Filippin mijozi uchun 8 qavatli ko'p funktsiyali prefabrik binoning strukturaviy dizayni va tahlili

Filippin mijozi uchun 8 qavatli ko'p funktsiyali binoning strukturaviy dizayni va tahlili

 

 

Ushbu loyiha Filippinning Manila shahrida joylashgan 8 qavatli ko'p funktsiyali bino bo'lib, umumiy o'lchami 20 m × 20 m. Har bir qavatning balandligi quyidagicha ishlab chiqilgan: 1-qavat (to'xtab turish joyi) va mezzaninaning umumiy uzunligi 6 m; 2-qavat (ombor) balandligi 6 m; 3 va 4-qavatlar (ofis maydonlari) mos ravishda 4,5 m va 3,4 m; 5-7-qavatlar (turar-joy maydonlari) har biri 3,4 m balandlikda; 8-qavat (tom jamoat maydoni) va tomning balandligi 2,8 m. Fazoni optimallashtirish uchun faqat 3 qator strukturaviy ustunlar joylashtirilgan: A o'qi jami 4 ta ustunga ega, A o'qi va B o'qi orasidagi masofa 13,2 m, B o'qi va C o'qi orasidagi masofa 6,8 m. A o'qidagi 4 ta ustun orasidagi masofa mos ravishda 5,9 m (1-2 o'q), 8,2 m (2-3 o'q) va 5,9 m (3-4 o'q) ni tashkil qiladi.

 

 

 

Filippin Milliy Strukturaviy Kodeksi (NSCP) 2015: Umumiy konstruktiv dizayn, yukni hisoblash, materialning ishlashi va xavfsizlik talablarini boshqaradi.

Filippin Qurilish kodeksi (PBC) 2004: Ko'p funktsiyali binolarga (to'xtash joyi, omborxona, ofis, turar-joy, jamoat joylari) mos keladigan binolardan foydalanish, yong'in xavfsizligi va strukturaning mustahkamligini tartibga soladi.

Seysmik dizayn mezonlari: Manila o'rtacha seysmik zonada joylashgan bo'lib, eng yuqori yer tezlashuvi (PGA) 0,15 g; konstruktiv dizayn seysmik intensivlikni 7 (0,15 g) seysmik tekshiruv uchun- qabul qiladi.

Shamol yukining mezonlari: Maniladagi shamolning asosiy tezligi 45 m/s (3-toifa); shamol yukini hisoblash NSCP 2015 28-bobga muvofiq, shamol bosimini taqsimlash va strukturaviy shamol qarshilik koeffitsientini hisobga olgan holda.

 

 

O'lik yuk (DL): NSCP 2015 ga muvofiq, bino funktsiyasi bilan birlashtirilgan: tom (2,5 kN / m²), turar-joy qavati (2,0 kN / m²), ofis qavati (2,5 kN / m²), omborxona qavati (5,0 kN / m²), to'xtash joyi (4,0 kN / m²), mezzanina (3,0 kN / m²); poʻlat konstruksiya elementlarining oʻz-ogʻirligi qismning haqiqiy oʻlchamiga qarab hisoblanadi.

Jonli yuk (LL): Turar joy (2,5 kN/m²), ofis maydoni (3,0 kN/m²), omborxona (10,0 kN/m²), avtoturargoh (har bir avtomobil uchun 2,5 kN/m², piyodalar uchun plyus 1,0 kN/m²), tomdagi jamoat maydoni (2,0 kN/m²).

Seysmik yuk (EL): Strukturaviy massa taqsimoti, qattiqlik xususiyatlari va damping nisbati (po'lat konstruktsiyalar uchun 0,05) hisobga olingan holda javob spektri usuli yordamida hisoblangan.

Shamol yuki (WL): Shamol bosimi (w=0.613 × V², V=45 m/s) sifatida hisoblab chiqiladi va balandlik va strukturaviy shaklga ko'ra har bir qavatga taqsimlanadi; Shamoldan{2}}induktsiyalangan tebranish baland-ko'tarilgan qismlar (5-8 qavatlar) uchun tekshiriladi.

Boshqa yuklar: qor yuki hisobga olinmaydi (Manila tropik mintaqadir); zilziladan kelib chiqadigan ikkilamchi yuklar (masalan, P-D effekti) va harorat kuchlanishi dizayn tekshiruviga kiritilgan.

