Disinn Strutturali U Analiżi ta 'Bini Prefabs Multifunzjonali ta' 8 Story Għall-Klijent Filippin

Disinn Strutturali u Analiżi ta 'Bini Multifunzjonali ta' 8 Story għal Klijent Filippin

 

 

Dan il-proġett huwa bini multifunzjonali ta '8 sulari li jinsab f'Manila, il-Filippini, b'dimensjoni ġenerali ta' 20m × 20m. L-għoli ta 'kull sular huwa ddisinjat kif ġej: l-ewwel sular (lott tal-parkeġġ) flimkien ma' totali tal-mezzanin f'6m; it-2 sular (maħżen) huwa għoli 6m; it-3 u r-4 sular (żoni tal-uffiċċji) huma f'4.5m u 3.4m rispettivament; il-5 sas-7 sular (żoni residenzjali) huma kull wieħed 3.4m għoli; it-8 sular (spazju pubbliku tas-saqaf) flimkien mal-għoli tas-saqaf huwa 2.8m. Għall-ottimizzazzjoni tal-ispazju, huma rranġati biss 3 ringieli ta 'kolonni strutturali: l-Assi A għandu 4 kolonni b'kollox, l-ispazjar bejn l-Assi A u l-Assi B huwa 13.2m, u l-ispazjar bejn l-Assi B u l-Assi C huwa 6.8m. L-ispazjar bejn l-4 kolonni fuq l-Assi A huwa 5.9m (1-2 assi), 8.2m (2-3 assi), u 5.9m (3-4 assi) rispettivament.

 

 

 

Kodiċi Strutturali Nazzjonali tal-Filippini (NSCP) 2015: Jirregola d-disinn strutturali ġenerali, il-kalkolu tat-tagħbija, il-prestazzjoni tal-materjal u r-rekwiżiti tas-sikurezza.

Kodiċi tal-Bini Filippin (PBC) 2004: Jirregola l-użu tal-bini, is-sigurtà tan-nirien, u d-durabilità strutturali li jikkorrispondu għal bini multifunzjonali (parkeġġ, maħżen, uffiċċju, residenzjali, spazju pubbliku).

Kriterji tad-Disinn Sismiku: Manila tinsab f'żona sismika moderata b'Aċċelerazzjoni tal-Ogħla tal-Art (PGA) ta '0.15g; id-disinn strutturali jadotta intensità sismika 7 (0.15g) għal kontroll anti-sismika.

Kriterji tat-Tagħbija tar-Riħ: Il-veloċità bażika tar-riħ f'Manila hija 45 m/s (Kategorija 3); Il-kalkolu tat-tagħbija tar-riħ isegwi NSCP 2015 Kapitolu 28, meta wieħed iqis id-distribuzzjoni tal-pressjoni tar-riħ u l-koeffiċjent strutturali tar-reżistenza tar-riħ.

 

 

Tagħbija Mejjet (DL): Skont NSCP 2015, flimkien mal-funzjoni tal-bini: saqaf (2.5 kN/m²), art residenzjali (2.0 kN/m²), art tal-uffiċċju (2.5 kN/m²), art tal-maħżen (5.0 kN/m²), parkeġġ (4.0 kN/m²), mezzanin (3.0 kN/m²); il-piż tal-membri tal-istruttura tal-azzar awto-huwa kkalkulat abbażi tad-daqs attwali tas-sezzjoni.

Tagħbija Ħaj (LL): Żona residenzjali (2.5 kN/m²), żona tal-uffiċċju (3.0 kN/m²), maħżen (10.0 kN/m²), parkeġġ (2.5 kN/m² għal kull vettura, flimkien ma’ 1.0 kN/m² għal persuni mexjin), spazju pubbliku tas-saqaf (2.0 kN/m²).

Tagħbija Sismika (EL): Ikkalkulata bl-użu tal-metodu tal-ispettru tar-rispons, meta wieħed iqis id-distribuzzjoni tal-massa strutturali, il-karatteristiċi tal-ebusija u l-proporzjon tad-damping (0.05 għal strutturi tal-azzar).

Tagħbija tar-Riħ (WL): Ikkalkulata bħala pressjoni tar-riħ (w=0.613 × V², V=45 m/s) u mqassma għal kull sular skont l-għoli u l-għamla strutturali; Il-vibrazzjoni kkaġunata mir-riħ-hija ċċekkjata għal partijiet-għoli (5-8 sulari).

Tagħbijiet oħra: It-tagħbija tas-silġ mhix ikkunsidrata (Manila hija reġjun tropikali); terremot-tagħbijiet sekondarji indotti (bħal effett P-Δ) u stress tat-temperatura huma inklużi fil-kontroll tad-disinn.

