Продукти

Головна / Продукти/ Сталева конструкція / Квартира зі сталевою конструкцією

8-поверхова багатофункціональна будівля зі сталевим каркасом у Манілі, Філіппіни

8-поверхова багатофункціональна будівля зі сталевим каркасом у Манілі, Філіппіни

Цей проект являє собою 8-поверхову багатофункціональну будівлю, розташовану в Манілі, Філіппіни, загальним розміром 20 м × 20 м. Висота кожного поверху проектується наступним чином: 1-й поверх (паркінг) плюс антресоль – 6м; 2 поверх (склад) 6м; 3 та 4 поверхи (офісні приміщення) – 4,5м та 3,4м відповідно; 5-7 поверхи (житлові приміщення) по 3,4 м; 8 поверх (дах загального користування) плюс висота даху 2,8м. Для оптимізації простору розміщено лише 3 ряди структурних колон: вісь A має загалом 4 колони, відстань між віссю A та віссю B становить 13,2 м, а відстань між віссю B та віссю C становить 6,8 м. Відстань між 4 стовпцями на осі А становить 5,9 м (осі 1-2), 8,2 м (осі 2-3) і 5,9 м (осі 3-4) відповідно.

Послати повідомлення Чат зараз

Введення продукту

ЗВІТ ПРО АНАЛІЗ КОНСТРУКЦІЇ
8-поверхова багатофункціональна будівля зі сталевим каркасом у Манілі, Філіппіни

Розташування проекту:Маніла (NCR), Філіппіни
Огляд застосовності:Тонга, Нова Каледонія (Франція), Папуа Нова Гвінея, Чилі, Перу
Код дизайну:NSCP 2015 (Філіппіни)

101

1. Архітектурна та структурна конфігурація

Параметр	опис
Розміри плану	20.0 m × 20.0 m
Загальна висота	36,9 м (від першого поверху до даху громадського простору)
Колонна сітка	3 поздовжні осі (A, B, C)
Проміжок A–B	13,2 м (великий проліт)
Проліт B–C	6.8 m
Відстань між рядами (1–2 / 3–4)	5.9 m
Відстань між бухтами (2–3)	8,2 м (внутрішній відсік)
Всього стовпців	12 (4 на вісь)

1.1 Поверхова висота та кількість людей

поверх	Заповненість	Висота поверху (м)	Загальна висота (м)
1F	Паркінг + Мезонін	6.0	6.0
2F	Склад	6.0	12.0
3F	Офіс	4.5	16.5
4F	Офіс	3.4	19.9
5F	Житлова	3.4	23.3
6F	Житлова	3.4	26.7
7F	Житлова	3.4	30.1
8F	Дах громадського простору	2.8	32.9
Загальна висота будівлі (вище GL)			~36.9

102

2. Розрахункові навантаження за NSCP 2015

2.1 Гравітаційні навантаження

Заповненість	Накладена мертва (SDL, кПа)	Живе навантаження (LL, кПа)
Паркінг (1F)	1.5	5.0
Склад (2F)	1.0	6.0
Офіс (3F–4F)	1.5	3.0
Житловий (5F–7F)	1.5	2.0
Громадський простір на даху (8F)	2.0	4.8 (публічні збори)

Система підлоги: композитна плита товщиною 130 мм на сталевій настилі (власна-вага ~2,8–3,2 кПа разом із каркасом).

2.2 Вітрове навантаження (NSCP 2015 §207)

Базова швидкість вітру:250 км/год (69 м/с, 3-секундний порив) – Маніла, NCR

Категорія впливу:B (міський)

Категорія розміщення:III (змішане-використання, фактор важливості I_w = 1.15)

Розрахунковий тиск на даху:~3,5–4,2 кПа (залежить від зони та оболонки)

Напрямок керуючого вітру:20 м грань; момент перекидання значно впливає на осьові вимоги колони.

2.3 Сейсмічні навантаження (NSCP 2015 §208)

Параметр	Значення	Зауваження
Сейсмічна зона	Зона 4 (Метро Маніла)	Висока сейсмічність
Картографічний С_s	~1.10g	Коротко{0}}період спектрального прискорення
Картографічний С₁	~0.64g	1-секундне спектральне прискорення
Клас сайту	D (передбачається)	Жорсткий грунт; прийнятий консервативно
S_DS	0.85g	Розробка спектрального прискорення з коротким-періодом.
S_D1	0.64g	Розрахунок 1-го спектрального прискорення
Категорія сейсмічного проектування	D
Коефіцієнт модифікації відповіді (R)	8.0	Спеціальна сталева моментна рама (SMF)
Фактор важливості (І_e)	1.0	Стандартне розміщення

Розрахунковий сейсмічний базовий коефіцієнт зсуву C_s≈ 0,106 (Вт). Базовий зсув ≈ 0,106 × загальна сейсмічна вага.