 

 

Bino funktsiyasini, kosmik talablarni va mahalliy kod talablarini hisobga olgan holda, engil vazn, yuqori quvvat, yaxshi egiluvchanlik va tez qurilish afzalliklariga ega bo'lgan po'latdan yasalgan ramka tuzilishi qabul qilinadi. Maxsus tuzilmaviy tartibga solish quyidagicha:

Ustunlar: po'latdan H-nurlar ishlatiladi; ustun uchastkalari har bir qavatning yuk ko'tarish qobiliyatiga- qarab belgilanadi. 1-2-qavatlar (to'xtash joyi + ombor) katta yuk tufayli H600 × 250 × 8 × 12 mm ni qabul qiladi; 3-4-qavatlar (ofis) H500 × 200 × 7 × 10 mm ni qabul qiladi; 5-8-qavatlar (turar-joy + uyingizda) H400 × 200 × 6 × 8 mm ni qabul qiladi.

To'sinlar: po'lat H-to'sinlar pol va tom tomlari uchun ishlatiladi. A o'qi va B o'qi (13,2 m oraliq) orasidagi nurlar H500 × 200 × 7 × 10 mm (1-2-qavatlar) va H450 × 180 × 6 × 9 mm (3-8-qavatlar) ni qabul qiladi; B o'qi va C o'qi (6,8 m oraliq) orasidagi nurlar H400 × 180 × 6 × 8 mm (barcha qavatlar) ni qabul qiladi; mezzanin nurlari H300 × 150 × 6 × 8 mm ni qabul qiladi.

Zamin plitasi: beton qalinligi 120 mm (turar-joy / ofis), 150 mm (ombor / to'xtash joyi) va 100 mm (mezzanina / tom) bo'lgan kompozit taxta plitasi (po'lat taxta + beton) qabul qilinadi; po'lat pastki modeli B-120, qalinligi 1,2 mm.

Yanal qarshilik tizimi: Chelik ramkaning o'zi lateral qattiqlikni ta'minlaydi; bundan tashqari, shamol va seysmik yuklarga qarshi lateral qarshilikni kuchaytirish uchun binoning burchaklarida (A-1, A-4, C-1, C-4 o'qi) diagonal qavslar o'rnatiladi.

 

 

Po'lat iste'moli barcha asosiy konstruktiv elementlarni o'z ichiga oladi: ustunlar, to'sinlar, pol po'latdan yasalgan taxtalar, diagonal tirgaklar va ulanish komponentlari (murvatlar, payvandlash materiallari va boshqalar). Asosiy elementlarning og'irligiga qarab ulanish komponentlari (murvatlar, payvandlash va boshqalar) uchun 10% miqdorida imtiyoz qo'shiladi, bu po'lat konstruktsiyalar loyihalarining an'anaviy hisoblash standartiga mos keladi.

 

 

Strukturaviy komponent	Spetsifikatsiya	Miqdori	Birlik og'irligi (kg/m)	Umumiy uzunlik (m)	Umumiy og'irligi (kg)
Ustunlar (1-2-qavatlar)	H600×250×8×12	12 (3 qator × 4 ustun)	118.5	144 (1-2-qavatlar uchun 12 ustun × 12 m umumiy balandligi)	17064
Ustunlar (3-4-qavatlar)	H500×200×7×10	12	84.3	90 (12 ustun × 3-4-qavatlar uchun umumiy balandligi 7,5 m)	7587
Ustunlar (5-8-qavatlar)	H400×200×6×8	12	62.1	134,4 (5-8-qavatlar uchun 12 ta ustun × 11,2 m umumiy balandligi)	8346.24
Nurlar (A-B o'qi, 1-2-qavatlar)	H500×200×7×10	24 (4 oraliq × 6 qavat, 1-2-qavatlar)	84.3	316,8 (24 nur × 13,2 m masofa)	26706.24
Nurlar (A-B oʻqi, 3-8-qavatlar)	H450×180×6×9	48 (4 oraliq × 12 qavat, 3-8-qavatlar)	70.2	633,6 (48 nur × 13,2 m masofa)	44478.72
Nurlar (B-C oʻqi, barcha qavatlar)	H400×180×6×8	72 (4 oraliq × 18 qavat, barcha 8 qavat)	58.5	489,6 (72 nur × 6,8 m masofa)	28641.6
Mezzanine nurlari	H300×150×6×8	12 (4 oraliq × 3 qator)	40.2	120 (12 nur × 10 m o'rtacha masofa)	4824
Diagonal qavslar	H200×150×6×8	32 (4 burchak × 8 qavat)	30.1	179,2 (32 qavs × 5,6 m o'rtacha uzunlik)	5393.92
Po'latdan yasalgan pol	B-120 (1,2 mm)	1 komplekt (barcha qavatlar)	12 kg/m²	2880 m² (20m×20m×7,2 qavat, tomdan tashqari)	34560
Tomning po'lat palubasi	B-120 (1,2 mm)	1 to'plam	12 kg/m²	400 m² (20m×20m)	4800
Asosiy a'zolar jami	-	-	-	-	182407.72
Ulanish to'lovi (10%)	-	-	-	-	18240.77
Jami po'lat iste'moli	-	-	-	-	200648,49 kg (≈200,65 tonna)

