Prerađevina

Dom / Prerađevina/ Čelična struktura / Stan od čelične konstrukcije

8-katna zgrada s čeličnim okvirom mješovite namjene u Manili na Filipinima

8-katna zgrada s čeličnim okvirom mješovite namjene u Manili na Filipinima

Ovaj projekt je višenamjenska zgrada od 8 katova smještena u Manili, Filipini, ukupne dimenzije 20m × 20m. Visina svake etaže projektirana je na sljedeći način: 1. etaža (parkiralište) plus međukat ukupno 6 m; 2.kat (skladište) je 6m; 3. i 4. kat (uredski prostori) su 4,5 m odnosno 3,4 m; 5. do 7. kat (stambeni prostori) su svaki po 3,4 m; 8. kat (krovni javni prostor) plus visina krova je 2,8m. Za optimizaciju prostora raspoređena su samo 3 reda konstrukcijskih stupova: os A ima ukupno 4 stupa, razmak između osi A i osi B je 13,2 m, a razmak između osi B i osi C je 6,8 m. Razmak između 4 stupca na osi A je 5,9 m (1-2 osi), 8,2 m (2-3 osi), odnosno 5,9 m (3-4 osi).

Pošaljite upit Čavrljaj sad

Uvod u proizvod

IZVJEŠĆE O ANALIZI STRUKTURA
8-katna zgrada s čeličnim okvirom mješovite namjene u Manili, Filipini

Lokacija projekta:Manila (NCR), Filipini
Pregled primjenjivosti:Tonga, Nova Kaledonija (Francuska), Papua Nova Gvineja, Čile, Peru
Šifra dizajna:NSCP 2015. (Filipini)

101

1. Arhitektonska i konstrukcijska konfiguracija

Parametar	Opis
Dimenzije plana	20.0 m × 20.0 m
Ukupna visina	36,9 m (od prizemlja do krova javne površine)
Mreža stupaca	3 uzdužne osi (A, B, C)
Raspon A–B	13,2 m (veliki raspon)
B–C raspon	6.8 m
Razmak nizova (1–2 / 3–4)	5.9 m
Razmak nizova (2–3)	8,2 m (unutarnje polje)
Ukupni stupci	12 (4 po osi)

1.1 Visine katova i popunjenost

Kat	Popunjenost	Visina kata (m)	Kumulativna visina (m)
1F	Parking + Mezanin	6.0	6.0
2F	Skladište	6.0	12.0
3F	Ured	4.5	16.5
4F	Ured	3.4	19.9
5F	Stambeni	3.4	23.3
6F	Stambeni	3.4	26.7
7F	Stambeni	3.4	30.1
8F	Krov javne površine	2.8	32.9
Ukupna visina zgrade (iznad GL)			~36.9

102

2. Projektirana opterećenja prema NSCP 2015

2.1 Gravitacijska opterećenja

Popunjenost	Superponirana mrtva (SDL, kPa)	Živo opterećenje (LL, kPa)
Parking (1F)	1.5	5.0
Skladište (2F)	1.0	6.0
Ured (3F–4F)	1.5	3.0
Stambeno (5F–7F)	1.5	2.0
Krov javne površine (8F)	2.0	4.8 (javno okupljanje)

Podni sustav: kompozitna ploča od 130 mm na čeličnoj ploči (vlastita -težina ~2,8–3,2 kPa uključujući okvir).

2.2 Opterećenje vjetrom (NSCP 2015 §207)

Osnovna brzina vjetra:250 km/h (69 m/s, udar vjetra 3 sekunde) – Manila, NCR

Kategorija izloženosti:B (urbano)

Kategorija popunjenosti:III (mješovita-uporaba, faktor važnosti I_w = 1.15)

Projektirani tlak @ krov:~3,5–4,2 kPa (variira ovisno o zoni i oblogi)

Upravni smjer vjetra:20 m lice; moment prevrtanja značajno pridonosi aksijalnim zahtjevima stupa.

