8-ساختمان اسکلت فلزی ترکیبی 8 طبقه در مانیل فیلیپین
این پروژه یک ساختمان چند منظوره 8 طبقه است که در مانیل، فیلیپین، با ابعاد کلی 20 × 20 متر واقع شده است. ارتفاع هر طبقه به شرح زیر طراحی شده است: طبقه 1 (پارکینگ) به اضافه نیم طبقه در مجموع 6 متر. طبقه 2 (انبار) 6 متر است. طبقه 3 و 4 (مناطق اداری) به ترتیب 4.5 متر و 3.4 متر است. طبقات 5 تا 7 (مناطق مسکونی) هر کدام 3.4 متر است. طبقه هشتم (فضای عمومی پشت بام) به علاوه ارتفاع سقف 2.8 متر است. برای بهینه سازی فضا، تنها 3 ردیف از ستون های سازه ای مرتب شده اند: محور A در مجموع دارای 4 ستون است، فاصله بین محور A و محور B 13.2 متر و فاصله بین محور B و محور C 6.8 متر است. فاصله بین 4 ستون در محور A به ترتیب 5.9 متر (محور 1-2)، 8.2 متر (محور 2-3) و 5.9 متر (محور 3-4) است.
معرفی محصول
گزارش تحلیل ساختاری
8-ساختمان اسکلت فلزی ترکیبی 8 طبقه در مانیل، فیلیپین
محل پروژه:مانیل (NCR)، فیلیپین
بررسی کاربردی بودن:تونگا، کالدونیای جدید (فرانسه)، پاپوآ گینه نو، شیلی، پرو
کد طراحی:NSCP 2015 (فیلیپین)
1. پیکربندی معماری و سازه
|
پارامتر |
توضیحات |
|
ابعاد پلان |
20.0 m × 20.0 m |
|
ارتفاع کل |
36.9 متر (از طبقه همکف تا پشت بام فضای عمومی) |
|
شبکه ستونی |
3 محور طولی (A, B, C) |
|
دهانه A–B |
13.2 متر (دهانه بزرگ) |
|
دهانه B–C |
6.8 m |
|
فاصله خلیج (1–2 / 3–4) |
5.9 m |
|
فاصله خلیج (2-3) |
8.2 متر (خلیج داخلی) |
|
کل ستون ها |
12 (4 در هر محور) |
1.1 طبقه ارتفاع و اشغال
|
طبقه |
اشغال |
ارتفاع طبقه (متر) |
ارتفاع تجمعی (متر) |
|
1F |
پارکینگ + نیم طبقه |
6.0 |
6.0 |
|
2F |
انبار |
6.0 |
12.0 |
|
3F |
دفتر |
4.5 |
16.5 |
|
4F |
دفتر |
3.4 |
19.9 |
|
5F |
مسکونی |
3.4 |
23.3 |
|
6F |
مسکونی |
3.4 |
26.7 |
|
7F |
مسکونی |
3.4 |
30.1 |
|
8F |
فضای عمومی پشت بام |
2.8 |
32.9 |
|
ارتفاع کل ساختمان (بالاتر از GL) |
~36.9 |
||
2. بارهای طراحی به ازای NSCP 2015
2.1 بارهای گرانشی
|
اشغال |
Superimposed Dead (SDL، kPa) |
بار زنده (LL، kPa) |
|
پارکینگ (1F) |
1.5 |
5.0 |
|
انبار (2F) |
1.0 |
6.0 |
|
دفتر (3F–4F) |
1.5 |
3.0 |
|
مسکونی (5F–7F) |
1.5 |
2.0 |
|
فضای عمومی پشت بام (8F) |
2.0 |
4.8 (مجمع عمومی) |
سیستم کف: دال کامپوزیت 130 میلی متری روی عرشه فولادی (وزن خود ~2.8-3.2 کیلو پاسکال با احتساب قاب).
2.2 بار باد (NSCP 2015 §207)
سرعت اولیه باد:250 کیلومتر در ساعت (69 متر بر ثانیه، وزش 3 ثانیه ای) - مانیل، NCR
دسته نوردهی:ب (شهری)
رده اشغال:III (استفاده ترکیبی-، ضریب اهمیت Iw = 1.15)
فشار طراحی @ سقف:~3.5-4.2 کیلو پاسکال (با ناحیه و روکش متفاوت است)
جهت باد حاکم:20 متر صورت؛ گشتاور واژگونی به طور قابل توجهی به تقاضاهای محوری ستون کمک می کند.