 

Jami po'lat iste'moli: Taxminan 200,65 metrik tonna (shu jumladan 10% ulanish ruxsati).

Birlik po'lat iste'moli: 200,65 tonna / (20m × 20m × 8 qavat)=62.7 kg/m² (3200 m² umumiy qavat maydoni asosida hisoblangan).

Birlik po'lat iste'moli po'latdan yasalgan karkas ko'p funktsiyali binolar uchun oqilona diapazonda (60-80 kg / m²), bu Maniladagi shunga o'xshash loyihalarning dizayn standartlariga mos keladi.

 

 

Quyidagi tahlil CBCning Tonga, Yangi Kaledoniya, Papua-Yangi Gvineya, Chili va Peru kabi asosiy bozorlarida mahalliy seysmik, shamol yuki va qurilish qoidalari talablaridagi farqlarga e’tibor qaratgan holda joriy konstruktiv dizaynning (Manila mahalliy kodlari asosida) qo‘llanilishini baholaydi.

 

 

Seysmik sharoitlar: Tonga yuqori seysmik zonada (Tinch okeanining olov halqasi) PGA 0,30-0,40 g ni tashkil qiladi, bu Maniladagi 0,15 g dan ancha yuqori.

Shamol yuki: Shamolning asosiy tezligi 55-60 m/s (siklon mintaqasi), Maniladagi 45 m/s dan sezilarli darajada yuqori.

Kodeksga qo'yiladigan talablar: Tonga qurilish kodeksi (TBC) 2018 ga mos keladi, bu lateral qarshilik va strukturaviy egiluvchanlik uchun qattiqroq talablarga ega.

Qo'llash mumkin bo'lgan qaror: Tavsiya etilmaydi. Hozirgi strukturaning qattiqligi va seysmik qarshilik Tonga yuqori seysmik va shamol yuklariga bardosh berish uchun etarli emas; ustun-to‘sinlar uchastkalari va lateral mustahkamlash tizimini sezilarli darajada mustahkamlash kerak, po‘lat sarfi esa 30-40% ga oshadi.

 

 

Seysmik sharoitlar: PGA 0,20 g bo'lgan o'rtacha seysmik zona, Maniladagi 0,15 g dan bir oz yuqori.

Shamol yuki: Shamolning asosiy tezligi 50 m/s (tropik siklon{1}}mahallasi), Maniladagi 45 m/s dan yuqori.

Kodeksga qo'yiladigan talablar: Yevropa standartlariga o'xshash va strukturaning mustahkamligi va shamolga chidamliligi bo'yicha qat'iy talablarga ega bo'lgan Frantsiyaning chet el hududlari qurilish kodeksiga (RTC) 2020 amal qiladi.

Qo'llash mumkin bo'lgan qaror: o'zgartirishni talab qiladi. Joriy dizayn qisman moslashtirilgandan so'ng moslashtirilishi mumkin: lateral mustahkamlash tizimini mustahkamlash, ustun{1}}ta'rining troyniklarining qalinligini 2-3 mm ga oshirish va seysmik hisoblash parametrlarini sozlash; po'lat iste'moli 15-20% ga oshadi.

 

Seysmik sharoitlar: PGA 0,25-0,35g bo'lgan yuqori seysmik zona, Maniladagi 0,15g dan yuqori; seysmik faollik tez-tez va kuchli.

Shamol yuki: Shamolning asosiy tezligi 48-52 m/s, Maniladagi 45 m/s dan biroz balandroq.

