Proiectare structurală a unui depozit de oțel de 18 m × 55 m × 6 m pentru Papua Noua Guinee cu macara rulantă de 5 tone

Proiectarea structurală a unui depozit de oțel de 18 m × 55 m × 6 m pentru Papua Noua Guinee cu macara rulantă de 5 tone, ventilatoare de acoperiș și luminatoare

---

Locaţie: Papua Noua Guinee (PNG)

Clima: tropical; fără zăpadă, activitate seismică neglijabilă

Viteza vântului: 120 km/h (≈33,3 m/s) → Presiunea de bază a vântului ≈ 0,7 kN/m² (conform AS/NZS 1170.2 sau echivalentul codului local)

Dimensiunile clădirii:

Latime: 18 m

Lungime: 55 m

Inaltime streasina: 6 m

Înclinarea acoperișului: 5 grade (standard pentru drenaj; înălțime ≈ 0,8 m la mijlocul intervalului)

Placi pereți și acoperiș: tablă de oțel ondulată pre-vopsită de 0,45 mm (cu o singură piele)

Echipament Intern: O macara rulantă electrică (EOT) de 5 tone, deschidere ≈ 16,5 m, grinzi ale pistei susținute de stâlpii principale

---

 

 

 

Cadre principale: Tocuri de portal rigide distanțate la intervale de 7,86 m (7 travee peste 55 m lungime → 8 rame în total, opțiunea va fi 9 trave în 6,11 m fiecare travee).

Configurarea cadrului:

Coloane: secțiuni H personalizate CBC (secțiuni cu plăci sudate)

Căpriori: secțiuni conice-construite I-

Baza: bază fixată sau fixată (fixă de preferat pentru încărcăturile macaralei) încorporată în suporturi din beton armat

Sistem de pistă a macaralei:

Grinzile pistei macaralei: HEA/UB 300–350 (în funcție de criteriile de deviere)

Conexiuni suport sudate la flanșele stâlpului la ~5,5 m înălțime

Sina macara: Standard QU70 sau similar

Contravântuire: contravântuire orizontală și verticală între grinzile pistei

 

 

Pane: C-secțiuni (C200×60×20×2,5 mm) la distanță de 1,5 m pe acoperiș

Grături: C-secțiuni (C150×60×20×2,0 mm) @ distanță verticală de 1,2 m pe pereți

Sistem de contravântuire:

Acoperiș: contravântuire în X-în traurile de capăt + contravântuire longitudinală de-a lungul coamei/streașinii

Pereți: încrucișări-în capetele frontoanelor și pe un perete lateral

Toate contravântuiri: tije de oțel Ø12–16 mm sau secțiuni unghiulare

 

 

Ventilatoare: Ventilator continuu de coama (policarbonat sau metal) – 55 m lungime

Lucarne: Panouri translucide din FRP sau din policarbonat integrate la fiecare al 3-lea compartiment de pană (distanță de ~4,5 m), acoperind ~10% din suprafața acoperișului → aproximativ . 100 m²

 

 

Picioare din beton armat sub fiecare coloană (dimensiune estimată la 2,0 m × 2,0 m × 0,8 m adâncime, în funcție de capacitatea portantă a solului Mai mare sau egală cu 100 kPa)

---

 

 

 

Dead Load (DL):

Plac acoperiș + pane: 0,12 kN/m²

Grinda macaralei + șină: 0,5 kN/m (sarcină de linie pe stâlpi)

Sarcină activă (LL): Sarcina de întreținere=0.25 kN/m² (acoperiș ne-accesibil)

Sarcina vântului (WL):

Presiunea de bază a vitezei q=0.613 × V² (V în m/s) → q ≈ 0,68 kN/m²

Coeficienți de presiune externi (Cp):

Peretele vântului: +0.7

Perete sub vânt: –0,5

Acoperiș (pantă de 5 grade): –0,9 (aspirație)

Presiune internă: ±0,2 (presupusă clădire parțial deschisă)

Presiune netă de proiectare ≈ 1,0–1,2 kN/m² (aspirație critică pe acoperiș)

Sarcina macaralei:

Verticală: 50 kN (5 t) + factor de impact (25%) → 62,5 kN per roată

Lateral: 10% din sarcina ridicată → 5 kN pe roată

Longitudinal: 5% forta de franare

 

 

