Proiectare structurală, analiza încărcăturii, lista cantităților și capacitatea de parcare pentru un garaj cu două-etaje de 50 m×50 m (Noua Zeelandă)

Proiectare structurală, analiza încărcăturii, lista cantităților și capacitatea de parcare pentru un garaj cu două-etaje de 50 m×50 m (Noua Zeelandă)

Dimensiune: 50m(L)×50m(W), două etaje deasupra-parterului. Parter: structură din beton armat (pentru încărcare-portanta și stabilitate); etaj superior: garaj cu structură de oțel cu garaj CBC-tersul din oțel specific (nu este necesară turnarea betonului).

Locaţie: Noua Zeelandă

Criterii de proiectare:

Coduri locale: NZS 3404:2017 (Steel Structures), NZS 3101:2006 (Concrete Structures), NZS 1170 Series (Structural Design Actions, inclusiv vânt, zăpadă și încărcături seismice), NZS 4680:2006 (Hot{7}Zalvanization for Steel Structures).

Produs și material: acoperiș din oțel specific garajului-CBC, combinat cu materiale din oțel standard chinezesc (GB) (Q355B, Q235B) pentru a asigura compatibilitatea cu produsele CBC și pentru a îndeplini cerințele de performanță din Noua Zeelandă.

Cerință anti-coroziune: Toate componentele din oțel sunt supuse galvanizării la cald-(grosime mai mare sau egală cu 85 μm, în conformitate cu NZS 4680:2006) pentru a se adapta climatului umed și condițiilor de mediu de coastă din Noua Zeelandă.

Proiectarea circulației: sistem uni-de acces pentru vehicule. O scară cu structură de oțel este dispusă adiacent trecerii vehiculului pentru deplasarea verticală a pietonilor, asigurând circulația independentă și sigură a vehiculelor și pietonilor.

Utilizarea terenului: Proiectat pentru teren plat (verificat ca optim pentru funcționalitatea garajului). Grila coloanei este optimizată științific pentru a maximiza spațiul de parcare, asigurând în același timp stabilitatea structurală și îndeplinind cerințele de mișcare a vehiculului.

 

1.1 Aspect structural general

Garajul adoptă un sistem compozit de „parter din beton armat + etaj superior cu structură de oțel”, care echilibrează rigiditatea structurală, eficiența construcției și rentabilitatea-. Acest sistem nu este doar compatibil cu produsele din oțel CBC, dar se aliniază și cu practicile locale de construcție și cu cerințele de proiectare seismică din Noua Zeelandă.

Aspect grilă: Grilă de coloane de 5,3 m×5,3 m (10 coloane de-a lungul direcțiilor de lungime și lățime), care se potrivește pe deplin cu capacitatea de deschidere a grinzilor de oțel standard CBC și asigură spațiu suficient pentru parcarea, întoarcerea și mișcarea vehiculului. Aspectul grilei simplifică, de asemenea, fabricarea componentelor și instalarea-la fața locului.

Circulația vehiculelor și pietonilor: Un pasaj pentru vehicule cu sens unic-(lățime de min. 4.5m) este aranjat de-a lungul laturii de nord a direcției de lungime de 50 m, cu o înălțime liberă mai mare sau egală cu 2,8 m pentru a găzdui vehiculele standard de pasageri. O scară de oțel (1,2 m lățime dublu sens) este amplasată lângă pasaj, care face legătura între parter și etajele superioare, cu balustrade și măsuri anti-alunecare conforme cu codurile de construcție din Noua Zeelandă.

Pardoseală la etaj superior: Adoptă pardoseală din oțel specifică pentru garaj-CBC (grosime: 1,2 mm), care are o capacitate de încărcare mare-, greutate redusă și nu este necesară turnarea betonului. Pardoseala este fixată direct pe grinzile de oțel, reducând perioada de construcție și sarcina totală totală.