2.3 Seizmičko opterećenje (NSCP 2015 §208)

Parametar	Vrijednost	Primjedbe
Seizmička zona	Zona 4 (metro Manila)	Visoka seizmičnost
Mapirano S_s	~1.10g	Kratko{0}}periodično spektralno ubrzanje
Mapirano S₁	~0.64g	Spektralno ubrzanje od 1 sekunde
Site Class	D (pretpostavljeno)	Čvrsto tlo; konzervativno usvojen
S_DS	0.85g	Dizajnirano kratko{0}}periodično spektralno ubrzanje.
S_D1	0.64g	Dizajn 1 spektralnog ubrzanja
Seizmička projektna kategorija	D
Faktor modifikacije odgovora (R)	8.0	Specijalni čelični momentni okvir (SMF)
Faktor važnosti (I_e)	1.0	Standardna popunjenost

Procijenjeni seizmički koeficijent smicanja baze C_s≈ 0,106 (W). Osnovno smicanje ≈ 0,106 × ukupna seizmička težina.

2.4 Kombinacije opterećenja (NSCP 2015 §203 – Projektiranje čvrstoće)

Kombinacija	Formula	Vladajuće granično stanje
LC1	1.2D + 1.6L + 0.5L_r	Gravitacija (grede, kompozitna ploča)
LC2a	1.2D + 1.0E + 0.5L	Seizmički (stupovi, pomicanje okvira)
LC2b	0.9D + 1.0E	Seizmičko prevrtanje/neto podizanje
LC3	1.2D + 1.0W + 0.5L	Bočna provjera prevrtanja vjetrom
LC4	1.2D + 1.0W + 0.5L + 0.5L_r	Vjetar (oplata i zanošenje)

3. Strukturni sustav i analiza

3.1 Bočni-Sustav otpora-na silu (LFRS)

Specijalni čelični okvir-otporan na momente (SMF)u oba smjera.

Sa samo 3 linije stupova, zgrada od 20 m × 20 m oslanja se na duboke stupove i spojeve momenta-na-stup. Raspon od 13,2 m (A–B) zahtijeva relativno duboke nosače (raspon W24–W27) za gravitacijske plus seizmičke momente.

U poprečnom smjeru (A–C) okvir se sastoji od dva nejednaka raspona: 13,2 m + 6.8 m. Ekscentricitet krutosti je umjeren; mora se uzeti u obzir slučajna torzija prema NSCP §208.5.5.2.

3.2 Podni okvir

Raspon od 13,2 m: Primarni kompozitni nosači na razmaku od ~2,5 m sa sekundarnim gredama raspona 5,9 m / 8,2 m.

Raspon od 6,8 m: Konvencionalni raspored kompozitnih greda; čelični profil raspona W16–W18.

Kompozitna metalna paluba od 130 mm s betonskom ispunom osigurava djelovanje dijafragme (prekriveno pojačanjem za seizmičke sile dijafragme).

3.3 Temelji i baze stupova

Mat ili temelji od pilota tipični za nalazište Manile (aluvijalne/laharske naslage).

Fiksne-veze temeljnih stupova poboljšavaju izvedbu seizmičkog pomicanja i smanjuju potrebu za prevrtanjem na prostirci.

4. Procjena tonaže čelika (detaljna količina preuzimanja-)

Svi čelični dijelovi su ASTM A572 Gr. 50 (F_y= 345 MPa) ili ASTM A992 (F_y= 345 MPa). Težine temeljene na tablicama sekcija AISC 360‑22 (zamijenit će se jednakim kineskim standardima koji će biti Q355B/Q235B tijekom izrade).