 

 

Meta wieħed iqis il-funzjoni tal-bini, ir-rekwiżiti tal-ispazju, u r-rekwiżiti tal-kodiċi lokali, tiġi adottata struttura tal-qafas tal-azzar, li għandha l-vantaġġi ta 'piż ħafif, saħħa għolja, duttilità tajba u kostruzzjoni mgħaġġla. L-arranġament strutturali speċifiku huwa kif ġej:

Kolonni: Jintużaw travi ta' l-azzar H-; is-sezzjonijiet tal-kolonna huma determinati skond il-kapaċità ta' ġarr ta' tagħbija-ta' kull sular. L-1-2 sulari (parkeġġ + maħżen) jadottaw H600 × 250 × 8 × 12 mm minħabba tagħbija kbira; it-3-4 sulari (uffiċċju) jadottaw H500×200×7×10 mm; il-5-8 sulari (residenzjali + saqaf) jadottaw H400 × 200 × 6 × 8 mm.

Travi: Travi ta' l-azzar H-jintużaw għal travi ta' l-art u travi tas-saqaf. It-travi bejn l-Assi A u l-Assi B (13.2m span) jadottaw H500 × 200 × 7 × 10 mm (1-2nd sular) u H450 × 180 × 6 × 9 mm (3rd-8th floor); it-travi bejn l-Assi B u l-Assi Ċ (6.8m span) jadottaw H400 × 180 × 6 × 8 mm (l-artijiet kollha); it-travi tal-mezzanin jadottaw H300×150×6×8 mm.

Floor Slab: Ċangatura ta 'l-art kompost (gverta ta' l-azzar + konkrit) hija adottata, bi ħxuna tal-konkrit ta '120mm (residenzjali/uffiċċju), 150mm (maħżen/parkeġġ), u 100mm (mezzanin/saqaf); il-mudell tal-gverta tal-azzar huwa B-120, bi ħxuna ta '1.2mm.

Sistema ta 'Reżistenza Laterali: Il-qafas ta' l-azzar innifsu jipprovdi ebusija laterali; barra minn hekk, ċineg djagonali huma rranġati fil-kantunieri tal-bini (Assi A-1, A-4, C-1, C-4) biex itejbu r-reżistenza laterali kontra r-riħ u tagħbijiet sismiċi.

 

 

Il-konsum tal-azzar jinkludi l-membri strutturali ewlenin kollha: kolonni, travi, gverti tal-azzar tal-art, braces djagonali, u komponenti ta 'konnessjoni (boltijiet, materjali tal-iwweldjar, eċċ.). Konċessjoni ta '10% hija miżjuda għal komponenti ta' konnessjoni (boltijiet, iwweldjar, eċċ.) Ibbażat fuq il-piż tal-membri prinċipali, li huwa konformi mal-istandard ta 'kalkolu konvenzjonali tal-proġetti tal-istruttura tal-azzar.

 

 

Komponent Strutturali	Speċifikazzjoni	Kwantità	Piż ta' Unità (kg/m)	Tul totali (m)	Piż totali (kg)
Kolonni (l-ewwel sat-tieni sular)	H600×250×8×12	12 (3 ringieli × 4 kolonni)	118.5	144 (12-il kolonna × 12m għoli totali għall-ewwel sat-tieni sular)	17064
Kolonni (it-3-4th sular)	H500×200×7×10	12	84.3	90 (12-il kolonna × 7.5m għoli totali għat-3-4 sulari)	7587
Kolonni (5-8 sular)	H400×200×6×8	12	62.1	134.4 (12-il kolonna × 11.2m għoli totali għall-5 sat-8 sular)	8346.24
Travi (assi A-B, 1-2 sular)	H500×200×7×10	24 (4 meded × 6 sulari, l-ewwel sat-tieni sular)	84.3	316.8 (24 travu × medda ta' 13.2m)	26706.24
Travi (assi A-B, 3-8 sular)	H450×180×6×9	48 (4 meded × 12-il sular, it-3 sat-8 sular)	70.2	633.6 (48 travu × medda ta' 13.2m)	44478.72
Travi (assi B-C, l-artijiet kollha)	H400×180×6×8	72 (4 meded × 18-il sular, it-8 sulari kollha)	58.5	489.6 (72 travu × 6.8m medda)	28641.6
Travi Mezzanin	H300×150×6×8	12 (4 tifrex × 3 ringieli)	40.2	120 (12-il travu × medda medja ta' 10m)	4824
Ċineg Djagonali	H200×150×6×8	32 (4 kantunieri × 8 sulari)	30.1	179.2 (32 ċinga × 5.6m tul medju)	5393.92
Gverta tal-Azzar tal-Art	B-120 (1.2mm)	1 sett (l-artijiet kollha)	12 kg/m²	2880 m² (20m×20m×7.2 artijiet, eskluż is-saqaf)	34560
Saqaf Azzar Gverta	B-120 (1.2mm)	1 sett	12 kg/m²	400 m² (20m×20m)	4800
Membri Ewlenin Total	-	-	-	-	182407.72
Konnessjoni Allowance (10%)	-	-	-	-	18240.77
Konsum totali tal-Azzar	-	-	-	-	200648.49 kg (≈200.65 tunnellata)