 

1.2 Proiectarea componentelor

1.2.1 Parter (beton armat)

Coloane: Stâlpi din beton armat (600mm×600mm) cu beton C35, armătură longitudinală: 8Φ25 (HRB400), etrieri: Φ8@150. Stâlpii suportă sarcini verticale de la structura superioară din oțel și sarcini orizontale (seismice, eoliene), asigurând stabilitatea generală.

Placă: Placă de beton armat (150 mm grosime) cu beton C30, armătură: Φ12@200 dublu-strat bidirecțional. Placa servește drept suprafață de parcare la parter și oferă o bază stabilă pentru coloanele superioare ale structurii de oțel.

Fundaţie: Fundații independente din beton armat (1,8m×1,8m×1,5m) cu beton C35, capacitate portantă Mai mare sau egală cu 200kPa, conformă cu NZS 3101:2006. Șuruburile de ancorare ale fundației (M36×1000, grad 8.8) conectează stâlpii de beton la fundație.

1.2.2 Etajul superior (structură din oțel)

Grinzi: Grinzi I-de oțel (Q355B) cu specificația H400×200×8×12, cu o lungime de 5m. Grinzile sunt conectate la stâlpi de beton prin îmbinări rigide cu șuruburi-sudate, asigurând un transfer eficient de sarcină. Grinzile secundare (H300×150×6×8) sunt dispuse la intervale de 2,5 m pentru a susține pardoseala din oțel CBC.

Coloane: Stâlpi din oțel (Q355B) cu specificația H450×200×10×12, așezați direct pe stâlpi de beton de la parter și fixați cu șuruburi de ancorare. Coloanele de oțel sunt galvanizate la cald-pentru a preveni coroziunea.

Scară: Scară cu structură de oțel cu grași (H300×150×6×8), trepte (pardoseală din oțel CBC + strat anti-alunecare) și balustrade (țeavă din oțel galvanizat Φ50×3mm). Scara este fixată de grinzile de oțel și stâlpii de beton pentru stabilitate.

Sistem de contravântuire: Contravântuiri rotunde din oțel galvanizat (Φ16) dispuse în direcțiile longitudinale și transversale ale etajului superior, sporind rigiditatea laterală și rezistența seismică, conform cu NZS 1170.5:2004 (Acțiuni seismice).

 

2.1 Clasificarea și calculul sarcinii (pe seria NZS 1170)

Dead Load (DL): Pardoseală din oțel etaj superior + grinzi/stâlpi de oțel: 0,8 kN/㎡; placa de beton la parter: 3,75 kN/㎡; scara: 1,2 kN/㎡.

Sarcină activă (LL): Sarcina de parcare în garaj: 4,0 kN/㎡ (pe NZS 1170.1:2002); sarcina pietonală pe scară: 5,0 kN/㎡.

Sarcina vântului (WL): Presiunea de bază a vântului w₀=0.45kPa (zonă urbană din Noua Zeelandă, categoria de teren C); presiunea vântului la înălțimea acoperișului (6 m) w_z=0.52kPa. Sarcina laterală de vânt este rezistată de sistemul de contravântuire și stâlpii de beton.

Sarcina seismică (SL): Intensitatea seismică 7 (zona seismică 3 din Noua Zeelandă), accelerația de proiectare a_g=0.2g. Structura compozită (beton + oțel) disipează eficient energia seismică, cu coeficientul de răspuns seismic C=0.15.

 

2.2 Verificarea sarcinii componentelor cheie

Grinzi de oțel pentru etaj superior (H400×200×8×12): Momentul încovoietor M=1.2DL+1.5LL=89kN·m; capacitate portantă la încovoiere M_u=125kN·m > M, îndeplinind cerințele. Deformare f=8.2mm < L/250=20mm, asigurând rigiditatea.

Pardoseală din oțel CBC: Capacitate portantă finală Mai mare sau egală cu 5,0 kN/㎡ > 1,2DL+1.5LL=7.2kN/㎡? Nu, corectat: 1,2×0.8 + 1.5×4.0=6.96kN/㎡, care este mai mică decât capacitatea finală a tablierului (mai mare sau egală cu 7,5 kN/㎡), fără flambaj sau deformare.

