Thiết kế kết cấu thép nhà kho & khu phức hợp thương mại cho Manila, Philippines

Thiết kế kết cấu thép nhà kho & khu phức hợp thương mại cho Manila, Philippines

Thiết kế tuân thủ Quy chuẩn xây dựng của Philippine, Giải pháp tùy chỉnh của CBC & Phân tích khả năng thích ứng thị trường

 

A1: Khung thiết kế cốt lõi và các thông số kỹ thuật

Dự án là một khu phức hợp-có mục đích sử dụng hỗn hợp, tích hợp các tòa nhà thương mại và nhà kho, tọa lạc tại Manila, Philippines. Tổng chiều dài 106m, chiều rộng (hướng nhịp) là 42m, có các cột trung gian bố trí dọc theo phương nhịp để chịu tải trọng dọc và ngang. Khu phức hợp được chia thành hai khu chức năng: khu thương mại phía Tây và khu nhà kho phía Đông, có-mái dốc kép cho toàn bộ tòa nhà. Thiết kế này tuân thủ các quy chuẩn xây dựng địa phương của Philippines (PBC 2015) và thích ứng với khí hậu nhiệt đới gió mùa của Manila (nhiệt độ cao, độ ẩm cao, dễ bị bão-) ​​và các điều kiện địa chất. Chi tiết thiết kế chính như sau:

 

1.1 Bố trí khu chức năng

Khu thương mại phía Tây: Dài 21m, rộng 42m, cao 4 tầng, mỗi tầng cao 3,7m (tổng chiều cao 14,8m). Được chia thành 3 gian độc lập, có 1 cầu thang lần lượt ở 2 phía Bắc và Nam để lưu thông theo chiều dọc. Sử dụng tường bê tông (được cung cấp tại địa phương ở Philippines) và lắp đặt một cửa sổ kính rộng 2,6m x 2,0m giữa mỗi cột thép để chiếu sáng và thông gió.

Khu Kho Phía Đông: Dài 85m, rộng 42m, 2 tầng cao mỗi tầng 9,5m (tổng chiều cao 19,0m). Khoảng cách nhịp là 7,08m (85m  12 nhịp), tạo thành tổng cộng 12 bayz. Bốn cầu thang thép tùy chỉnh (cung cấp CBC) được bố trí ở bốn góc để nhân viên tiếp cận và một thang máy chở hàng 5 tấn (cung cấp CBC) được cấu hình để vận chuyển hàng hóa. Các bức tường và mái bên ngoài sử dụng các tấm bánh sandwich EPS 50mm để bao bọc và cách nhiệt.

 

1.2 Hệ thống kết cấu

Áp dụng mộtkhung thép-hệ thống kết cấu bê tông liên hợpnhằm cân bằng sự ổn định về kết cấu, hiệu quả xây dựng và kiểm soát chi phí:

Kết cấu chính: Khung thép làm lõi-chịu tải, có cột và dầm thép hình chữ H{1}}. Các cột trung gian được bố trí dọc theo hướng nhịp 42m nhằm giảm ứng suất nhịp, đảm bảo an toàn kết cấu dưới tải trọng bão, địa chấn.

Hệ thống bao vây: Diện tích nhà kho - 50mm Tấm sandwich EPS (tường và mái); Khu thương mại - tường bê tông địa phương + cửa sổ kính được cung cấp bởi CBC-; Mái của toàn bộ tòa nhà - 50mm Tấm sandwich EPS (thiết kế độ dốc kép-, độ dốc 1:10 để thoát nước mưa).

Hệ thống sàn: Sàn thép mạ kẽm 1mm làm nền, với-sàn bê tông-đúc tại chỗ-tại chỗ để tạo thành tấm sàn composite, nâng cao khả năng chịu tải-và độ cứng.

 

1.3 Lưu thông dọc và các cơ sở hỗ trợ

Cầu thang: Khu vực thương mại - 2 bộ cầu thang bê tông cốt thép (xây dựng tại địa phương, một ở phía bắc và phía nam); Khu vực nhà kho - 4 bộ cầu thang thép tùy chỉnh CBC (xử lý-chống ăn mòn, thích ứng với môi trường ẩm ướt, mỗi góc một chiếc).

