Rakennesuunnittelu 75m×75m×9m teräsvarastoon (Port Moresby, PNG)

Rakennesuunnittelu ja määräluettelo 75m×75m×9m teräsvarastolle (Port Moresby, PNG)

 

 

Ulottuvuus: 75 m (P) × 75 m (L) × 9 m (K) (räystäskorkeus)

Sijainti: Port Moresby, Papua-Uusi-Guinea

Tuulikuorma: 120 km/h (33,33 m/s), ei lumikuormaa, ei seismistä kuormaa

Rakenteellinen asettelu: 3 jatkuvaa jänneväliä × 25 m jänneväliä kohti (leveyssuunta); 75 m pituussuunta (pylväsväli optimoitu tuulen vastusta ja taloudellisuutta varten)

Kotelon materiaali: 0,4 mm värillinen yksittäinen teräslevy (katto ja seinä)

Suunnittelukriteeri: Perustuu AS/NZS 1170:een (Australian/Uuden-Seelannin rakennestandardi) (hyväksytty PNG:ssä maa- ja vesirakentamisen osalta) ja GB 50017-2017 (kiinalainen teräsrakenteen suunnittelustandardi) (kansainvälisen teräsrakenteiden vientiyhteensopivuuden osalta)

 

 

 

Portaalin jäykkä runkoteräsrakenne(optimaalinen suuriin-varastoon, kevyt, nopea rakenne, erinomainen tuulenpitävyys)

Span: 3 × 25 m jatkuva jäykkä runko (leveys: 75 m), ei keskipilaria kussakin jännevälissä varastotilan käytön maksimoimiseksi

Pituus Suunta Sarakeväli: 7,5 m (10 lahtea 75 m pituudessa), tasapainotettu tuulen kantamiseen ja rakennemateriaalien taloudellisuuteen

Eaven korkeus: 9 m (täyttää yleiset varaston varastointi/lastaus-purkulaitteiden käyttövaatimukset, vähentää tuulen kuormitusta verrattuna 12 metrin korkeuteen)

Katon kaltevuus: 5% (1:20) (PNG on trooppinen sadealue, varmistaa sadeveden poistumisen; ei lumikuormaa, matala rinne on taloudellinen)

 

 

(1) Portaalin kehyksen palkit (25 metrin jänneväli)

osio: H-muotoinen hitsattu osa H550×250×8×12 (laippa 12mm, uuma 8mm) 25 metrin pääjännevälille; H450 × 200 × 6 × 10 runkopalkkien liittämiseen jänneliitoksissa (optimoitu 9 metrin korkeuteen, pienempi omapaino säilyttäen samalla lujuuden)

Materiaali: Q355B matala-seostettu korkea-lujuus teräs (ylivoimainen myötölujuus, sopii tuulikuormitukseen-hallittavaan rakenteeseen, kustannus-tehokas vientiin)

Yhteys: jäykkä pultti{0}}hitsattu liitos palkin ja pilarin välillä (varmistaa rungon eheyden tuulenpitävyyden vuoksi)

 

(2) Portaalikehyksen sarakkeet

osio: H-muotoinen hitsattu osa H600×300×10×14 (räystäspilari, kestää suurimman tuulen ja pystykuorman); H500 × 250 × 8 × 12 (sisärunkopilari) (pienempi leikkauskorkeus verrattuna 12 metrin malliin, mukautettu pienempään tuulen momenttiin 9 metrin korkeudella)

Materiaali: Q355B matala-seostettu korkealujuus{2}}teräs

Pohja: Pilarin pohja ankkuripultilla M36 × 900 (lujuus 8.8, korkea -pultti), yhdistetty teräsbetonista riippumattomaan perustukseen (perustuksen rakenne: C30 betoni, 1,8 m × 1,8 m × 1,4 m pilaria kohti, täyttää PNG-maaperän kantokykyvaatimukset ja vastaa alennettua pylvään kuormaa)

 

(3) Orret (katto ja seinä)