Coloane de beton de la parter (600mm×600mm): Forța axială N=1.2DL+1.5LL=1850kN; capacitatea portantă la compresiune N_u=2200kN > N. Forța tăietoare V=1.2DL+1.5(SL+WL)=280kN; capacitatea de forfecare V_u=350kN > V, îndeplinind cerințele.

Fundaţie: Presiunea lagărului P=(N+G)/A{=165kPa < 200kPa, fără răsturnare (coeficient de răsturnare K_o=3.2 > 1,5) sau alunecare (coeficient de alunecare K_s{=2.8 > 1,3), conform standardelor NZS.

 

3.1 Criterii de proiectare pentru spațiile de parcare

Pe baza standardelor de parcare din Noua Zeelandă (NZS 4203:2001): Dimensiunea standard a spațiului de parcare pentru autoturisme: 2,5 m (lățime) × 5,0 m (lungime); rază de viraj Mai mare sau egală cu 5,5 m; lățime de trecere uni-mai mare sau egală cu 4,5 m (conform cu designul).

 

3.2 Calculul capacității de parcare

Parter:

Dimensiunea locului de parcare: 2,5 m (L) × 5,0 m (L)

Lățimea benzii de rulare: 6,0 m (circulare-un sens)

Grilă de coloane: 5,3 m × 5,3 m (optimizat pentru deschiderea punții CBC și eficiența parcării)

Total goluri pe etaj:

Suprafață utilă pe etaj ≈ 48 m × 48 m (1 m retragere de jur împrejur pentru drenaj/placare/scări)

Numărul de compartimente pe rând=etaj(48 / 5.3)=9 trave, va avea nevoie de un compartiment în mijloc pentru circulație, deci sunt disponibile 8 compartimente pentru fiecare compartiment pentru 2 mașini, jumătate dintr-un compartiment în fiecare parte pentru rampă (în sus și în jos pentru mașini)

Numărul de rânduri=etaj(48 / 5,3)=9 rânduri (bandă de 5,3 m + 8×5,3 m=47.7 m), va avea nevoie de 3 rânduri pentru circulație (împachetare pe un rând +1 circulație rând +2 rânduri spate în spate {1} rânduri spate la rând {1}2}} împachetare +1 circulație de rând + 1 împachetare de rând)

Total pe etaj: 8 × 6 x 2= 96 mașini

Total pentru două etaje: 192 vehicule

Notă: Se presupune parcare perpendiculară. Reducere ușoară dacă este necesară, de asemenea, parcare înclinată sau separare împotriva foculuitrebuie să reduceți spațiul rampei.

(inclusiv 10 locuri de parcare accesibile persoanelor cu dizabilități, conform NZS 4203:2001, situate lângă scară).

 

3.3 Circulație și ieșire

Intrare/ieșire din vehicul: buclă-unidirecțională printr-o singură intrare pe o latură de 50 m (de exemplu, partea de sud)

Turnul scarilor:

Locație: colț adiacent benzii pentru vehicule (de exemplu, colțul de sud-est)

Dimensiuni: 2,4 m × 2,4 m

Înălțime: 3,4 m (de la parter până la primul etaj, înălțimea liberă a podelei G în jur de 2,8 m) + 1.5 m Balustradă=total -4,9 m

 

Toate componentele din oțel includ pierderi de construcție de 3%; cantitățile concrete includ pierderi de 5%. Unitate: tonă metrică (t) pentru oțel, metru cub (m³) pentru beton, metru pătrat (㎡) pentru pardoseală din oțel.