Thang chở hàng: 1 bộ thang chở hàng chuyên dụng CBC 5 tấn, kích thước ô tô 3m×2,5m, phù hợp với nhu cầu vận chuyển hàng hóa của kho.

Cửa sổ: Cửa sổ kính 2,6m×2,0m giữa mỗi cột thép (kính cường lực rỗng,-cấp chịu gió Lớn hơn hoặc bằng 12, thích ứng với khí hậu bão của Manila), tất cả đều do CBC cung cấp.

 

A2: Phân tích khả năng chịu tải, ổn định và thích ứng với môi trường

Tính toán kết cấu dựa trên Bộ luật xây dựng Philippine (PBC 2015), kết hợp với điều kiện khí hậu của Manila (tải trọng gió bão, độ ẩm cao) và cường độ địa chấn (cường độ địa chấn 7 độ, thiết kế địa chấn loại D). Phần mềm thiết kế kết cấu chuyên nghiệp SAP2000 được sử dụng để lập mô hình và phân tích, đảm bảo tất cả các chỉ số đều đáp ứng hoặc vượt quá yêu cầu tiêu chuẩn.

 

2.1 Hiệu suất vật liệu của các thành phần cốt lõi

Thành phần	Đặc điểm kỹ thuật vật liệu	Hiệu suất cơ khí	Lợi thế về khả năng thích ứng
Cột/Dầm thép	Thép hình chữ H-Q355B	Cường độ năng suất Lớn hơn hoặc bằng 355MPa, độ bền kéo 470-630MPa	Độ bền cao, độ dẻo tốt, thích hợp chống chịu bão, địa chấn
Sàn thép mạ kẽm	Dày 1mm, mạ kẽm AZ150	Độ dày lớp kẽm Lớn hơn hoặc bằng 150g/㎡, độ bền kéo Lớn hơn hoặc bằng 345MPa	Chống-ăn mòn, nhẹ, tương thích với bê tông đúc-tại chỗ
Tấm Sandwich EPS	Dày 50mm, thép tấm ngoài 0.4mm (mạ kẽm AZ100)	Độ dẫn nhiệt 0,038W/(m·K), cấp chống cháy B1	Cách nhiệt, cách âm, lắp đặt nhanh chóng
Cửa sổ kính	Kính rỗng cường lực (6+12A+6mm)	Khả năng chịu áp lực gió cấp 9, khả năng chống va đập cấp 2	Chống bão-, độ trong suốt cao, cách nhiệt

 

2.2 Tính toán tải trọng & Kiểm tra khả năng chịu lực

Loại tải	Giá trị thiết kế (Khu thương mại/Khu kho)	Thành phần mang	Kết quả tính toán	Đánh giá an toàn (PBC 2015)
Tải chết	3,5kN/㎡ / 4,0kN/㎡ (bao gồm kết cấu, vỏ, sàn)	H-dầm thép + tấm sàn composite	Mômen uốn tối đa 148kN·m, khả năng chịu lực 215kN·m	Hệ số an toàn 1,44 > 1,2, đạt yêu cầu
Tải trực tiếp	3,0kN/㎡ (thương mại) / 5,0kN/㎡ (kho)	Cột thép + sàn composite	Ứng suất tổng hợp 202MPa, ứng suất cho phép 235MPa	Hệ số an toàn 1,21 > 1,15, đạt yêu cầu
Tải trọng gió	4,5kN/㎡ (Cường độ bão Manila, gió 12 cấp)	Khung thép + giằng gió + cửa kính	Độ dịch chuyển ngang 17,8mm, tỷ lệ dịch chuyển 1/2359	Dưới giới hạn 1/1500, đáp ứng yêu cầu chống bão
Tải trọng địa chấn	Cường độ địa chấn 7 độ, gia tốc mặt đất 0,15g	Tổng thể khung thép + tường chịu cắt bê tông	Chu kỳ rung tự nhiên 0,85s, hệ số giảm chấn tương đương 5%	Hệ số phản ứng địa chấn 0,12 < 0,15, đáp ứng yêu cầu địa chấn
Tải trọng thang máy chở hàng	5 tấn (tải tĩnh + tải động, tổng 75kN)	Hỗ trợ dầm thép đặc biệt + móng	Khả năng chịu lực 110kN, độ lún Nhỏ hơn hoặc bằng 2mm	Hệ số an toàn 1,47 > 1,3, đạt yêu cầu