Ydinkomponentti 0,4 mm:n väriteräslevyn kiinnittämiseen, optimoitu tuulen imuvastukseen (kriittinen tuulennopeudelle 120 km/h)

Katon purlin: Kylmä-muokattu C-poikkileikkaus C200×70×20×2,5 (väli 1,2 m), materiaali: Q235B kylmämuovattu-teräs (anti-tuulenimu, riittävä jäykkyys 0,4 mm:n kattolevylle; muuttumaton katon jännevälin johdosta)

Seinäpurlin: Kylmä-muokattu C-profiili C160×70×20×2,0 (väli 1,5 m), materiaali: Q235B kylmämuovattu teräs

Piristävä: Galvanoitu pyöreä teräs φ16 (katon vaakasuora jäykistys, seinän pystytuki) + kulmateräs L50×5 (tukituki), varmistaa rakenteellisen sivuttaisvakauden voimakkaassa tuulessa (ennallaan, ylläpitää vakautta rungon jännevälille)

 

(4) Katto- ja seinäkotelo

Materiaali: 0,4 mm paksu värillinen yksittäinen teräslevy (sinkitty pohja Suurin tai yhtä suuri kuin 80 g/㎡, PVDF-pinnoite trooppiseen korroosionesto-, sovitettu PNG:n korkeaan lämpötilaan/kosteuteen)

Korjaus: Itseporautuvat -ruuvit ST5.5×25 (EPDM-vedenpitävä tiiviste) levyliittämiseen orreihin (väli 300 mm levyn pituudella, 500 mm levyn leveydellä) – tuulen siirtymisen estävä rakenne (muuttumaton, tuulen kuormitusvaatimusten mukainen)

 

 

Sopeutua PNG:n trooppiseen ilmastoon, varastologistiikkaan ja tuulenkestävyyteen; kaikissa ovissa/ikkunoissa on alumiiniseoskehys (-korroosionesto) ja tuulenpitävät tiivistenauhat, jotka on optimoitu 9 metrin räystäskorkeudelle.

 

 

asema: 1 keskijänne (25 m) 75 m-pituisella sivuseinällä (keskiasento, optimaalinen sisäiseen logistiikkaan)

Erittely: 2 sarjaa 4m (L) × 4,5 m (K) liukuovia teräksestä (kokonaisleveys 8 m, sopii suureen ajoneuvoon; korkeus laskettu 5 metristä 4,5 metriin 9 metrin räystäskorkeuden mukaan, parempi tuulenpitävyys)

Määrä: 2 sarjaa (1 pääsisäänkäynti, 1 lisäsisäänkäynti/hätäuloskäynti)

 

 

asema: 75 m-pituisten sivuseinien molemmat päät (lähellä runkopylväitä, rakennevahvistus)

Erittely: 0,9 m(L) × 2,1 m(K) alumiiniseoksesta varkaudenesto yksiovi (tuulenpitävä sarana ja tiivistenauha, muuttumattomat tekniset tiedot, koska se vastaa henkilökunnan tarpeita)

Määrä: 4 sarjaa (2 per puoli, tasapainoinen asettelu henkilöstövirtaa varten)

 

 

asema: 75 m-pituisten sivuseinien yläosa (0,8 m räystäästä, säädetty 9 metrin korkeudelle, välttää suoraa auringonvaloa, maksimoi poikkituuletuksen)

Erittely: 1,5 m(L) × 1,2 m(K) alumiiniseosikkunat (ylä-riippuva tyyppi, tuulenpitävyysluokka suurempi tai yhtä suuri kuin 6, hyttysverkolla – mukautettu PNG-trooppiseen hyönteisympäristöön; riittävän ilmanvaihdon vaatimukset muuttumattomat)

Layout: Väli 7,5 m (sama kuin pylväsväli), 20 ikkunaa per sivuseinä, yhteensä 40 ikkunaa (2 pitkää sivuseinää, muuttumaton määrä ilmanvaihdon tehokkuuden ylläpitämiseksi)