Kodeksga qoʻyiladigan talablar: Papua-Yangi Gvineya milliy qurilish kodeksi (PNG NBC) 2015-yilda qabul qilingan boʻlib, u baland-binolar uchun seysmik qarshilik va strukturaviy egiluvchanlikni taʼkidlaydi.

Qo'llash mumkin bo'lgan qaror: o'zgartirishni talab qiladi. Asosiy oʻzgartirishlar qatoriga quyidagilar kiradi: ustun{1}}nur uchastkasining oʻlchamini oshirish (ayniqsa, 1-2-qavatlar), koʻproq lateral qavslar qoʻshish va seysmik energiyani yoʻqotish tizimini optimallashtirish; po'lat iste'moli 25-30% ga oshadi.

 

 

Seysmik sharoitlar: PGA 0,40-0,50g bo'lgan dunyodagi eng yuqori seysmik zonalardan biri, Maniladagi 0,15g dan ancha yuqori; katta magnitudali zilzilalar tez-tez sodir bo'ladi.

Shamol yuki: Shamolning asosiy tezligi 40-45 m/s, Maniladagi 45 m/s.

Kod talablari: Chili qurilish kodeksiga (NCh 433 Of. 2017) amal qiladi, bu dunyodagi eng qat'iy seysmik dizayn standartlariga ega bo'lib, yuqori strukturaviy egiluvchanlik va energiyani yo'qotish qobiliyatini talab qiladi.

Qo'llash mumkin bo'lgan qaror: Tavsiya etilmaydi. Hozirgi tuzilma tizimi Chilining ultra-yuqori seysmik talablariga javob bera olmaydi; yangi seysmik{2}}bardoshli tizimni (masalan, poʻlat karkas-kabel-energiya tarqatuvchi tizim) qayta loyihalash kerak va poʻlat isteʼmoli 50% yoki undan koʻproqqa oshadi.

 

 

Seysmik sharoitlar: PGA 0,25-0,30g bo'lgan yuqori seysmik zona, Maniladagi 0,15g dan yuqori; seysmik intensivlik mintaqaga qarab farq qiladi (sohilbo'yi hududlari og'irroq).

Shamol yuki: Shamolning asosiy tezligi 42-48 m/s, Maniladagi 45 m/s tezlikdan biroz pastroq yoki shunga o'xshash.

Kodeksga qoʻyiladigan talablar: 2017 yil Peru Qurilish kodeksini (E070) qabul qiladi, bu koʻp qavatli binolarning seysmik dizayni va konstruktiv barqarorligi- uchun qattiq talablarga ega.

Qo'llash mumkin bo'lgan qaror: o'zgartirishni talab qiladi. Asosiy tuzatishlar quyidagilardan iborat: ustunlar{1}}nurlarining ulanishlarini mustahkamlash, strukturaning lateral qattiqligini oshirish va seysmik yukni hisoblashni optimallashtirish; po'lat iste'moli 20-25% ga oshadi.

 

 

Mintaqa	Seysmik PGA (g)	Shamolning asosiy tezligi (m/s)	Qo'llash mumkin bo'lgan hukm	Asosiy oʻzgartirishlar talab qilinadi
Manila (Filippin)	0.15	45	To'liq qo'llanilishi mumkin	Yo'q
Tonga	0.30-0.40	55-60	Tavsiya etilmaydi	Strukturaviy tizimni har tomonlama qayta loyihalash, bo'lim hajmini sezilarli darajada oshirish va lateral mustahkamlash
Yangi Kaledoniya	0.20	50	O'zgartirishni talab qiladi	Yanal mustahkamlashni kuchaytirish, gardish qalinligini oshirish, seysmik parametrlarni sozlash
Papua-Yangi Gvineya	0.25-0.35	48-52	O'zgartirishni talab qiladi	Ustunni{0}}bo'lak qismini kattalashtiring, lateral qavslar qo'shing, energiya sarfi tizimini optimallashtiring
Chili	0.40-0.50	40-45	Tavsiya etilmaydi	Seysmik{0}}bardoshli tizimni qayta loyihalash, energiya tarqatuvchilarni qoʻshish, strukturaning qattiqligini sezilarli darajada oshirish
Peru	0.25-0.30	42-48	O'zgartirishni talab qiladi	Ustunlar{0}}nurlarining ulanishlarini mustahkamlang, lateral qattiqlikni oshiring, seysmik hisobni optimallashtiring

 

Manilaning mahalliy me'yorlariga javob berish va strukturaviy xavfsizlikni ta'minlash asosida, binoning funktsiyasi va makon talablariga ta'sir qilmasdan, po'lat iste'molini kamaytirish, struktura samaradorligini oshirish va loyiha xarajatlarini kamaytirish uchun quyidagi optimallashtirish choralarini ko'rish mumkin.