2.3 بار لرزه ای (NSCP 2015 §208)
|
پارامتر |
ارزش |
اظهارات |
|
منطقه لرزه نگاری |
منطقه 4 (مترو مانیل) |
لرزه خیزی بالا |
|
نقشه برداری Ss |
~1.10g |
شتاب طیفی کوتاه- |
|
نقشه برداری S1 |
~0.64g |
شتاب طیفی 1 ثانیه |
|
کلاس سایت |
D (فرض شده) |
خاک سفت؛ محافظه کارانه به تصویب رسید |
|
SDS |
0.85g |
شتاب طیفی دوره کوتاه-را طراحی کنید. |
|
SD1 |
0.64g |
طراحی شتاب طیفی 1 ثانیه |
|
دسته طراحی لرزه ای |
D |
|
|
ضریب تغییر پاسخ (R) |
8.0 |
قاب لحظه ای فولادی ویژه (SMF) |
|
عامل اهمیت (Ie) |
1.0 |
اشغال استاندارد |
ضریب برش پایه لرزه ای Cs≈ 0.106 (W). برش پایه ≈ 0.106 × وزن کل لرزه ای.
2.4 ترکیب بار (NSCP 2015 §203 - Strength Design)
|
ترکیبی |
فرمول |
دولت حد حاکم |
|
LC1 |
1.2D + 1.6L + 0.5Lr |
جاذبه (تیرها، دال مرکب) |
|
LC2a |
1.2D + 1.0E + 0.5L |
لرزه ای (ستون ها، رانش قاب) |
|
LC2b |
0.9D + 1.0E |
واژگونی لرزه ای/برآمدگی خالص |
|
LC3 |
1.2D + 1.0W + 0.5L |
بررسی جانبی واژگونی باد |
|
LC4 |
1.2D + 1.0W + 0.5L + 0.5Lr |
باد (روکش و رانش) |
3. سیستم و تجزیه و تحلیل ساختاری
3.1 سیستم مقاومت جانبی-نیروی- (LFRS)
ممان فولادی ویژه-قاب مقاوم (SMF)در هر دو جهت
تنها با 3 خط ستون، ساختمان 20 متر × 20 متر به ستون های عمیق و اتصالات لنگر تیر-به- ستون متکی است. دهانه 13.2 متری (A-B) نیاز به تیرهای نسبتاً عمیق (محدوده W24-W27) برای گرانش به علاوه گشتاورهای لرزه ای دارد.
در جهت عرضی (A-C)، قاب شامل دو دهانه نابرابر است: 13.2 متر + 6.8 متر. خروج از مرکز سختی متوسط است. پیچش تصادفی طبق §208.5.5.2 NSCP باید در نظر گرفته شود.
3.2 قاب بندی کف
دهانه 13.2 متر: تیرهای کامپوزیت اولیه @ ~ 2.5 متر فاصله با تیرهای ثانویه 5.9 متر / 8.2 متر.
دهانه 6.8 متر: طرح تیر کامپوزیت معمولی. بخش فولادی محدوده W16-W18.
عرشه فلزی کامپوزیت 130 میلی متری با پرکننده بتنی عملکرد دیافراگم را فراهم می کند (در بالای آن تقویت کننده برای نیروهای دیافراگم لرزه ای وجود دارد).
3.3 پایه و پایه ستون
پی حصیر یا انباشته معمولی برای سایت مانیل (رسوبات آبرفتی / لاهار).
اتصالات ستون پایه ثابت- عملکرد رانش لرزه ای را بهبود می بخشد و تقاضای واژگونی روی تشک را کاهش می دهد.
4. تخمین تناژ فولاد (تخمین مقدار دقیق-خاموش)
تمام مقاطع فولادی ASTM A572 Gr. 50 (Fy= 345 مگاپاسکال) یا ASTM A992 (Fy= 345 مگاپاسکال). وزن‌ها بر اساس جداول بخش AISC 360-22 (با استانداردهای چینی برابر که در طول ساخت Q355B/Q235B خواهد بود جایگزین می‌شود).