2.4 Комбінації навантажень (NSCP 2015 §203 – Розрахунок міцності)

Комбінація	Формула	Керуючий граничний стан
LC1	1.2D + 1.6L + 0.5L_r	Гравітаційні (балки, композитна плита)
LC2a	1.2D + 1.0E + 0.5L	Сейсмічні (стовпці, каркасні штреки)
LC2b	0.9D + 1.0E	Сейсмічний перекид/чистий підйом
LC3	1.2D + 1.0W + 0.5L	Вітер перекидання бокової перевірки
LC4	1.2D + 1.0W + 0.5L + 0.5L_r	Вітер (обшивка та дрейф)

3. Структурна система та аналіз

3.1 Система бічного-силового- опору (LFRS)

Спеціальна сталева стійка-рама (SMF)в обох напрямках.

Маючи лише 3 лінії колон, будівля розміром 20 м × 20 м спирається на глибокі колони та з’єднання балок--колон. Проліт 13,2 м (A–B) вимагає відносно глибоких балок (діапазон W24–W27) для гравітації та сейсмічних моментів.

У поперечному напрямку (A–C) рама складається з двох нерівних прольотів: 13,2 м + 6.8 м. Ексцентриситет жорсткості помірний; необхідно враховувати випадкове кручення відповідно до NSCP §208.5.5.2.

3.2 Каркас підлоги

Проліт 13,2 м: первинні композитні балки на відстані ~2,5 м із вторинними балками 5,9 м / 8,2 м.

Проліт 6,8 м: звичайне розташування композитної балки; сталевий профіль діапазону W16–W18.

130-міліметровий композитний металевий настил із бетонним заповненням забезпечує дію діафрагми (укріплений армуванням для сейсмічних сил діафрагми).

3.3 Основи фундаментів і колон

Матовий або свайний фундамент, типовий для Манільського майданчика (алювіальні/лахарні відкладення).

Стаціонарні-з’єднання базових колон покращують сейсмічні властивості та зменшують потребу в перекиданні мата.

4. Оцінка сталевого тоннажу (детальна кількість відбору-)

Усі сталеві секції відповідають ASTM A572 Gr. 50 (F_y= 345 МПа) або ASTM A992 (F_y= 345 МПа). Вага на основі таблиць розділів AISC 360‑22 (буде замінено аналогічними китайськими стандартами, які будуть Q355B/Q235B під час виготовлення).

4.1 Стовпці

Рівень	Підлоги	прибл. Розділ	Вага (кг/м)	Довжина/шт. (м)	кількість	Загальна вага (кг)
T1 (база)	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
Т4 (дах)	8F	W14×90 (W360×134)	134	2.8	12	4,502
Підсумок – Стовпці						124,937

4.2 Первинні балки та вторинні балки

Розмах / Напрямок	Типовий розділ	Вага (кг/м)	Загальна довжина (м)	кількість	Загальна вага (кг)
A–B первинний (13,2 м)	W27×102 (W690×152)	152	13.2	32	64,205
B–C первинний (6,8 м)	W21×62 (W530×92)	92	6.8	32	19,986
Другорядні балки (5,9 м)	W16×31 (W410×46)	46	5.9	120	32,568
Другорядні балки (8,2 м)	W18×40 (W460×60)	60	8.2	60	29,520
Проміжний підсумок – балки та балки					146,279

4.3 Система підлоги та різна сталь

компонент	Площа / Кількість	Вага одиниці	Загальна вага (кг)
Дека з композитного металу (оцинкована, основа 1,2 мм)	8 поверхів × 400 м²=3,200 м²	12 кг/м²	38,400
Зрізні шпильки (діаметр 19 мм × 80 мм)	~6400 шпильок	0,26 кг/шпилька	1,664
Бічні кріплення (діафрагма даху та підлоги)	L-переріз і кути	-	12,500
Сходи, перила, даховий екран	Паушальна сума	-	8,500
З’єднання, опорні пластини, з’єднувальні пластини	~12% мас	-	36,800
Проміжний підсумок – підлога та інше сталь			97,864

4.4 Загальний тоннаж сталі

Категорія	Вага (кг)	Тонни (MT)
Стовпці	124,937	124.9
Балки та балки	146,279	146.3
Система підлоги та інше сталь	97,864	97.9
Загальна конструкційна сталь	369,080	~370
+ Непередбачені витрати (10%) на розробку дизайну	36,908	~37
Загальна сума (рекомендована бюджетна вага)	405,988	~480

Вага сталевої одиниці:~480 кг/м² загальної площі (8 поверхів × 400 м²=3,200 м²).
Орієнтовна вартість матеріалів (Філіппіни, виготовлена сталь):Будь ласка, зверніться до CBC для отримання деталей. Зведення та вогнезахист додатково.