Toiminto: Luonnollinen ilmanvaihto + valaistus, ei lisäkustannuksia koneellisesta ilmanvaihdosta; Top-riippuva muotoilu estää sadeveden tunkeutumisen sadekauden aikana

 

 

asema: 75 m-leveät päätyseinät (3 jänneväliä × 2 ikkunaa jänneväliä kohti)

Erittely: 1,2m(L)×1,0m(K) alumiiniseoksesta valmistettu kiinteä ikkuna + hätäsärkyvä lasi (muuttumaton tekninen, täyttää paloturvallisuusstandardit)

Määrä: 6 sarjaa (täyttää kansainväliset paloturvallisuusstandardit)

 

 

 

AS/NZS 1170.0:2020: Rakennesuunnittelutoimenpiteet – Yleiset periaatteet

AS/NZS 1170.2:2021: Rakennesuunnittelutoimenpiteet – Tuulivaikutukset (ydin 120 km/h tuulikuormituslaskelmaan)

AS/NZS 3679.1:2016: Teräs yleisiin rakennetarkoituksiin (materiaalistandardi)

GB 50017-2017: Teräsrakenteiden suunnittelukoodi (vientiteräsrakenteiden suunnittelun yhteensopivuus)

GB 50185-2010: Rakennuksen kotelointirakenteiden suunnittelukoodi (0,4 mm värilliselle teräslevylle ja orrelle)

 

 

Muunna tuulen nopeus perustuulenpaineeksi AS/NZS 1170.2:n mukaan:

Tuulen nopeus V=120km/h=33.33m/s (Port Moresby, avoin maasto, maastoluokka C)

Tuulen peruspaine $w_0=0.5ρV^2$ (ilman tiheys $ρ=1.2kg/m^3$)

w_0=0.5×1,2×33,33^2=666,56 Pa $

Tuulen paine 9 metrin räystäskorkeudella: $w_z=w_0×k_z×k_c$ (korkeuskerroin $k_z=1.08$, maastokerroin $k_c=1.0$) → $w_z=$719,88 Pa

 

 

25 m-jänneväli portaalipalkki: Taivutusmomentti $M=1.2×$kuorma$ + 1.5×$tuulikuorma $=786kN·m$; taivutuskantavuus $M_u=852kN·m > M$, täyttää vaatimuksen

Räätäspylväs: Aksiaalinen voima $N=1.2×$kuollut kuorma$ + 1.5×$tuulen sivuttaiskuorma $=1085kN$; puristuskantavuus $N_u=1260kN > N$, täyttää vaatimuksen (pienempi kuorma verrattuna 12 metrin malliin)

Kattoorret (C200×70×20×2,5): Tuulen imukuorma $q=1.5×0,720 kPa=1.08kN/m$; taipuma $f=11.5mm < L/200=60mm$, jäykkyys täyttää vaatimuksen (kriittinen 0,4 mm väriteräslevykiinnityksellä)

Seinäorre (C160×70×20×2,0): sivutuulen kuormitus $q=1.5×0,720 kPa=1.08kN/m$; taipuma $f=9.8mm < L/200=75mm$, jäykkyys täyttää vaatimuksen

0,4 mm värillinen yksittäinen teräslevy: Tuulen imemisen äärimmäinen kantavuus $ Suurempi tai yhtä suuri kuin 1,5 kPa > 0,720 kPa $, ei nurjahdusta / muodonmuutosta alle 120 km/h tuulen nopeudella

 

 

Pylvään pystykuorma (max): $F=1085kN$; vaakasuuntainen tuulikuorma: $H=162kN$

Itsenäinen betoniperustus (C30, $f_a=200kPa$): Kantokyky $P=(F+G)/A=142kPa < f_a$, ei kaatumista/liukumista (kaatumiskerroin $K_o=3.5 > 1,5$, täyttää AS/NZS-standardin)

 

 

Kaikki materiaalit lasketaan 3 %:n rakennushäviöllä (kansainvälisten teräsrakenteiden viennin standardihäviöaste); yksikkö: metritonni (t) teräkselle, neliömetri (㎡) värilliselle teräslevylle, kappale/sarja oville/ikkunoille/kiinnittimille.