 

 

Ustunlar: 5-8-qavatlar (turar-joy maydoni, kichik yuk) uchun ustun qismini H400×200×6×8 mm dan H350×180×6×8 mm gacha optimallashtirish mumkin. Stress nisbati tekshiruvi shuni ko'rsatadiki, optimallashtirilgan qism hali ham yuk ko'tarish talablariga javob berishi mumkin, bu ustunlar uchun po'lat sarfini taxminan 8% ga kamaytiradi.

Nurlar: B o'qi va C o'qi orasidagi nurlar uchun (6,8 m oraliq, kichik yuk) bo'lim H400 × 180 × 6 × 8 mm dan H350 × 180 × 6 × 8 mm gacha optimallashtirilishi mumkin, bu nurlar uchun po'lat sarfini taxminan 6% ga kamaytiradi.

 

 

Hozirgi diagonal qavslar barcha 8 qavatda joylashtirilgan; ular 5-8-qavatlar (turar-joy maydoni, kichik lateral yuk) uchun intervalgacha (har 2 qavatda) tartibga solinishi uchun optimallashtirilishi mumkin. Ushbu sozlash yuqori qavatlar uchun qavslar sonini 50% ga qisqartirishi mumkin, shu bilan birga lateral qat'iylikning talablarga javob berishini ta'minlash, mustahkamlash tizimi uchun po'lat sarfini taxminan 5% ga kamaytirishi mumkin.

 

 

Hozirgi dizayn Q235B va Q355B po'latini qabul qiladi; uni barcha Q355B yoki asosiy ustunlar va nurlar uchun-yuqori mustahkam po'lat bilan almashtirish mumkin (1-4-qavat, katta yuk). shuning uchun bir xil yuk ko'tarish qobiliyatini saqlab, bo'lim o'lchamini mos ravishda kamaytirish mumkin. Ushbu optimallashtirish asosiy a'zolar uchun po'lat sarfini taxminan 10-12% ga kamaytirishi mumkin.

 

 

5-7-qavatlar (turar-joy maydoni) uchun kompozit taxta plitasining beton qalinligi 120 mm dan 100 mm gacha kamaytirilishi mumkin va po'lat pastki qalinligi 1,2 mm da saqlanishi mumkin. Ushbu sozlash zaminning o'lik yukini kamaytirishi mumkin, shu bilan ustunlar va nurlarning yuk ko'taruvchi talablarini kamaytiradi va bilvosita po'lat iste'molini taxminan 3-4% ga kamaytiradi.

 

 

Kompleks optimallashtirishdan so'ng, umumiy po'lat iste'moli 15-20% ga, dastlabki 200,65 tonnadan 160,52-170,55 tonnagacha kamayishi mumkin. Birlik po'lat iste'moli 50,16-53,30 kg / m² gacha kamayadi, bu hali ham oqilona diapazonda va tizimli xavfsizlikni ta'minlash va mahalliy kod talablariga javob berish bilan birga loyiha xarajatlarini samarali ravishda kamaytirishi mumkin.

 

8{6}}qavatli ko‘p funktsiyali binoning konstruktiv dizayni Manila mahalliy me’yorlari (NSCP 2015, PBC 2004) va yuk talablariga javob beradi, umumiy po‘lat iste’moli taxminan 200,65 tonna va birlik po‘lat iste’moli 62,7 kg/m². Boshqa hududlar uchun: u Manilada to'liq amal qiladi; Yangi Kaledoniya, Papua-Yangi Gvineya va Peruda modifikatsiyani talab qiladi (tegishli po'lat iste'moli oshadi); va Tonga va Chilida tavsiya etilmaydi (yuqori seysmik/shamol yuki talablari tufayli). Bo'limni optimallashtirish, materialni almashtirish va tizimni sozlash orqali po'lat iste'molini strukturaviy xavfsizlikka ta'sir qilmasdan 15-20% ga qisqartirish mumkin, bu esa sezilarli iqtisodiy foyda keltiradi.