4.1 ستون
|
ردیف |
طبقات |
تقریبا بخش |
وزن (کیلوگرم بر متر) |
طول/مورد (متر) |
تعداد |
وزن کل (کیلوگرم) |
|
T1 (پایه) |
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 (سقف) |
8F |
W14×90 (W360×134) |
134 |
2.8 |
12 |
4,502 |
|
جمع فرعی - ستون ها |
124,937 |
|||||
4.2 تیرهای اولیه و تیرهای ثانویه
|
دهانه / جهت |
بخش معمولی |
وزن (کیلوگرم بر متر) |
طول کل (متر) |
تعداد |
وزن کل (کیلوگرم) |
|
اولیه A-B (13.2 متر) |
W27×102 (W690×152) |
152 |
13.2 |
32 |
64,205 |
|
اولیه B-C (6.8 متر) |
W21×62 (W530×92) |
92 |
6.8 |
32 |
19,986 |
|
تیرهای ثانویه (5.9 متر) |
W16×31 (W410×46) |
46 |
5.9 |
120 |
32,568 |
|
تیرهای ثانویه (8.2 متر) |
W18×40 (W460×60) |
60 |
8.2 |
60 |
29,520 |
|
جمع فرعی - تیرها و تیرها |
146,279 |
||||
4.3 سیستم کف و فولاد متفرقه
|
جزء |
مساحت / تعداد |
وزن واحد |
وزن کل (کیلوگرم) |
|
عرشه فلزی کامپوزیت (گالوانیزه، پایه 1.2 میلی متری) |
8 طبقه × 400 متر مربع=3، 200 متر مربع |
12 کیلوگرم بر متر مربع |
38,400 |
|
ناودانی برشی (19 میلی متر قطر × 80 میلی متر) |
~6400 ناودانی |
0.26 کیلوگرم / گل میخ |
1,664 |
|
مهاربندی جانبی (دیافراگم سقف و کف) |
مقطع L و زوایای |
- |
12,500 |
|
پله ها، نرده ها، صفحه سقف |
مبلغ یکجا |
- |
8,500 |
|
اتصالات، صفحات پایه، صفحات اتصال |
~ 12 درصد وزن فریم |
- |
36,800 |
|
جمع فرعی - طبقه و متفرقه. فولاد |
97,864 |
||
4.4 خلاصه تناژ کل فولاد
|
دسته بندی |
وزن (کیلوگرم) |
تن (MT) |
|
ستون ها |
124,937 |
124.9 |
|
تیرها و تیرها |
146,279 |
146.3 |
|
سیستم کف و متفرقه فولاد |
97,864 |
97.9 |
|
کل فولاد سازه |
369,080 |
~370 |
|
+ احتمالی (10٪) برای توسعه طراحی |
36,908 |
~37 |
|
کل کل (وزن بودجه پیشنهادی) |
405,988 |
~480 |
وزن واحد فولاد:~480 کیلوگرم در متر مربع مساحت ناخالص طبقه (8 طبقه × 400 متر مربع=3،200 متر مربع).
هزینه مواد تخمینی (فیلیپین، فولاد ساخته شده):لطفاً برای جزئیات بیشتر از CBC سؤال کنید. نصب و ضد حریق اضافی هستند.
5. ملاحظات کلیدی طراحی (ویژه مانیل-)
P-Delta & drift:با ارتفاع طبقاتی تا 6.0 متر و ارتفاع کل 36.9 متر، اثرات درجه دوم قابل توجه است. ضریب ثبات θ باید کمتر یا مساوی 0.10 باشد. SMF را با تناسب قوی-ستون/ضعیف-پرتو ارائه دهید.
بی نظمی لرزه ای:چیدمان خلیج نابرابر (5.9 متر / 8.2 متر / 5.9 متر) و دو دهانه غیر مشابه بی نظمی پلان را ایجاد می کند (نوع 1a). تقویت تصادفی پیچشی (Ax) طبق §208.5.5.2 NSCP مورد نیاز است.
بررسی داستان نرم:پارکینگ 1F (6.0 متر) در مقابل. 5F‑7F مسکونی (3.4 متر). سختی قاب‌های خمشی باید متناسب باشد تا از بی‌نظمی عمودی نوع 1a جلوگیری شود (سختی-نرم داستان).
جزئیات اتصال:اتصالات ورق انتهایی پیچ‌دار (BEEP) یا اتصالات فلنج‌های تقویت‌نشده جوشی (WUF-W)، که طبق استاندارد AISC 358-22 برای SMF از پیش تعیین شده‌اند، تحت رده D طراحی لرزه‌ای NSCP اجباری هستند.
حفاظت در برابر خوردگی:جو دریایی گرمسیری در مترو مانیل. HDG (گالوانیزه گرم) یا پرایمر غنی از روی معدنی + لایه رویه پلی اورتان میانی اپوکسی + آلیفاتیک برای مطابقت با محیط C4 بر اساس ISO 12944، با دستیابی به عمر مفید بیش از یا مساوی 30 سال.