 

Konsum totali ta 'l-Azzar: Madwar 200.65 tunnellata metrika (inkluża allowance ta' konnessjoni ta '10%).

Konsum tal-Azzar tal-Unità: 200.65 tunnellata / (20m × 20m × 8 sulari)=62.7 kg/m² (ikkalkulat abbażi tal-erja totali tal-art ta '3200 m²).

Il-konsum tal-azzar tal-unità huwa fil-medda raġonevoli (60-80 kg/m²) għal bini multifunzjonali tal-qafas tal-azzar, li huwa konsistenti mal-istandards tad-disinn ta 'proġetti simili f'Manila.

 

 

L-analiżi li ġejja tevalwa l-applikabbiltà tad-disinn strutturali attwali (ibbażat fuq il-kodiċijiet lokali ta 'Manila) fis-swieq ewlenin ta' CBC bħal Tonga, New Caledonia, Papua New Guinea, iċ-Ċili u l-Perù, li tiffoka fuq differenzi fil-ħtiġiet lokali sismiċi, tagħbija tar-riħ, u kodiċi tal-bini.

 

 

Kundizzjonijiet Sismiċi: Tonga tinsab f'żona sismika għolja (Pacific Ring of Fire) b'PGA ta '0.30-0.40g, li hija ħafna ogħla minn 0.15g ta' Manila.

Tagħbija tar-riħ: Il-veloċità bażika tar-riħ hija ta '55-60 m/s (reġjun ċiklun), ogħla b'mod sinifikanti mill-45 m/s ta' Manila.

Rekwiżiti tal-Kodiċi: Jikkonforma mal-Kodiċi tal-Bini Tonga (TBC) 2018, li għandu rekwiżiti aktar stretti għal reżistenza laterali u duttilità strutturali.

Sentenza dwar l-Applikabilità: Mhux Rakkomandat. L-ebusija strutturali attwali u r-reżistenza sismika mhumiex biżżejjed biex jifilħu t-tagħbijiet sismiċi u tar-riħ għoljin ta 'Tonga; is-sezzjonijiet tar-raġġ tal-kolonna-u s-sistema ta' bracing laterali jeħtieġ li jissaħħu b'mod sinifikanti, u l-konsum tal-azzar se jiżdied bi 30-40%.

 

 

Kundizzjonijiet Sismiċi: Żona sismika moderata b'PGA ta '0.20g, kemmxejn ogħla minn 0.15g ta' Manila.

Tagħbija tar-Riħ: Il-veloċità bażika tar-riħ hija ta' 50 m/s (żona suxxettibbli għaċ-ċiklun tropikali-), ogħla mill-45 m/s ta' Manila.

Rekwiżiti tal-Kodiċi: Isegwi l-Kodiċi tal-Bini tat-Territorji Barranin Franċiżi (RTC) 2020, li huwa simili għall-istandards Ewropej u għandu rekwiżiti stretti għal durabilità strutturali u reżistenza għar-riħ.

Sentenza dwar l-Applikabilità: Jeħtieġ Modifika. Id-disinn kurrenti jista 'jiġi adattat wara aġġustamenti parzjali: issaħħaħ is-sistema ta' bracing laterali, iżżid il-ħxuna tal-flanġijiet tar-raġġ tal-kolonna-b'2-3mm, u aġġusta l-parametri tal-kalkolu sismiku; il-konsum tal-azzar se jiżdied bi 15-20%.

 

Kundizzjonijiet Sismiċi: Żona sismika għolja b'PGA ta '0.25-0.35g, ogħla minn 0.15g ta' Manila; attività sismika hija frekwenti u intensa.

Tagħbija tar-Riħ: Il-veloċità bażika tar-riħ hija ta '48-52 m/s, kemmxejn ogħla mill-45 m/s ta' Manila.

Rekwiżiti tal-Kodiċi: Jadotta l-Kodiċi Nazzjonali tal-Bini tal-Papua New Guinea (PNG NBC) 2015, li jenfasizza r-reżistenza sismika u d-duttilità strutturali għal bini għoli-.