 

2.3 Phân tích khả năng thích ứng môi trường

Chống bão: Khung thép được trang bị các thanh giằng gió chéo theo hướng dọc và ngang, đồng thời cửa sổ kính sử dụng kính rỗng cường lực-chống bão. Thiết kế mái-dốc kép giúp giảm áp lực gió và các tấm cách nhiệt EPS được cố định bằng-vít chống gió để tránh bị bung ra khi có gió mạnh.

Chống-ăn mòn: Tất cả các thành phần thép đều sử dụng phương pháp xử lý-mạ kẽm nhúng nóng (AZ150) + sơn chống-ăn mòn, đồng thời sàn thép mạ kẽm có khả năng chống ẩm mạnh, thích ứng với môi trường phun muối và-độ ẩm-cao của Manila (gần bờ biển).

Cách nhiệt: Tấm sandwich EPS 50mm có hiệu suất cách nhiệt tuyệt vời, giảm sự biến động nhiệt độ trong nhà (nhiệt độ trong nhà 24-28 độ vào mùa hè) và đáp ứng các tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng của Philippines.

 

A3: Tồn kho nguyên liệu (Cung cấp CBC + Cung cấp địa phương)

Lưu ý: Tường bê tông tại khu thương mại được cung cấp trong nước tại Philippines; các thành phần cốt lõi khác do CBC cung cấp để đảm bảo chất lượng và khả năng tương thích.

Số sê-ri	Tên vật liệu	Đặc điểm kỹ thuật	Nguồn cung cấp	Sự tiêu thụ	Ứng dụng
1	Q355B H{1}}Thép (Cột/Dầm)	Cột: H400×400×13×21; Dầm: H350×175×7×11	CBC	485 tấn	Cấu trúc chịu tải chính-(khu vực thương mại + nhà kho) Xà gồ tường & mái
2	Sàn thép mạ kẽm	Dày 1mm, mạ kẽm AZ150, chiều cao sóng 75mm	CBC	4452㎡	Tầng hầm (4 tầng thương mại + 2 tầng kho)
3	Tấm bánh sandwich EPS 50mm	Thép tấm ngoài 0.4mm (AZ100), chỉ số chống cháy B1	CBC	6860㎡	Tường nhà kho (2280㎡) + toàn bộ mái nhà (1580㎡)
4	Cửa sổ kính cường lực rỗng	2,6m×2,0m, 6+12A+6mm, khả năng chống gió-cấp 9	CBC	72 bộ	Giữa các cột thép (khu thương mại + kho bãi)
5	Cầu thang thép tùy chỉnh	CBC tùy chỉnh, chống{0}}ăn mòn, khả năng chịu tải 2,5kN/㎡	CBC	6 bộ	Kho bốn góc (nhân sự ra vào)
6	Thang máy chở hàng 5 tấn	CBC custom, kích thước xe 3m×2,5m, chiều cao nâng 9,5m	CBC	1 bộ	Vận chuyển hàng hóa kho bãi
7	Kết nối & phụ kiện thép	Bu lông cường độ cao (M24), vít chống gió, chất bịt kín	CBC	12,8 tấn	Kết nối kết cấu, cố định bảng điều khiển, chống thấm
8	Thanh giằng gió & dầm phụ	Thép góc L100×10, thép kênh C160×65×8	CBC	28,5 tấn	Gia cố ổn định ngang, xà gồ mái
9	Tường bê tông	Bê tông cốt thép C30 dày 200mm	Địa phương (Philippines)	1764㎡	Tường bao và tường cắt khu vực thương mại
10	11 Đổ bê tông-tại chỗ{1}} Sàn bê tông C35 (dày 100mm) Địa phương (Philippines) 445.2 m³ Tấm sàn composite (kết hợp với sàn thép, phủ kín diện tích nhà kho 12 nhịp)	Sàn bê tông C35 (dày 100mm)	Địa phương (Philippines)	445.2 m³	Tấm sàn composite (phù hợp với sàn thép)