5. Основні міркування щодо дизайну (специфічні-Маніли)

P‑дельта та дрейф:При висоті поверхів до 6,0 м і загальній висоті 36,9 м вплив другого порядку є значним. Коефіцієнт стабільності θ має бути менше або дорівнювати 0,10. Забезпечте SMF із сильним-пропорціонуванням стовпця/слабким-променем.

Сейсмічна нерегулярність:Нерівномірне планування прольоту (5,9 м / 8,2 м / 5,9 м) і два різнорідні прольоти створюють нерегулярність плану (Тип 1а). Випадкове торсійне посилення (A_x) відповідно до вимог §208.5.5.2 NSCP.

Перевірка soft-story:1F парковка (6,0 м) проти. 5F‑7F житлова (3,4 м). Жорсткість моментних рам має бути пропорційною, щоб уникнути вертикальної нерівності типу 1a (жорсткість-м’яка історія).

Деталі підключення:Болтові подовжені торцеві пластини (BEEP) або зварні неармовані фланцеві з’єднання (WUF-W), попередньо кваліфіковані відповідно до AISC 358-22 для SMF, є обов’язковими згідно з NSCP сейсмічної категорії проектування D.

Захист від корозії:Тропічна морська атмосфера в метро Маніла. HDG (гаряче оцинковане) або неорганічний ґрунтовка з багатим цинком + епоксидний проміжний шар + аліфатичний поліуретановий верхній шар для відповідності середовищу C4 згідно з ISO 12944, досягнення терміну служби більше або рівного 30 рокам.

6. Оцінка застосовності – країни Тихоокеанського регіону

Запропонована конструкція оцінюється на можливість передачі в п’ять інших країн Тихоокеанського регіону.«Безпосереднє застосування» означає, що дизайн Маніли можна прийняти з незначними коригуваннями; «Потрібне оновлення» означає, що необхідно переглянути розміри елементів або бічні системи; «Капітальний редизайн» означає, що потрібна нова структурна система.

6.1 Тонга

Параметр	Маніла (базова лінія)	Тонга (NBCKT / AS/NZS 1170)	Оцінка
Швидкість вітру (3‑с порив)	250 км/год (69 м/с)	180–200 км/год (категорія N3-N4)	Порив MS трохи нижчий, але до 250 км/год у зонах циклонів.
Сейсмічна небезпека	Високий (зона 4)	Помірний (Зона 2, а_gR ~0.20g)	Бічні сили становлять 40–50% від вимог Манілі.
Структурні наслідки	Каркас Момент з глибокими балками		Межі дрейфу можуть бути послаблені; розділів потенційно можна зменшити на 10-15%
Загальна придатність	Добре – застосовно з помірними перевірками дрейфу колони/вітру.

6.2 Нова Каледонія (Франція)

Параметр	Маніла	Нова Каледонія (EN 1998 / EN 1991)	Оцінка
Сейсмічні	Високий	Помірний (Зона 3, а_gR ≈ 0.16g)	Сейсмічний базовий зсув ~30% Маніли; однак необхідний клас пластичності EN 1998 DCM.
Вітер	250 км/год	36 м/с (середнє значення за 10 хвилин), порив ~50 м/с (~180 км/год)	Тиск вітру нижчий; дрейф не критичний.
Структурні наслідки	Сталеві профілі можна було б зменшити на 15–25%, якщо замінити європейський прокат (HEA/HEM).
Загальна придатність	Добре – можлива оптимізація учасників.

6.3 Папуа Нова Гвінея

Параметр	Маніла	PNG (PNGS 1001–1982 / AS/NZS 1170)	Оцінка
Сейсмічні	Високий	Дуже високий (зона 1, PGA більше або дорівнює 0,40 г)	Карти hazar PNGS 1001 можна порівняти з Манілою, але в коді відсутні уточнені положення пластичності.
Вітер	250 км/год	45 м/с (середнє значення за 10 хвилин) порив ~160 км/год	Нижній вітер; сейсмічні керує.
Структурні наслідки	Прийняти вищий R-фактор? Обмежене керівництво PNGS; Використовується ISO 3010 або ASCE 7‑22. Розділи, ймовірно, подібні до Маніли, але потрібна детальна сейсмічна експертиза.
Загальна придатність	Умовно придатний – вимагає сертифікації місцевого інженера та оновленої перевірки відповідності PNGS.