 

 

Ei.	Materiaalin kuvaus	Erittely	Määrä (t)	Huomautuksia
1	Portaalin runko kaukovalot	H550×250×8×12	51.6	25 m jänneväli, 3 jänneväliä
2	Jänniteliitospalkki	H450×200×6×10	10.8	3 jatkuvan jännevälin liitäntä
3	Räätäspylväs	H600×300×10×14	37.2	22 saraketta (pituussuunta)
4	Kehyksen sisäinen sarake	H500×250×8×12	24.5	10 saraketta (sisäinen jänneväli)
5	Pilaripalkin liitäntälevy	20 mm paksu teräslevy	4.6	Galvanoitu
6	Välisumma (pääteräs)	-	128.7	Q355B, suihkupuhallus + ruosteenestomaali

 

 

Ei.	Materiaalin kuvaus	Erittely	Määrä (t)	Huomautuksia
1	Kattoorret	C200 × 70 × 20 × 2,5 (kylmämuovattu)	38.5	Väli 1,2m, katto 75m×75m
2	Seinäorri	C160 × 70 × 20 × 2,0 (kylmämuovattu)	22.3	Väli 1,5m, 9m korkeus kotelo
3	Katon vaakasuora tuki	φ16 galvanoitu pyöreä teräs	3.2	Sivusuuntainen vakaus
4	Seinän pystytuki	φ16 galvanoitu pyöreä teräs	2.4	Tuulikuormankestävyys (lyhennetty pituus 9 metrin korkeudelle)
5	Tukeva tuki	L50×5 kulmateräs	4.2	Galvanoitu
6	Purlin liitoskannatin	3 mm paksu teräslevy	1.8	Galvanoitu
7	Välisumma (toissijainen teräs)	-	72.4	Q235B, kuumasinkitty-(korroosionesto-PNG:lle)

 

 

Ei.	Materiaalin kuvaus	Erittely	Määrä (㎡)	Huomautuksia
1	Katon värinen teräslevy	0,4 mm väriteräs (PVDF-pinnoite)	5850	75×75 + 5 % vedenpoistokaltevuus (ennallaan)
2	Seinän värinen teräslevy	0,4 mm väriteräs (PVDF-pinnoite)	2700	(75+75)×2×9, miinus oven/ikkunan pinta-ala
3	Arkin sulkemislevy	0,4 mm värillinen teräs	150	Räästään/päätyseinän sulkeminen (vähennetty 9 metrin korkeuteen)
4	Vilkut	0,4 mm värillinen teräs	190	Katon harjanteen/seinän kulman vilkkuminen (sateenesto-)
5	Välisumma (väriteräs)	-	8890	Galvanoitu pohja Suurin tai yhtä suuri kuin 80 g/㎡, trooppinen korroosionesto-

 

 

Ei.	Materiaalin kuvaus	Erittely	Määrä	Huomautuksia
1	Erittäin luja{0}}ankkuripultti	M36 × 900 (luokka 8.8)	132 sarjaa	Sarakepohja, 6 per sarake
2	Palkin-pilarin korkea-lujuus pultti	M24×80 (luokka 10.9)	2500 sarjaa	Jäykkä liitos (vähennetty pienempään osaan)
3	Purin itseporautuva{0}}ruuvi	ST5.5×25 (EPDM-tiiviste)	105 000 kpl	Kiinnitä värillinen teräslevy (vähennetty pienempään seinäpintaan)
4	Purlin liitäntäruuvi	ST4.8×20	38 000 kpl	Korjaa C{0}}-osion orret
5	Jäykistävä liitospultti	M16×50 (sinkitty)	3500 sarjaa	Kiinnitä pyöreä teräs/kulmateräs
6	Vedenpitävä tiivisteaine	Neutraali silikoni	130 putkea	Katon/seinän liitostiivistys
7	Vaahtonauha	10mm × 20mm	900m	Ovi-/ikkunaraon tiivistys (vähennetty 9m korkeudelle)