4.1 Stupci

Razina	Podovi	cca. Odjeljak	Težina (kg/m)	Duljina/stavka (m)	Kol	Ukupna težina (kg)
T1 (baza)	1F–2F	W14×311 (W360×463)	463	12.0	12	66,672
T2	3F–4F	W14×211 (W360×314)	314	7.9	12	29,773
T3	5F–7F	W14×132 (W360×196)	196	10.2	12	23,990
T4 (krov)	8F	W14×90 (W360×134)	134	2.8	12	4,502
Međuzbroj – stupci						124,937

4.2 Primarni nosači i sekundarne grede

Raspon / smjer	Tipični odjeljak	Težina (kg/m)	Ukupna dužina (m)	Kol	Ukupna težina (kg)
A–B primarni (13,2 m)	W27×102 (W690×152)	152	13.2	32	64,205
B–C primarni (6,8 m)	W21×62 (W530×92)	92	6.8	32	19,986
Sekundarne grede (5,9 m)	W16×31 (W410×46)	46	5.9	120	32,568
Sekundarne grede (8,2 m)	W18×40 (W460×60)	60	8.2	60	29,520
Međuzbroj – grede i nosači					146,279

4.3 Podni sustav i razni čelik

komponenta	Površina / Kol	Težina jedinice	Ukupna težina (kg)
Kompozitna metalna ploča (pocinčana, baza od 1,2 mm)	8 katova × 400 m²=3,200 m²	12 kg/m²	38,400
Smični klinovi (19 mm promjer × 80 mm)	~6.400 čepova	0,26 kg/svornjak	1,664
Bočno učvršćenje (krovna i podna dijafragma)	L-presjek i kutovi	-	12,500
Stepenice, ograde, krovni paravan	Paušalni iznos	-	8,500
Spojevi, bazne ploče, spojne ploče	~12% mase okvira	-	36,800
Međuzbroj – kat i ostalo Čelik			97,864

4.4 Sažetak ukupne tonaže čelika

Kategorija	Težina (kg)	Tone (MT)
Stupci	124,937	124.9
Grede i nosači	146,279	146.3
Podni sustav i ostalo čelik	97,864	97.9
Ukupni konstrukcijski čelik	369,080	~370
+ Nepredviđeni troškovi (10%) za razvoj dizajna	36,908	~37
Ukupni ukupni iznos (preporučena proračunska težina)	405,988	~480

Težina jedinice čelika:~480 kg/m² bruto podne površine (8 katova × 400 m²=3,200 m²).
Procijenjeni trošak materijala (Filipini, čelik):Molimo kontaktirajte CBC za detalje. Montaža i protupožarna zaštita su dodatni.

5. Ključna razmatranja dizajna (specifično za-Manilu)

P‑delta i pomak:S visinama etaža do 6,0 m i ukupnom visinom od 36,9 m značajni su učinci drugog reda. Koeficijent stabilnosti θ mora biti manji ili jednak 0,10. Osigurajte SMF s jakim-stupom/slabim-proporcioniranjem zraka.

Seizmička nepravilnost:Nejednak raspored travela (5,9 m / 8,2 m / 5,9 m) i dva različita raspona stvaraju tlocrtnu nepravilnost (Tip 1a). Slučajno torzijsko pojačanje (A_x) prema NSCP §208.5.5.2 potrebno.

Provjera meke priče:1F parking (6,0 m) naspram. 5F‑7F stambeni (3,4 m). Krutost momentnih okvira mora biti proporcionalna kako bi se izbjegla okomita nepravilnost Tip 1a (krutost-blaga priča).

Detalji veze:Vijčane produžene završne ploče (BEEP) ili zavarene nearmirane prirubnice (WUF‑W) veze, pretkvalificirane prema AISC 358-22 za SMF, obavezne su prema NSCP kategoriji seizmičkog dizajna D.

Zaštita od korozije:Tropska morska atmosfera u metrou Manile. HDG (vruće pocinčano) ili anorganski temeljni premaz bogat cinkom + epoksidni međusloj + alifatski poliuretanski završni sloj za zadovoljavanje C4 okruženja prema ISO 12944, postizanje životnog vijeka većeg ili jednakog 30 godina.