6. ارزیابی کاربرد - کشورهای حاشیه اقیانوس آرام
طرح پیشنهادی از نظر قابلیت انتقال به پنج کشور دیگر حاشیه اقیانوس آرام ارزیابی شده است."مستقیم قابل اجرا" به این معنی است که طرح مانیل را می توان با تنظیمات جزئی پذیرفت. "ارتقا لازم است" به این معنی است که اندازه اعضا یا سیستم جانبی باید تجدید نظر شود. "بازطراحی اساسی" به معنای نیاز به یک سیستم ساختاری جدید است.
6.1 تونگا
|
پارامتر |
مانیل (پایه) |
تونگا (NBCKT / AS/NZS 1170) |
ارزیابی |
|
سرعت باد (وزش 3 ثانیه) |
250 کیلومتر در ساعت (69 متر بر ثانیه) |
180–200 کیلومتر در ساعت (رده N3-N4) |
تندباد ام اس اندکی کمتر، اما تا 250 کیلومتر در ساعت در مناطق طوفان. |
|
خطر لرزه ای |
بالا (منطقه 4) |
متوسط (منطقه 2، agR ~0.20g) |
نیروهای جانبی 40 تا 50 درصد تقاضای مانیل را تشکیل می دهند. |
|
مفاهیم ساختاری |
قاب لحظه ای با تیرهای عمیق |
محدودیت های رانش ممکن است آرام شوند. بخش ها به طور بالقوه می توانند **10-15٪ کاهش یابد** |
|
|
مناسب بودن کلی |
خوب - قابل اجرا با بررسی‌های رانش متوسط ستون/باد. |
||
6.2 کالدونیای جدید (فرانسه)
|
پارامتر |
مانیل |
کالدونیای جدید (EN 1998 / EN 1991) |
ارزیابی |
|
سیسمونی |
بالا |
متوسط (منطقه 3، agR ≈ 0.16g) |
برش پایه لرزه ای ~30% مانیل. با این حال EN 1998 کلاس شکل پذیری DCM مورد نیاز است. |
|
باد |
250 کیلومتر در ساعت |
36 متر بر ثانیه (میانگین 10 دقیقه)، 50 متر بر ثانیه (~180 کیلومتر در ساعت) |
فشار باد کمتر است. رانش حیاتی نیست |
|
مفاهیم ساختاری |
اگر مقاطع نورد اروپایی (HEA/HEM) جایگزین شوند، می‌توان بخش‌های فولادی را **15 تا 25٪ کاهش داد**. |
||
|
مناسب بودن کلی |
خوب - بهینه سازی اعضا امکان پذیر است. |
||
6.3 پاپوآ گینه نو
|
پارامتر |
مانیل |
PNG (PNGS 1001-1982 / AS/NZS 1170) |
ارزیابی |
|
سیسمونی |
بالا |
خیلی زیاد (منطقه 1، PGA بزرگتر یا مساوی 0.40 گرم) |
نقشه های خطر PNGS 1001 قابل مقایسه با مانیل است، اما کد فاقد مقررات شکل پذیری تصفیه شده است. |
|
باد |
250 کیلومتر در ساعت |
45 متر بر ثانیه (میانگین 10 دقیقه) ~ 160 کیلومتر در ساعت |
باد کمتر؛ لرزه ای حاکم است. |
|
مفاهیم ساختاری |
ضریب R بالاتر را اتخاذ کنید؟ PNGS محدود راهنمایی؛ ISO 3010 یا ASCE 7-22 استفاده شده است. بخش‌هایی احتمالاً **مشابه مانیل** هستند، اما **بررسی دقیق لرزه‌ای همتا مورد نیاز است**. |
||
|
مناسب بودن کلی |
مشروط مناسب - به گواهی مهندس محلی و بررسی انطباق PNGS به روز نیاز دارد. |
||
6.4 شیلی
|
پارامتر |
مانیل |
شیلی (NCh 433 Of.96 Mod.2012) |
ارزیابی |
|
سیسمونی |
بالا |
شدید (ناحیه 3، برش پایه 1.4-18.2٪ W) |
برش پایه لرزه ای شیلی بسته به دوره ممکن است **2× تا 3×** از NSCP باشد. |
|
باد |
250 کیلومتر در ساعت |
متوسط (30-35 متر بر ثانیه) |
حکومت نمی کند. |
|
مفاهیم ساختاری |
NCh 433 محدودیت‌های سختگیرانه دریفت (0.002 hsx). طرح خط 3 ستونی بی نظمی شدید پیچشی ایجاد می کند. **سیستم دوگانه (SMF + EBF یا هسته بتنی) توصیه می شود.** |
||
|
مناسب بودن کلی |