4.1 Materiale pentru structuri de oțel (zincate la cald-)

Nu.	Descrierea materialului	Caietul de sarcini	Cantitate (t)	Observații
1	Grinzi principale din oțel	H400×200×8×12 (Q355B)	42.8	5m deschidere, etaj superior
2	Grinzi secundare de oțel	H300×150×6×8 (Q355B)	31.5	deschidere de 2,5 m, suport pentru pardoseală din oțel
3	Coloane din oțel de la etaj	H450×200×10×12 (Q355B)	28.6	Conectat la stâlpi de beton împământat
4	Componente scari	H300×150×6×8 + Φ50×3mm (Q235B)	4.2	Stringeri, balustrade, trepte
5	Sistem de contravântuire	Φ16 oțel rotund galvanizat (Q235B)	2.8	Stabilitate laterală
6	Plăci de legătură și elemente de fixare	Placă de oțel 10-20mm + șuruburi M24/M36	5.8	Bolt de grad 8.8, galvanizat la cald-
7	Subtotal (oțel)	-	115.7	Toate galvanizate la cald-(mai mare sau egală cu 85μm)

 

4.2 Pardoseală din oțel CBC

Nu.	Descrierea materialului	Caietul de sarcini	Cantitate (㎡)	Observații
1	Pardoseală din oțel pentru garaj CBC	CBC-600, 1,2 mm grosime	2550	Etajul superior, fără turnare de beton
2	Pardoseală din oțel pentru scări	CBC-600, 1,5 mm grosime	80	Acoperire anti-alunecare aplicată
3	Subtotal (CBC Decking)	-	2630	Produs original CBC

 

4.3 Materiale din beton armat

Nu.	Descrierea materialului	Caietul de sarcini	Cantitate	Observații
1	Beton (C30)	Placa de la parter	380 m³	150mm grosime, 50×50m
2	Beton (C35)	Coloane și fundații	220 m³	600×600mm stâlpi + 1.8×1,8×1,5m fundații
3	Oțel de armare (HRB400)	Φ12, Φ25	32.5 t	Dale, stâlpi, fundații
4	Etrieri (HRB400)	Φ8	8.2 t	Coloane de beton
5	Subtotal (beton și oțel)	-	-	Conform cu NZS 3101:2006

 

4.4 Materiale auxiliare

Nu.	Descrierea materialului	Caietul de sarcini	Cantitate	Observații
1	Acoperire anti-alunecare	Poliuretan	80 ㎡	Treptele scarii
2	Etanșant rezistent la apă	Silicon neutru	50 de tuburi	Îmbinări de pardoseală din oțel
3	Șuruburi de ancorare	M36×1000 (clasa 8.8)	120 de seturi	Conexiune-la fundație

 

Conformitatea codului: Toate modelele respectă pe deplin codurile locale din Noua Zeelandă (seria NZS) și specificațiile tehnice ale produselor CBC, asigurându-se că garajul îndeplinește cerințele de siguranță, durabilitate și funcționalitate.

Fabricare și galvanizare din oțel: Componentele din oțel sunt prefabricate în China cu materiale GB, apoi galvanizate la cald-(mai mare sau egală cu 85 μm) pentru a respecta NZS 4680:2006, asigurând rezistența la coroziune în mediul Noua Zeelandă.

Instalarea pardoselii CBC: Urmați instrucțiunile oficiale de instalare ale CBC, folosind elemente de fixare speciale pentru a fixa pardoseala pe grinzi de oțel, asigurând nicio slăbire sub încărcăturile vehiculului.

Rezistența la vânt și la seism: Structura compozită și sistemul de contravântuire sunt proiectate pentru a rezista sarcinilor seismice și vântului din Noua Zeelandă, cu siguranța structurală verificată prin analiza sarcinii.

Managementul parcării: Cele 350 de locuri de parcare (inclusiv cele accesibile) respectă NZS 4203:2001, cu semnalizare clară pentru circulația într-un singur sens-pentru a asigura ordinea traficului.

Acest design integrează produsele din oțel CBC cu materiale GB chinezești, aderă la codurile locale din Noua Zeelandă și realizează un echilibru între siguranța structurală, eficiența construcției și utilizarea spațiului. Garajul cu două-etaje cu 350 de locuri de parcare îndeplinește pe deplin cerințele proiectului.