6. Procjena primjenjivosti – zemlje Pacifičkog pojasa

Predloženi dizajn je procijenjen za prijenos u pet drugih zemalja Pacifičkog pojasa."Izravno primjenjivo" znači da se Manila dizajn može usvojiti uz manje prilagodbe; "Potrebna nadogradnja" znači da se veličine članova ili bočni sustav moraju revidirati; "Veliki redizajn" znači da je potreban novi strukturni sustav.

6.1 Tonga

Parametar	Manila (osnovna linija)	Tonga (NBCKT / AS/NZS 1170)	Procjena
Brzina vjetra (udar 3 s)	250 km/s (69 m/s)	180–200 km/h (Kategorija N3-N4)	Udar MS nešto slabiji, ali do 250 km/h u zonama ciklona.
Seizmička opasnost	Visoko (zona 4)	Umjereno (zona 2, a_gR ~0.20g)	Bočne sile iznose 40–50% zahtjeva Manile.
Strukturalne implikacije	Moment okvir s dubokim nosačima		Ograničenja zanošenja mogu biti smanjena; odjeljci bi se potencijalno mogli smanjiti za 10-15%.
Opća prikladnost	Dobro – primjenjivo uz umjerene provjere zanošenja stupaca/vjetra.

6.2 Nova Kaledonija (Francuska)

Parametar	Manila	Nova Kaledonija (EN 1998 / EN 1991)	Procjena
Seizmički	visoko	Umjereno (zona 3, a_gR ≈ 0.16g)	Seizmičko osnovno smicanje ~30% Manile; no zahtijeva se EN 1998 klasa duktilnosti DCM.
Vjetar	250 km/h	36 m/s (10-minutni prosjek), ~50 m/s vjetar (~180 km/h)	Tlak vjetra je manji; pomak nije kritičan.
Strukturalne implikacije	Čelični profili mogu se smanjiti za 15–25% ako se zamijene europski valjani profili (HEA/HEM).
Opća prikladnost	Dobro – moguća optimizacija članova.

6.3 Papua Nova Gvineja

Parametar	Manila	PNG (PNGS 1001-1982 / AS/NZS 1170)	Procjena
Seizmički	visoko	Vrlo visoka (zona 1, PGA veći ili jednak 0,40 g)	PNGS 1001 hazar karte usporedive s Manilom, ali kodu nedostaju rafinirane odredbe o duktilnosti.
Vjetar	250 km/h	45 m/s (10-minutni prosjek) ~160 km/h udar	Niži vjetar; seizmički vlada.
Strukturalne implikacije	Usvojiti viši R-faktor? PNGS ograničeno vođenje; Korišten ISO 3010 ili ASCE 7‑22. Dionice su vjerojatno slične Manili, ali potrebna je detaljna seizmička revizija.
Opća prikladnost	Uvjetno prikladan – zahtijeva certifikaciju lokalnog inženjera i ažuriranu provjeru usklađenosti s PNGS-om.

6.4 Čile

Parametar	Manila	Čile (NCh 433 Of.96 Mod.2012)	Procjena
Seizmički	visoko	Ekstremno (zona 3, osnovno smicanje 1,4–18,2% W)	Čileansko seizmičko osnovno smicanje može biti 2× do 3× od NSCP ovisno o razdoblju.
Vjetar	250 km/h	Umjeren (udar 30-35 m/s)	Ne vladajući.
Strukturalne implikacije	NCh 433 nalaže stroga ograničenja pomaka (0,002 h_sx). Raspored linija u 3 stupca stvara ozbiljne torzijske nepravilnosti. Preporučuje se dvojni sustav (SMF + EBF ili betonska jezgra).
Opća prikladnost	Potreban veliki redizajn.Dodajte ukrućene otvore ili RC jezgru; veličine stupaca povećavaju se 30–50% u odnosu na osnovnu liniju Manile.

