Produse

Acasă / Produse/ Structură de oțel / Apartament Structură Oțel

Clădire cu 8-etaje cu cadru de oțel cu utilizare mixtă din Manila, Filipine

Clădire cu 8-etaje cu cadru de oțel cu utilizare mixtă din Manila, Filipine

Acest proiect este o clădire multifuncțională cu 8 etaje situată în Manila, Filipine, cu o dimensiune totală de 20 m × 20 m. Înălțimea fiecărui etaj este astfel proiectată: etajul 1 (parcare) plus mezanin totalizează 6m; etajul 2 (magazie) are 6m; etajele 3 și 4 (zone de birouri) au 4,5m și respectiv 3,4m; etajele 5-7 (zone rezidențiale) au fiecare 3,4 m; etajul 8 (spațiu public pe acoperiș) plus înălțimea acoperișului este de 2,8 m. Pentru optimizarea spațiului sunt aranjate doar 3 rânduri de stâlpi structurali: Axa A are 4 coloane în total, distanța dintre Axa A și Axa B este de 13,2 m, iar distanța dintre Axa B și Axa C este de 6,8 m. Distanța dintre cele 4 coloane de pe axa A este de 5,9 m (1-2 axe), 8,2 m (2-3 axe) și, respectiv, 5,9 m (3-4 axe).

Trimite anchetă Vorbeste acum

Introducerea Produsului

RAPORT DE ANALIZĂ STRUCTURALĂ
Clădire cu 8-etaje cu cadru de oțel cu utilizare mixtă din Manila, Filipine

Locația proiectului:Manila (NCR), Filipine
Analiza aplicabilității:Tonga, Noua Caledonie (Franța), Papua Noua Guinee, Chile, Peru
Cod de proiectare:NSCP 2015 (Filipine)

101

1. Configurație arhitecturală și structurală

Parametru	Descriere
Dimensiunile planului	20.0 m × 20.0 m
Înălțimea totală	36,9 m (de la parter până la spațiul public de pe acoperiș)
Grila de coloane	3 axe longitudinale (A, B, C)
intervalul A–B	13,2 m (cuport mare)
interval B–C	6.8 m
Distanța dintre locații (1–2 / 3–4)	5.9 m
Distanța dintre locații (2–3)	8,2 m (baf interior)
Total coloane	12 (4 pe axă)

1.1 Înălțimea etajelor și gradul de ocupare

Podea	Ocupare	Înălțimea etajului (m)	Înălțime cumulativă (m)
1F	Parcare + Mezanin	6.0	6.0
2F	Depozit	6.0	12.0
3F	Birou	4.5	16.5
4F	Birou	3.4	19.9
5F	Rezidențial	3.4	23.3
6F	Rezidențial	3.4	26.7
7F	Rezidențial	3.4	30.1
8F	Acoperiș spațiu public	2.8	32.9
Înălțimea totală a clădirii (peste GL)			~36.9

102

2. Design Loads conform NSCP 2015

2.1 Sarcini gravitaționale

Ocupare	Dead suprapus (SDL, kPa)	Sarcină sub tensiune (LL, kPa)
Parcare (1E)	1.5	5.0
Depozit (2E)	1.0	6.0
Birou (3E–4E)	1.5	3.0
Rezidențial (5F–7F)	1.5	2.0
Spațiu public pe acoperiș (8F)	2.0	4.8 (adunare publică)

Sistem de pardoseală: placă compozită de 130 mm pe tablă de oțel (greutate proprie -~2,8–3,2 kPa inclusiv cadrul).

2.2 Sarcina vântului (NSCP 2015 §207)

Viteza de bază a vântului:250 km/h (69 m/s, rafală de 3 secunde) – Manila, NCR

Categoria de expunere:B (urban)

Categoria de ocupare:III (utilizare-mixtă, factor de importanță I_w = 1.15)

Presiunea de proiectare @ acoperiș:~3,5–4,2 kPa (variază în funcție de zonă și placare)

Direcția vântului care guvernează:20 m fata; momentul de răsturnare contribuie semnificativ la solicitările axiale ale stâlpului.

2.3 Sarcina seismică (NSCP 2015 §208)

Parametru	Valoare	Remarci
Zona seismică	Zona 4 (Metro Manila)	Seismitate ridicată
Cartografiat S_s	~1.10g	Accelerație spectrală{0}}scurtă
Cartografiat S₁	~0.64g	Accelerație spectrală de 1 secundă
Clasa site-ului	D (presupus)	Sol rigid; adoptat conservator
S_DS	0.85g	Proiectați accelerația spectrală{0}}scurtă.
S_D1	0.64g	Proiectați accelerația spectrală de 1 s
Categoria Proiectare Seismică	D
Factor de modificare a răspunsului (R)	8.0	Cadru special pentru moment din oțel (SMF)
Factorul de importanță (I_e)	1.0	Ocupare standard

Coeficientul de forfecare estimat al bazei seismice C_s≈ 0,106 (W). Forfecare de bază ≈ 0,106 × greutate seismică totală.