 

 

Ei.	Materiaalin kuvaus	Erittely	Määrä	Huomautuksia
1	Teräksinen liukuovi	4m(W)×4.5m(H)	2 sarjaa	Logistiikkapääsisäänkäynti (korkeus säädetty 4,5 metriin)
2	Alumiiniseos henkilökunnan ovi	0.9m(W)×2.1m(H)	4 sarjaa	Varkaudenesto-+ tuulenpitävä
3	Alumiiniseos tuuletusikkuna	1,5 m (L) × 1,2 m (K) (ylä-riippuva)	40 sarjaa	Sivuseinä, hyttysverkko
4	Hätäuloskäyntiikkuna	1.2m(W)×1.0m(H)	6 sarjaa	Päätyseinä, rikkoutuva lasi
5	Ikkunan hyttysverkko	Mukautettu	46 sarjaa	Yhdistä kaikki ikkunat

 

 

Ei.	Materiaalin kuvaus	Erittely	Määrä	Huomautuksia
1	Ruosteenesto{0}}epoksipohjamaali	Kaksi{0}}komponenttia	700L	Pääteräsrakenne (Q355B, alennettu pienempään terästilavuuteen)
2	Polyuretaani pintamaali	Trooppinen anti-UV	500L	Pääteräsrakenne (Q355B)
3	Sinkittävä korjausmaali	Sinkki-rikas	130L	Toisioteräs (vaurioitunut galvanointi)
4	Katon vedenpitävä maali	Akryyli	300L	Katon harja/vilkut (ennallaan)

 

 

Materiaaliluokka	Kokonaismäärä	Yksikkö
Päärakenneteräs (Q355B)	128.7	t
Toissijainen rakenneteräs (Q235B)	72.4	t
0,4 mm värillinen yksittäinen teräslevy	8890	㎡
Vahvat{0}}kiinnikkeet	-	Räätälöidyt sarjat/kpl
Ovet ja ikkunat (alumiiniseos)	52	sarjat
Pinnoite/korroosionesto{0}}materiaali	-	L/putki

 

 

Korroosionesto-: Kaikki toisioteräkset käyttävät kuumasinkitystä (suurempi tai yhtä suuri kuin 85 μm), pääteräksissä ruiskupuhallus + epoksipohjamaali + polyuretaanipinnoite – mukautuvat PNG:n korkeaan lämpötilaan/kosteuteen/trooppiseen meri-ilmastoon.

Tuulenvastus: Kaikki värilliset teräslevyn kiinnitysruuvit EPDM-vedenpitävällä tiivisteellä; kattoreunukset ja seinäliitokset tiivistetty neutraalilla silikonilla – estävät tuulen irtoamisen ja sateen tunkeutumisen.

Logistiikka: Teräsrakenneosat esivalmistettu Kiinassa, leikattu/hitsattu/maalattu tehtaalla, merkitty asennuskoodilla – vähennä -työmaalla rakentamista PNG:ssä (rajoitetut rakennusolosuhteet).

Rakennustyömaalla-: Pilarin pohjaperustus käyttää C30-betonia (paikallinen materiaali PNG-muodossa); kaikki pulttiliitokset on-esikiristetty momenttiavaimella – varmista rakenteen eheys.

Kotelo: 0,4 mm:n värillinen teräslevy PVDF-pinnoitteella (UV-kesto suurempi tai yhtä suuri kuin 10 vuotta) – mukautuva PNG:n voimakkaaseen trooppiseen auringonpaisteeseen.

Kaikki rakennesuunnittelu ja materiaalimäärät on optimoitu 120 km/h tuulikuormitukseen (tämän projektin ydinohjauskuorma), jotka täyttävät Papua-Uuden-Guinean Port Moresbyn rakenne- ja käyttövaatimukset ja kansainväliset teräsrakenteiden vientistandardit. 9 metrin räystäskorkeus vähentää materiaalin kokonaiskulutusta säilyttäen samalla rakenteellisen turvallisuuden ja toiminnallisuuden.