نیاز به طراحی مجدد عمدهحفره های مهاربندی شده یا هسته RC را اضافه کنید. اندازه ستون نسبت به خط پایه مانیل 30 تا 50 درصد افزایش می یابد. |
||
6.5 پرو
|
پارامتر |
مانیل |
پرو (E.030-2016) |
ارزیابی |
|
سیسمونی |
بالا |
خیلی زیاد (منطقه 4، Mw ساحلی لیما > 8.0 قابلیت دارد) |
برش پایه الاستیک ~0.12-0.15 W; R=7 برای SMF. |
|
باد |
250 کیلومتر در ساعت |
کم (~30 متر بر ثانیه) |
ناچیز. |
|
مفاهیم ساختاری |
E.030 پرتو قوی-ستون/ضعیف-و رانش کمتر یا مساوی 0.007 ساعت را اعمال می‌کند.sx. SMF موجود ممکن است **کار کند**، اما مقررات ملی ساختمان پرو نیازمند **تحلیل خطر خاص سایت** است. بخش‌های ستون احتمالاً به **15 تا 25% اضافی ** بیش از مانیل نیاز دارند. |
||
|
مناسب بودن کلی |
با ارتقای لرزه ای امکان پذیر است.SMF مجاز است. سفتی جهانی باید در برابر محدودیت‌های رانش پرو تأیید شود. |
||
7. فرصت های بهینه سازی ساختاری
|
استراتژی |
ذخیره بالقوه (MT) |
اظهارات |
|
1. بازنگری سیستم کف (دال تخت بتنی پس کشنده) |
80–100 |
قاب فولادی با RC جایگزین شد. کاهش وزن فولاد با افزایش هزینه بتن جبران می شود. |
|
2. ستون های مرکب (CFT - لوله پر شده با بتن) |
40–55 |
کاهش سطح فولاد ستون؛ افزایش سفتی و ضد حریق |
|
3. درجه فولاد بهینه شده (Gr. 65 برای ستون ها) |
20–30 |
استحکام بالاتر به بخش های کوچکتر اجازه می دهد. در دسترس بودن محلی را بررسی کنید |
|
4. طراحی اتصال تصفیه شده |
10–15 |
از طراحی پلاستیکی اتصالات برای کاهش تعداد سفت کننده ها استفاده کنید. |
|
5. پله های پیش ساخته مدولار و فولاد غیر سازه ای |
5–8 |
پله های فولادی ساخته شده را با بتن پیش ساخته یا سیستم های سبک وزن جایگزین کنید. |
|
کاهش واقعی کل |
100–130 |
20-27٪ از سطح پایه |
8. نتیجه گیری و توصیه ها
طراحی پایه مانیل با کد سازگار و قوی است.سیستم قاب لحظه ویژه (SMF) با خط 3 ستونی می تواند در برابر باد ترکیبی (250 کیلومتر در ساعت تندباد) و لرزه (S) مقاومت کند.DS=0.85g, SD1=0.64ز) تقاضاها در فیلیپین، به شرطی که تناسب ستون قوی/ تیر ضعیف و اتصالات SMF از پیش تعیین شده استفاده شود.
وزن کل فولاد سازه ای ≈ 480 تن (405 MT پایه + 10٪ احتمالی).
قابلیت انتقال منطقه ای:
تونگا و کالدونیای جدید:قابل اجرا با کاهش احتمالی اعضا (تقاضای لرزه ای کمتر).
پاپوآ گینه نو:مشروط مناسب - باید با پیوست لرزه‌ای فعلی PNGS و به‌روزرسانی‌های کد محلی تأیید شود.
شیلی:به دلیل برش شدید پایه لرزه ای به سیستم دوگانه یا قاب مهاربندی شده نیاز دارد (NCh 433). فولاد ستون ممکن است 30-50٪ افزایش یابد.
پرو:با ارتقاء ستون 15 تا 25 درصد و تجزیه و تحلیل خطر خاص سایت در هر E.030 امکان پذیر است.
پتانسیل بهینه سازی:با استفاده از ستون های کامپوزیت، گریدهای فولادی بهینه یا سیستم های کف جایگزین، وزن فولاد را می توان به 350 تا 380 تن کاهش داد و 42000 تا 55000 دلار در مواد صرفه جویی کرد.
مراحل بعدی:انجام تجزیه و تحلیل اجزای محدود سه بعدی (SAP2000/ETABS) برای تأیید دوره طبیعی، رانش و پایداری P-Delta. اصلاح اتصالات ستون و جزئیات اتصال. و انجام تحقیقات ژئوتکنیکی خاص سایت برای نهایی کردن طراحی پی.
شما نیز ممکن است دوست داشته باشید
ارسال درخواست