Cadrul portalului: Proiectat pentru sarcini combinate gravitaționale + vânt + macara folosind analiza de ordinul al doilea (efectele P-Δ luate în considerare)

Limite de deviere:

Acoperiș: L/180 sub vânt

Pista macaralei: L/600 sub sarcină verticală

Flambare locală: Rigidizoare de bandă la locațiile suportului macaralei

Conexiuni: Legături de moment sudate la îmbinările caprior-stâlp; îmbinări cu șuruburi pentru transport

---

 

Articol	Descriere	Cantitate	Greutate unitară (kg/m)	Greutate totală (kg)
Cadre principale	Secțiuni I-conice (medie. 110 kg/m)	8 cadre × (2×6 m col. + 18.5 m căprior)=236 m	110	25,960
Grinzile pistei macaralei	UB 356×171×51 (51 kg/m)	2 × 55 m	51	5,610
Pane	C200×2,5 mm	(55/1.5 +1) × 18 m ≈ 684 m	3.2	2,189
Wall Girts	C150×2,0 mm	2×(55+18)×(6/1.2) ≈ 730 m	2.3	1,679
Concentrarea	Tijă Ø16 / L50×5 unghiuri	~400 m	1,5 medie	600
Foi de acoperiș/perete	0,45 mm PPGL	Acoperiș: 55×18,2 ≈ 1.001 m²; Pereți: 2×(55+18)×6=876 m²	4,5 kg/m²	8,457
Elemente de fixare, șine, accesorii	-	-	-	~2,000
Greutatea totală a oțelului				≈46.495 kg

Notă: Exclude armatura de fundație și betonul.

---

 

 

 

Viteza vântului: Până la 250 km/h (de exemplu, Taifunul Haiyan) → q ≈ 3,0 kN/m²

Schimbări cheie:

Măriți dimensiunile secțiunilor cadrului principal cu 30–50%

Reduceți distanța dintre cadrul portalului la 6 m (9 locuri) pentru o mai bună distribuție a sarcinii

Utilizați placare mai groasă (0,55–0,60 mm) cu fixare îmbunătățită (distanță mai mică între șuruburi, cleme de furtună)

Consolidați conexiunile de la acoperiș-la-cadru (folosește tachete în loc de curele)

Adăugați mai multă contravântuire (atât transversal, cât și longitudinal)

Factori de siguranță mai mari în proiectarea ridicării vântului (în special la streașină și la colțuri)

Luați în considerare acoperișul izolat cu două-coperite pentru a reduce stresul termic și pentru a îmbunătăți durabilitatea

 

 

Coeficientul seismic: Sa(T) ≈ 0,6–0,9g (în funcție de sol și perioadă)

Schimbări cheie:

Treceți de la cadre de portal rigide larame contravântuitesaucadre rezistente la moment-cu detalii ductile

Utilizați secțiuni H-uniforme (ne-conice) pentru a asigura controlul formării balamalei din plastic

Plăci de bază proiectate pentru moment complet + forfecare + ridicare de la răsturnare seismică

Suporturile macaralei trebuie să fie reținute din punct de vedere seismic (amortitoare sau opritoare laterale)

Diafragma acoperișului trebuie să acționeze ca fermă orizontală rigidă → distanță mai apropiată a panei (1,2 m) și fixare mai puternică a tablei

Cerințe privind clasa de ductilitate conform AISC 341 sau codul local chilian (de exemplu, nu este permisă utilizarea oțelului cu curgere redusă-de curgere-)

Fundații concepute pentru rezistență ridicată la ridicare și alunecare

Evitați elementele fragile (de exemplu, tije subțiri); utilizați unghiuri structurale sau tuburi pentru contravântuire

Nota: În zonele seismice, macaraua în sine poate necesita prevederi speciale de ancorare și amortizare, care nu sunt necesare în PNG.

---

 

Depozitul propus pentru Papua Noua Guinee este optimizat pentru încărcături moderate de vânt și operarea macaralei, folosind cadre conice rentabile-și placare cu ecartament-ușor. Pentru Filipine predispuse la taifun-, robustețea împotriva vântului extrem guvernează designul, în timp ce în Chile seismică, ductilitatea, redundanța și disiparea energiei devin primordiale-ducând la sisteme structurale și la utilizarea materialelor fundamental diferite. Codurile locale de construcție (NSCP pentru Filipine, NCh pentru Chile) trebuie respectate cu strictețe în fiecare caz.