6.5 Peru

Parametar	Manila	Peru (E.030-2016)	Procjena
Seizmički	visoko	Vrlo visoka (zona 4, obalna Lima Mw > 8,0 sposobna)	Elastično osnovno smicanje ~0,12–0,15 W; R=7 za SMF.
Vjetar	250 km/h	Nisko (~30 m/s)	Zanemarivo.
Strukturalne implikacije	E.030 nameće jak-kolona/slab-zračenje i pomicanje Manje od ili jednako 0,007 h_sx. Postojeći SMF možda radi, ali Nacionalni građevinski propis Perua zahtijeva analizu opasnosti specifičnu za lokaciju. Dijelovi stupaca vjerojatno trebaju dodatnih 15–25% u odnosu na Manilu.
Opća prikladnost	Izvedivo uz seizmičku nadogradnju.SMF je dopušten; globalna krutost mora se provjeriti prema peruanskim granicama pomaka.

7. Mogućnosti strukturne optimizacije

Strategija	Potencijalna ušteda (MT)	Primjedbe
1. Revizija podnog sustava (naknadno napeta betonska ravna ploča)	80–100	Čelični okvir zamijenjen RC; ušteda težine čelika nadoknađena povećanjem cijene betona.
2. Kompozitni stupovi (CFT – cijev ispunjena betonom)	40–55	Smanjite čeličnu površinu stupa; povećati krutost i otpornost na vatru.
3. Optimizirani stupanj čelika (Gr. 65 za stupove)	20–30	Veća čvrstoća omogućuje manje dijelove; provjerite lokalnu dostupnost.
4. Profinjeni dizajn veze	10–15	Koristite plastični dizajn spojeva kako biste smanjili broj ukrućenja.
5. Modularne montažne stepenice i nekonstrukcijski čelik	5–8	Zamijenite izrađene čelične stepenice predgotovljenim betonskim ili laganim sustavima.
Totalno realno smanjenje	100–130	~20–27% od početne vrijednosti

8. Zaključak i preporuke

Osnovni dizajn Manile usklađen je s kodovima i robustan je.Sustav posebnog momentnog okvira (SMF) s 3 stupa može izdržati kombinirani vjetar (nalet 250 km/h) i seizmiku (S_DS=0.85g, S_D1=0.64g) zahtjevi na Filipinima, pod uvjetom da se koriste proporcije jakih stupova/slabih zraka i unaprijed kvalificirane SMF veze.

Ukupna težina konstrukcijskog čelika ≈ 480 MT (405 MT osnovno + 10% nepredviđeno).

Regionalna prenosivost:

Tonga i Nova Kaledonija:Primjenjivo s mogućim smanjenjem članova (manji seizmički zahtjev).

Papua Nova Gvineja:Uvjetno prikladno – mora se provjeriti s trenutnim PNGS seizmičkim dodatkom i ažuriranjem lokalnog koda.

Čile:Zahtijeva dvostruki sustav ili ukrućeni okvir zbog ekstremnog seizmičkog smicanja baze (NCh 433). Čelični stup može se povećati za 30-50%.

Peru:Izvedivo uz nadogradnju stupca od 15–25% i analizu opasnosti za specifičnu lokaciju prema E.030.

Potencijal optimizacije:Usvajanjem kompozitnih stupova, optimiziranih vrsta čelika ili alternativnih podnih sustava, težina čelika mogla bi se smanjiti na ~350–380 MT, čime bi se uštedjelo ~42.000–55.000 USD u materijalu.

Sljedeći koraci:Izvršite 3D analizu konačnih elemenata (SAP2000/ETABS) za provjeru prirodnog perioda, pomaka i stabilnosti P-Delta; poboljšati spojeve stupova i detalje veze; i provesti geotehnička istraživanja specifična za lokaciju kako bi se finalizirao dizajn temelja.

108