2.4 Combinații de încărcare (NSCP 2015 §203 – Proiectare de rezistență)

Combinaţie	Formula	Stat limită de guvernare
LC1	1.2D + 1.6L + 0.5L_r	Gravitație (grinzi, placă compozită)
LC2a	1.2D + 1.0E + 0.5L	Seismică (coloane, deriva cadrului)
LC2b	0.9D + 1.0E	Rasturnare seismică/ridicare netă
LC3	1.2D + 1.0W + 0.5L	Vânt răsturnând verificare laterală
LC4	1.2D + 1.0W + 0.5L + 0.5L_r	Vânt (placare și derivă)

3. Sistem structural și analiză

3.1 Sistem de rezistență-la forță- laterală (LFRS)

Cadru rezistent la moment-de oțel special (SMF)în ambele sensuri.

Cu doar 3 linii de stâlpi, clădirea de 20 m × 20 m se bazează pe stâlpi adânci și pe conexiuni de moment dintre grinzi-la-stalpi. Lucrarea de 13,2 m (A–B) necesită grinzi relativ adânci (gama W24–W27) pentru gravitație plus momente seismice.

Pe direcția transversală (A–C), cadrul cuprinde două trave inegale: 13,2 m + 6.8 m. Excentricitatea rigidității este moderată; trebuie luată în considerare torsiune accidentală conform NSCP §208.5.5.2.

3.2 Încadrarea podelei

Lucrare de 13,2 m: Grinzi compozite primare la o distanță de ~2,5 m cu grinzi secundare care se întinde pe 5,9 m / 8,2 m.

6,8 m deschidere: Dispunere convențională a grinzilor compozite; secțiune de oțel din gama W16–W18.

Platoul metalic compozit de 130 mm cu umplutură de beton asigură acțiunea diafragmei (acoperită cu armătură pentru forțele seismice ale diafragmei).

3.3 Bazele fundației și coloanelor

Covoraș sau fundație grămadă tipică pentru amplasamentul Manila (depozite aluvionare/lahar).

Conexiunile fixe-coloanelor de bază îmbunătățesc performanța de derive seismică și reduc cererea de răsturnare a covorașului.

4. Estimarea tonajului de oțel (Recuperare detaliată a cantității-)

Toate secțiunile de oțel sunt ASTM A572 Gr. 50 (F_y= 345 MPa) sau ASTM A992 (F_y= 345 MPa). Greutăți bazate pe tabelele de secțiuni AISC 360-22 (Vor înlocui cu standarde chineze egale care vor fi Q355B/Q235B în timpul fabricării).

4.1 Coloane

Nivelul	Podele	Aproximativ. Secțiune	Greutate (kg/m)	Lungime/articol (m)	Cant	Greutate totală (kg)
T1 (bază)	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 (acoperiș)	8F	W14×90 (W360×134)	134	2.8	12	4,502
Subtotal – Coloane						124,937

4.2 Grinzi primare și grinzi secundare

Span / Direcție	Secțiune tipică	Greutate (kg/m)	Lungime totală (m)	Cant	Greutate totală (kg)
Primar A–B (13,2 m)	W27×102 (W690×152)	152	13.2	32	64,205
B–C primar (6,8 m)	W21×62 (W530×92)	92	6.8	32	19,986
Grinzi secundare (5,9 m)	W16×31 (W410×46)	46	5.9	120	32,568
Grinzi secundare (8,2 m)	W18×40 (W460×60)	60	8.2	60	29,520
Subtotal – Grinzi și grinzi					146,279

4.3 Sistem de podea și oțel divers

Componentă	Suprafață / Cant	Greutatea unitară	Greutate totală (kg)
Plată din metal compozit (galvanizat, bază de 1,2 mm)	8 etaje × 400 m²=3,200 m²	12 kg/m²	38,400
Știfturi de forfecare (19 mm diametru × 80 mm)	~6.400 crampoane	0,26 kg/stud	1,664
Contravântuiri laterale (diafragma acoperișului și podelei)	Secțiune în L și unghiuri	-	12,500
Scari, balustrade, paravan	Sumă forfetară	-	8,500
Conexiuni, plăci de bază, plăci de îmbinare	~12% din greutatea cadrului	-	36,800
Subtotal – etaj și diverse Oţel			97,864

4.4 Rezumatul tonajului total de oțel

Categorie	Greutate (kg)	Tone (MT)
Coloane	124,937	124.9
Grinzi și grinzi	146,279	146.3
Sistem de podea & Diverse oţel	97,864	97.9
Oțel structural total	369,080	~370
+ Contingent (10%) pentru dezvoltarea designului	36,908	~37
Total general (ponderea bugetului recomandat)	405,988	~480

Greutatea unitară a oțelului:~480 kg/m² suprafață brută (8 etaje × 400 m²=3,200 m²).
Costul estimat al materialului (Filipine, oțel fabricat):Vă rugăm să întrebați CBC pentru detalii. Montarea și ignifugarea sunt suplimentare.