Sentenza dwar l-Applikabilità: Jeħtieġ Modifika. L-aġġustamenti ewlenin jinkludu: iż-żieda tad-daqs tas-sezzjoni tal-kolonna-raġġ (speċjalment l-1-2nd sular), iż-żieda ta 'aktar ċineg laterali, u l-ottimizzazzjoni tas-sistema ta' dissipazzjoni tal-enerġija sismika; il-konsum tal-azzar se jiżdied b'25-30%.

 

 

Kundizzjonijiet Sismiċi: Waħda mill-ogħla żoni sismiċi fid-dinja b'PGA ta' 0.40-0.50g, li taqbeż sew iż-0.15g ta' Manila; terremoti ta’ kobor kbir iseħħu ta’ spiss.

Tagħbija tar-riħ: Il-veloċità bażika tar-riħ hija ta '40-45 m/s, simili għal 45 m/s ta' Manila.

Rekwiżiti tal-Kodiċi: Isegwi l-Kodiċi tal-Bini Ċilen (NCh 433 Of. 2017), li għandu l-aktar standards ta 'disinn sismiku stretti fid-dinja, li jeħtieġu duttilità strutturali għolja u kapaċità ta' dissipazzjoni tal-enerġija.

Sentenza dwar l-Applikabilità: Mhux Rakkomandat. Is-sistema strutturali attwali ma tistax tissodisfa r-rekwiżiti sismiċi ultra-għoli taċ-Ċilì; sistema ġdida sismika-reżistenti (bħal qafas tal-azzar-brace-sistema ta 'dissipatur tal-enerġija) jeħtieġ li tiġi ddisinjata mill-ġdid, u l-konsum tal-azzar se jiżdied b'50% jew aktar.

 

 

Kundizzjonijiet Sismiċi: Żona sismika għolja b'PGA ta '0.25-0.30g, ogħla minn 0.15g ta' Manila; l-intensità sismika tvarja skont ir-reġjun (iż-żoni kostali huma aktar severi).

Tagħbija tar-Riħ: Il-veloċità bażika tar-riħ hija ta '42-48 m/s, ftit inqas minn jew simili għal 45 m/s ta' Manila.

Rekwiżiti tal-Kodiċi: Jadotta l-Kodiċi tal-Bini Peruvjan (E070) 2017, li għandu rekwiżiti stretti għal disinn sismiku u stabbiltà strutturali ta' bini għoli-.

Sentenza dwar l-Applikabilità: Jeħtieġ Modifika. L-aġġustamenti ewlenin jinkludu: it-tisħiħ tal-kollegamenti tar-raġġ tal-kolonna-, iż-żieda tal-ebusija laterali tal-istruttura, u l-ottimizzazzjoni tal-kalkolu tat-tagħbija sismika; il-konsum tal-azzar se jiżdied b'20-25%.

 

 

Reġjun	PGA sismiku (g)	Veloċità Bażika tar-Riħ (m/s)	Sentenza dwar l-Applikabilità	Modifiki Ewlenin Meħtieġa
Manila (Filippini)	0.15	45	Applikabbli bis-sħiħ	Xejn
Tonga	0.30-0.40	55-60	Mhux Rakkomandat	Disinn mill-ġdid komprensiv tas-sistema strutturali, żieda sinifikanti fid-daqs tas-sezzjoni u bracing laterali
il-Kaledonja l-Ġdida	0.20	50	Jeħtieġ Modifika	Issaħħaħ l-irbit laterali, iżżid il-ħxuna tal-flanġ, aġġusta l-parametri sismiċi
Papwa Ginea Ġdida	0.25-0.35	48-52	Jeħtieġ Modifika	Żid id-daqs tas-sezzjoni tar-raġġ tal-kolonna-, żid ċineg laterali, ottimizza s-sistema tad-dissipazzjoni tal-enerġija
Ċili	0.40-0.50	40-45	Mhux Rakkomandat	Iddisinja mill-ġdid is-sistema reżistenti-sismika, żid dissipaturi tal-enerġija, iżżid ħafna l-ebusija strutturali
Peru	0.25-0.30	42-48	Jeħtieġ Modifika	Issaħħaħ il-konnessjonijiet tar-raġġ tal-kolonna-, iżżid l-ebusija laterali, ottimizza l-kalkolu sismiku

 

Fuq il-premessa li jintlaħqu l-kodiċijiet lokali ta 'Manila u tiġi żgurata s-sigurtà strutturali, il-miżuri ta' ottimizzazzjoni li ġejjin jistgħu jittieħdu biex jitnaqqas il-konsum tal-azzar, tittejjeb l-effiċjenza strutturali, u jitnaqqsu l-ispejjeż tal-proġett, mingħajr ma jaffettwaw il-funzjoni tal-bini u r-rekwiżiti tal-ispazju.