6.4 Чилі

Параметр	Маніла	Чилі (NCh 433 Of.96 Mod.2012)	Оцінка
Сейсмічні	Високий	Екстремальний (Зона 3, базовий зсув 1,4–18,2% W)	Чилійський сейсмічний базовий зсув може становити від 2× до 3× NSCP залежно від періоду.
Вітер	250 км/год	Помірний (шквали 30–35 м/с)	Не керуючий.
Структурні наслідки	NCh 433 передбачає суворі обмеження дрейфу (0,002 год_sx). Компонування ліній із 3 колонок створює серйозну нерівність при крученні. Рекомендується подвійна система (SMF + EBF або бетонне ядро).
Загальна придатність	Потрібен серйозний редизайн.Додайте кріпильні відсіки або сердечник RC; розміри колонок збільшуються на 30–50% порівняно з базовим рівнем Manila.

6.5 Перу

Параметр	Маніла	Перу (E.030-2016)	Оцінка
Сейсмічні	Високий	Дуже висока (зона 4, прибережна Ліма Mw > 8,0 здатна)	Еластичний базовий зсув ~0,12–0,15 Вт; R=7 для SMF.
Вітер	250 км/год	Низький (~30 м/с)	Незначний.
Структурні наслідки	E.030 передбачає сильний-стовп/слабкий-промінь і дрейф Менше або дорівнює 0,007 год._sx. Існуючий SMF може працювати, але національні будівельні норми Перу вимагають аналізу небезпек на конкретному місці. Секції колонок, ймовірно, потребують додаткових 15–25% порівняно з Манілою.
Загальна придатність	Можливо з сейсмічним оновленням.SMF дозволено; глобальна жорсткість повинна бути перевірена на перуанські межі дрейфу.

7. Можливості структурної оптимізації

Стратегія	Потенційна економія (MT)	Зауваження
1. Ревізія системи перекриття (плоска бетонна плита з додатковим натягом)	80–100	Сталевий каркас замінений на RC; економія ваги сталі компенсується збільшенням вартості бетону.
2. Композитні колони (CFT – Concrete‑Filled Tube)	40–55	Зменшити сталеву площу колони; підвищують жорсткість і вогнестійкість.
3. Оптимізована марка сталі (Gr. 65 для колон)	20–30	Вища міцність допускає менші секції; перевірте місцеву наявність.
4. Удосконалений дизайн підключення	10–15	Використовуйте пластикову конструкцію з'єднань, щоб зменшити кількість елементів жорсткості.
5. Модульні збірні сходи та неконструкційна сталь	5–8	Замініть готові сталеві сходи збірними бетонними або легкими системами.
Повне реалістичне скорочення	100–130	~20–27% від вихідного рівня

8. Висновки та рекомендації

Базовий дизайн Manila відповідає коду та надійний.3-колонна система Special Moment Frame (SMF) може протистояти комбінованому вітру (250 км/год) і сейсмічній (S_DS=0.85g, S_D1=0.64g) вимоги на Філіппінах, за умови використання пропорцій сильної колони/слабкої балки та попередньо кваліфікованих з’єднань SMF.

Загальна вага конструкційної сталі ≈ 480 тонн (405 тонн базова + 10% витрат).

Регіональна передача:

Тонга і Нова Каледонія:Застосовується з можливим зменшенням кількості членів (менша сейсмічна вимога).

Папуа Нова Гвінея:Умовно придатний – необхідно перевірити з поточним сейсмічним додатком PNGS і оновленнями місцевого коду.

Чилі:Потрібна двосистемна або кріпильна рама через екстремальний сейсмічний зсув основи (NCh 433). Сталь колони може зрости на 30–50%.

Перу:Можливо з оновленням колонки на 15–25% і аналізом небезпек для конкретного місця відповідно до E.030.

Потенціал оптимізації:Завдяки застосуванню композитних колон, оптимізованих сортів сталі або альтернативних систем підлоги вага сталі може бути зменшена до ~350–380 тонн, заощаджуючи ~42 000–55 000 доларів США на матеріалі.

Наступні кроки:Виконайте 3D-аналіз кінцевих елементів (SAP2000/ETABS), щоб перевірити природний період, дрейф і стабільність P‑Delta; уточнити з’єднання колон і деталізацію з’єднань; і провести геотехнічне обстеження конкретної ділянки для завершення проекту фундаменту.

108