5. Considerații cheie de proiectare (specifice-Manila)

P-Delta și deriva:Cu înălțimi ale etajelor de până la 6,0 m și o înălțime totală de 36,9 m, efectele de ordinul doi sunt semnificative. Coeficientul de stabilitate θ trebuie să fie mai mic sau egal cu 0,10. Oferiți SMF cu proporție puternică-coloană/slab-faz.

Neregularitate seismică:Dispunerea inegală a golfului (5,9 m / 8,2 m / 5,9 m) și două deschideri diferite creează neregularități în plan (Tipul 1a). Amplificarea accidentală de torsiune (A_x) conform NSCP §208.5.5.2 necesar.

Verificare soft-story:Parcare 1F (6,0 m) față de . 5F‑7F rezidențial (3,4 m). Rigiditatea cadrelor de moment trebuie să fie proporțională pentru a evita neregularitatea verticală de tip 1a (rigiditate-soft story).

Detalierea conexiunii:Conexiunile cu șuruburi ale plăcii de capăt extinse (BEEP) sau cu flanșe sudate neîntărite (WUF‑W), precalificate conform AISC 358‑22 pentru SMF, sunt obligatorii în conformitate cu categoria D de proiectare seismică NSCP.

Protectie la coroziune:Atmosferă marină tropicală în Metro Manila. HDG (zincat la cald) sau grund bogat în zinc anorganic + intermediar epoxidic + strat de finisare din poliuretan alifatic pentru a respecta mediul C4 conform ISO 12944, obținând o durată de viață mai mare sau egală cu 30 de ani.

6. Evaluarea aplicabilității – Țările din Pacific Rim

Designul propus este evaluat pentru transferabilitate către alte cinci țări din Pacific Rim.„Direct aplicabil” înseamnă că designul Manila poate fi adoptat cu ajustări minore; „Este necesară modernizarea” înseamnă că dimensiunile membrelor sau sistemul lateral trebuie revizuite; „Reproiectare majoră” înseamnă că este nevoie de un nou sistem structural.

6.1 Tonga

Parametru	Manila (linie de bază)	Tonga (NBCKT / AS/NZS 1170)	Evaluare
Viteza vântului (rafala de 3 secunde)	250 km/h (69 m/s)	180–200 km/h (Categoria N3‑N4)	Rafală MS ușor mai scăzută, dar până la 250 km/h în zonele cu ciclon.
Pericol seismic	Ridicat (Zona 4)	Moderat (Zona 2, a_gR ~0.20g)	Forțele laterale reprezintă 40-50% din cererea Manila.
Implicații structurale	Cadru moment cu grinzi adânci		Limitele de deriva pot fi relaxate; secțiunile ar putea fi reduse cu 10-15%.
Adecvare generală	Bine – se aplică cu verificări moderate de coloană/deplasare a vântului.

6.2 Noua Caledonie (Franța)

Parametru	Manila	Noua Caledonie (EN 1998 / EN 1991)	Evaluare
Seismic	Ridicat	Moderat (Zona 3, a_gR ≈ 0.16g)	Forfecarea bazei seismice ~30% din Manila; totuși este necesară clasa de ductilitate EN 1998 DCM.
Vânt	250 km/h	36 m/s (în medie 10 min), rafală de ~50 m/s (~180 km/h)	Presiunea vântului este mai mică; deriva nu este critică.
Implicații structurale	Secțiunile din oțel ar putea fi reduse cu 15–25% dacă sunt înlocuite secțiunile laminate europene (HEA/HEM).
Adecvare generală	Bun – optimizarea membrilor posibilă.

6.3 Papua Noua Guinee

Parametru	Manila	PNG (PNGS 1001‑1982 / AS/NZS 1170)	Evaluare
Seismic	Ridicat	Foarte ridicat (Zona 1, PGA mai mare sau egal cu 0,40 g)	Hărți hazar PNGS 1001 comparabile cu Manila, dar codul nu are prevederi rafinate privind ductilitatea.
Vânt	250 km/h	45 m/s (în medie 10 minute) ~160 km/h rafală	Vânt de jos; guvernează seismic.
Implicații structurale	Adopți un factor R mai mare? Ghid limitat PNGS; Se utilizează ISO 3010 sau ASCE 7‑22. Secțiunile sunt probabil similare cu Manila, dar e nevoie de o evaluare seismică detaliată de către colegii.
Adecvare generală	Potrivit condiționat – necesită certificare locală de inginer și verificare actualizată a conformității PNGS.