 

 

Kolonni: Għall-5 -8 sulari (żona residenzjali, tagħbija żgħira), is-sezzjoni tal-kolonna tista 'tiġi ottimizzata minn H400 × 200 × 6 × 8 mm għal H350 × 180 × 6 × 8 mm. Il-verifika tal-proporzjon tal-istress turi li s-sezzjoni ottimizzata xorta tista 'tissodisfa r-rekwiżiti li ġġorr it-tagħbija, u tnaqqas il-konsum tal-azzar b'madwar 8% għal dawn il-kolonni.

Travi: Għat-travi bejn l-Assi B u l-Assi Ċ (6.8m span, tagħbija żgħira), is-sezzjoni tista 'tiġi ottimizzata minn H400×180×6×8 mm għal H350×180×6×8 mm, tnaqqas il-konsum tal-azzar b'madwar 6% għal dawn it-travi.

 

 

Iċ-ċingi djagonali attwali huma rranġati fit-8 sulari kollha; jistgħu jiġu ottimizzati biex jiġu rranġati f'intervalli (kull 2 ​​sulari) għall-5-8 sulari (żona residenzjali, tagħbija laterali żgħira). Dan l-aġġustament jista 'jnaqqas in-numru ta' ċineg b'50% għall-art ta 'fuq, filwaqt li jiżgura li l-ebusija laterali tissodisfa r-rekwiżiti, tnaqqas il-konsum tal-azzar b'madwar 5% għas-sistema ta' bracing.

 

 

Id-disinn attwali jadotta l-azzar Q235B u Q355B; jista 'jiġi sostitwit bl-azzar kollu Q355B jew-qawwa għolja għall-kolonni u travi prinċipali (l-ewwel-4 art, tagħbija kbira). sabiex id-daqs tas-sezzjoni jista 'jitnaqqas b'mod xieraq filwaqt li tinżamm l-istess kapaċità li ġġorr it-tagħbija. Din l-ottimizzazzjoni tista 'tnaqqas il-konsum tal-azzar b'madwar 10-12% għall-membri ewlenin.

 

 

Għall-5 -7 art (żona residenzjali), il-ħxuna tal-konkrit tal-ċangatura tal-art kompost tista 'titnaqqas minn 120mm għal 100mm, u l-ħxuna tal-gverta tal-azzar tista' tinżamm f'1.2mm. Dan l-aġġustament jista 'jnaqqas it-tagħbija mejta ta' l-art, u b'hekk inaqqas ir-rekwiżiti li jifilħu t-tagħbija ta 'kolonni u travi, u jnaqqas indirettament il-konsum ta' l-azzar b'madwar 3-4%.

 

 

Wara ottimizzazzjoni komprensiva, il-konsum totali ta 'l-azzar jista' jitnaqqas bi 15-20%, mill-200.65 tunnellata oriġinali għal 160.52-170.55 tunnellata. Il-konsum tal-azzar tal-unità se jitnaqqas għal 50.16-53.30 kg/m², li għadu fil-medda raġonevoli u jista 'effettivament inaqqas l-ispejjeż tal-proġett filwaqt li jiżgura s-sikurezza strutturali u jissodisfa r-rekwiżiti tal-kodiċi lokali.

 

Id-disinn strutturali tal-bini multifunzjonali ta '8-storja jissodisfa r-rekwiżiti tal-kodiċijiet lokali ta' Manila (NSCP 2015, PBC 2004) u r-rekwiżiti tat-tagħbija, b'konsum totali tal-azzar ta 'madwar 200.65 tunnellata u konsum tal-azzar unitarju ta' 62.7 kg/m². Għal reġjuni oħra: huwa applikabbli bis-sħiħ f'Manila; jeħtieġ modifika fil-Kaledonja l-Ġdida, il-Papwa Ginea Ġdida, u l-Perù (b'żidiet korrispondenti fil-konsum tal-azzar); u mhux rakkomandat fit-Tonga u ċ-Ċilì (minħabba rekwiżiti ta 'tagħbija sismika/riħ ultra-għoli). Permezz ta 'ottimizzazzjoni tas-sezzjoni, sostituzzjoni tal-materjal, u aġġustament tas-sistema, il-konsum tal-azzar jista' jitnaqqas bi 15-20% mingħajr ma jaffettwa s-sigurtà strutturali, li għandha benefiċċji ekonomiċi sinifikanti.