalno učvršćivanje zida	φ16 pocinčani okrugli čelik	2.4	Otpor opterećenja vjetrom (smanjena dužina za 9m visine)
5	Podrška za učvršćivanje	L50×5 ugaoni čelik	4.2	Galvanized
6	Spojni nosač za gred	Čelična ploča debljine 3 mm	1.8	Galvanized
7	Međuzbroj (sekundarni čelik)	-	72.4	Q235B, vruće{1}}pocinkovano (protiv korozije za PNG)

 

 

br.	Opis materijala	Specifikacija	Količina (㎡)	Napomene
1	Čelični lim u boji krova	Čelik u boji 0,4 mm (PVDF premaz)	5850	75×75 + 5% nagiba drenaže (nepromijenjeno)
2	Čelični lim u boji zida	Čelik u boji 0,4 mm (PVDF premaz)	2700	(75+75)×2×9, minus površina vrata/prozora
3	Ploča za zatvaranje listova	Čelik u boji 0,4 mm	150	Zatvaranje nadstrešnice/završnog zida (smanjeno za 9m visine)
4	Flashings	Čelik u boji 0,4 mm	190	Krovni sljemen/uglovi zida (zaštita od -kiše)
5	Međuzbroj (čelik u boji)	-	8890	Pocinčana baza Veća ili jednaka 80 g/㎡, tropska antikorozivna zaštita

 

 

br.	Opis materijala	Specifikacija	Količina	Napomene
1	Sidreni vijak-visoke čvrstoće	M36×900 (ocena 8.8)	132 kompleta	Baza stuba, 6 po stubu
2	Greda-stub visoke-zavrtnje	M24×80 (ocena 10.9)	2500 kompleta	Čvrsta veza (smanjena za manji dio)
3	Purlin samo{0}}šraf za bušenje	ST5,5×25 (EPDM brtva)	105.000 kom	Popravite čelični lim u boji (smanjeno za manju površinu zida)
4	Spojni vijak za grede	ST4,8×20	38.000 kom	Popravite grede C{0}}odjeljka
5	Pričvrsni spojni vijak	M16×50 (pocinkovano)	3,500 kompleta	Pričvrstite okrugli čelik/ugaoni čelik
6	Vodootporna zaptivna masa	Neutralni silikon	130 cijevi	Zaptivanje spojeva krova/zida
7	Penasta traka	10mm×20mm	900m	Zaptivanje otvora vrata/prozora (smanjeno za 9m visine)

 

 

br.	Opis materijala	Specifikacija	Količina	Napomene
1	Klizna čelična industrijska vrata	4m(W)×4.5m(H)	2 seta	Glavni logistički ulaz (visina prilagođena na 4,5m)
2	Lična vrata od aluminijumske legure	0.9m(W)×2.1m(H)	4 seta	Zaštita od-protumačenja + otpornost na vjetar
3	Prozor za ventilaciju od aluminijumske legure	1,5 m (Š)×1,2 m (V) (gornji-okačen)	40 kompleta	Bočni zid, sa mrežom protiv komaraca
4	Prozor za izlaz u slučaju nužde	1.2m(W)×1.0m(H)	6 setova	Krajnji zid, lomljivo staklo
5	Mreža protiv komaraca	Prilagođeno	46 kompleta	Uskladite sve prozore

 

 

br.	Opis materijala	Specifikacija	Količina	Napomene
1	Epoksidni prajmer protiv -rđe	Dvije{0}}komponentne	700L	Glavna čelična konstrukcija (Q355B, smanjena za manji volumen čelika)
2	Poliuretanski završni premaz	Tropski anti-UV	500L	Glavna čelična konstrukcija (Q355B)
3	Boja za popravku pocinčavanja	Cink{0}}bogat	130L	Sekundarni čelik (oštećeno pocinčavanje)
4	Krovna vodootporna boja	Akril	300L	Krovni sljemen/obljeska (nepromijenjena)

 

 

Kategorija materijala	Ukupna količina	Jedinica
Glavni konstrukcijski čelik (Q355B)	128.7	t
Sekundarni konstrukcijski čelik (Q235B)	72.4	t
0,4 mm u boji čelični pojedinačni lim	8890	㎡
Pričvršćivači visoke{0}}vrste	-	Prilagođeni setovi/kom
Vrata i prozori (aluminijumska legura)	52	setovi
Premaz/anti{0}}materijal	-	L/cijev

 

 

Anti-korozija: Sav sekundarni čelik koristi vruće-pocinčavanje (veći od ili jednako 85 μm), glavni čelik koristi pjeskarenje + epoksidni prajmer + poliuretanski završni premaz – prilagođava se visokoj temperaturi/vlažnosti/tropskoj morskoj klimi PNG.

Otpornost na vjetar: Vijci za pričvršćivanje od čeličnog lima svih boja sa EPDM vodootpornom brtvom; krovne oplate i zidne spojeve zaptivene neutralnim silikonom – sprečavaju pomeranje vetra i infiltraciju kiše.

Logistika: Komponente čelične konstrukcije prefabrikovane u Kini, rezane/zavarene/farbane u fabrici, označene instalacionim kodom – smanjite-konstrukciju na gradilištu u PNG (ograničeni uslovi izgradnje).

Izgradnja na{0}}okviru: Temelj temelja stupa usvaja beton C30 (lokalni materijal u PNG); svi vijčani spojevi su prethodno-zategnuti moment ključem – osigurajte strukturalni integritet.

Enclosure: čelični lim u boji od 0,4 mm s PVDF premazom (otpornost na UV zračenje veća od ili jednaka 10 godina) – prilagođava se jakoj tropskoj sunčevoj svjetlosti PNG-a.

Sav konstrukcijski dizajn i količina materijala optimizirani su za opterećenje vjetrom od 120 km/h (osnovno kontrolno opterećenje ovog projekta), ispunjavajući zahtjeve za konstrukciju i korištenje Port Moresbyja, Papua Nova Gvineja, i u skladu sa međunarodnim standardima za izvoz čeličnih konstrukcija. Visina nadstrešnice od 9 m smanjuje ukupnu potrošnju materijala uz održavanje strukturalne sigurnosti i operativne funkcionalnosti.