6.4 Chile

Parametru	Manila	Chile (NCh 433 Of.96 Mod.2012)	Evaluare
Seismic	Ridicat	Extremă (Zona 3, forfecare de bază 1,4–18,2% W)	Forfecarea bazei seismice chiliane poate fi 2× până la 3× din NSCP, în funcție de perioadă.
Vânt	250 km/h	Moderat (rafale de 30–35 m/s)	Nu guvernează.
Implicații structurale	NCh 433 impune limite stricte de deriva (0,002 h_sx). Dispunerea liniilor cu 3 coloane creează nereguli severe de torsiune. Se recomandă un sistem dual (SMF + EBF sau miez de beton).
Adecvare generală	Este necesară o reproiectare majoră.Adăugați compartimente contravântuite sau miez RC; Dimensiunile coloanei cresc cu 30–50% față de linia de bază din Manila.

6,5 Peru

Parametru	Manila	Peru (E.030‑2016)	Evaluare
Seismic	Ridicat	Foarte ridicat (Zona 4, coasta Lima Mw > 8.0 capabil)	Forfecare baza elastica ~0,12–0,15 W; R=7 pentru SMF.
Vânt	250 km/h	Scăzut (~30 m/s)	Neglijabil.
Implicații structurale	E.030 impune un fascicul puternic-coloană/slab- și o derivă Mai mică sau egală cu 0,007 h_sx. SMF-ul existent poate funcționa, dar Regulamentul național de construcții din Peru necesită analiza pericolelor specifice amplasamentului. Secțiunile de coloane au nevoie probabil de un 15-25% suplimentar față de Manila.
Adecvare generală	Fezabil cu upgrade seismic.SMF este permis; rigiditatea globală trebuie verificată în raport cu limitele de derivă peruviane.

7. Oportunități de optimizare structurală

Strategie	Economie potențială (MT)	Remarci
1. Revizuirea sistemului de pardoseală (placă plană din beton posttensionat)	80–100	Structura din oțel înlocuită cu RC; reducerea greutății din oțel compensată de costul crescut al betonului.
2. Coloane compozite (CFT – Tub umplut cu beton)	40–55	Reduceți suprafața de oțel a coloanei; sporește rigiditatea și ignifugarea.
3. Calitatea de oțel optimizată (Gr. 65 pentru stâlpi)	20–30	Rezistența mai mare permite secțiuni mai mici; verifica disponibilitatea locala.
4. Design rafinat al conexiunii	10–15	Utilizați un design din plastic al conexiunilor pentru a reduce numărul de rigidizări.
5. Scări prefabricate modulare și oțel nestructural	5–8	Înlocuiți scările din oțel fabricate cu prefabricate din beton sau sisteme ușoare.
Reducere totală realistă	100–130	~20–27% din valoarea inițială

8. Concluzii & Recomandări

Designul de referință Manila este compatibil cu codul și robust.Sistemul Special Moment Frame (SMF) cu 3 coloane poate rezista vântului combinat (rafale de 250 km/h) și seismic (S)._DS=0.85g, S_D1=0.64g) cerințele din Filipine, cu condiția să se utilizeze proporție cu stâlp puternic/faz slab și conexiuni SMF precalificate.

Greutatea totală a oțelului structural ≈ 480 MT (405 MT bază + 10% contingență).

Transferabilitatea regională:

Tonga și Noua Caledonie:Aplicabil cu posibilă reducere a membrilor (cerere seismică mai mică).

Papua Noua Guinee:Adecvat condiționat – trebuie verificat cu anexele seismice PNGS actuale și actualizările codului local.

Chile:Necesită un sistem dual sau un cadru contravântuit din cauza forfecării de bază seismică extremă (NCh 433). Oțelul pentru coloană poate crește cu 30-50%.

Peru:Fezabil cu o actualizare a coloanei cu 15–25% și analiza pericolelor specifice locului conform E.030.

Potential de optimizare:Prin adoptarea de coloane compozite, grade de oțel optimizate sau sisteme alternative de pardoseală, greutatea oțelului ar putea fi redusă la ~350–380 MT, economisind ~42.000–55.000 USD în material.

Următorii pași:Efectuați o analiză 3D cu elemente finite (SAP2000/ETABS) pentru a verifica perioada naturală, deriva și stabilitatea P-Delta; rafinați îmbinările coloanei și detaliile conexiunilor; și să efectueze investigații geotehnice specifice locului pentru a finaliza proiectarea fundației.

108