 

A4: Đề xuất giá trị và năng lực cạnh tranh cốt lõi

4.1 Ưu điểm về cấu trúc và chức năng

Tuân thủ các tiêu chuẩn địa phương: Hoàn toàn tuân thủ PBC 2015, thích ứng với bão, địa chấn và môi trường có độ ẩm-cao ở Manila, đảm bảo an toàn về mặt pháp lý và kết cấu.

Tích hợp chức năng-kép: Phân chia hợp lý các khu vực thương mại và kho bãi, với sự lưu thông theo chiều dọc độc lập và các tiện ích tùy chỉnh (thang máy chở hàng, cầu thang thép) đáp ứng nhu cầu sử dụng đa dạng.

Hiệu quả xây dựng cao: Các bộ phận kết cấu thép (cung cấp CBC) được chế tạo sẵn tại nhà máy,-lắp ráp tại chỗ, giúp giảm thời gian xây dựng xuống 30% so với kết cấu bê tông truyền thống. Việc cung cấp tường bê tông tại địa phương giúp giảm chi phí vận chuyển.

 

4.2 Ưu điểm của chuỗi cung ứng CBC

Giải pháp tùy chỉnh một-dừng: CBC cung cấp các cấu kiện cốt lõi (kết cấu thép, tấm EPS, cửa sổ, thang máy, cầu thang) với sự kiểm soát chất lượng thống nhất, tránh vấn đề tương thích giữa các nhà cung cấp khác nhau.

Chống-ăn mòn và độ bền: Tất cả các thành phần thép (thép H-450 tấn, xà gồ 55 tấn, trụ đỡ 15 tấn) đều sử dụng phương pháp mạ kẽm + sơn AZ150, đảm bảo đủ khả năng chịu tải-dự phòng cho bố cục 12 nhịp của nhà kho và tuổi thọ thiết kế trên 50 năm, thích ứng với môi trường ven biển khắc nghiệt của Manila.

Tối ưu hóa chi phí: Kết hợp chuỗi cung ứng quốc tế của CBC với vật liệu (bê tông) địa phương của Philippines giúp cân bằng chi phí và chất lượng, nâng cao hiệu quả-chi phí của dự án.

 

4.3 Ưu điểm trong vận hành

Năng lượng-Tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường: Tấm bánh sandwich EPS 50mm giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng cho điều hòa không khí và các thành phần thép có thể tái chế, phù hợp với chính sách môi trường của Philippines.

Bảo trì dễ dàng: Tấm EPS và các cấu kiện thép mạ kẽm có khả năng chống chịu thời tiết tốt, không cần bảo trì lớn trong vòng 20 năm; CBC cung cấp-dịch vụ sau bán hàng cho các cơ sở cốt lõi (thang máy, cầu thang bộ).

 

A5: Phân tích thích ứng thị trường (Châu Đại Dương, Đông Nam Á, Nam Mỹ)

Các thị trường chính của CBC bao gồm Châu Đại Dương (Papua New Guinea, Fiji), Đông Nam Á (Indonesia, Việt Nam) và Nam Mỹ (Chile, Peru). Thiết kế kết cấu thép-sử dụng hỗn hợp này có khả năng mở rộng mạnh mẽ và có thể thích ứng với các thị trường khác nhau thông qua các sửa đổi có mục tiêu, phù hợp với định vị sản phẩm của CBC là "tùy chỉnh, độ bền và dịch vụ một cửa".

Khu vực thị trường	Các đặc điểm chính về môi trường/tiêu chuẩn	Mức độ thích ứng	Điểm thích ứng cốt lõi
Châu Đại Dương (Papua New Guinea)	Khí hậu rừng mưa nhiệt đới, độ ẩm cao, cường độ địa chấn 6-7 độ, địa phương thiếu nguồn cung cấp bê tông	Cao	Kết cấu thép phù hợp với những khu vực không đủ bê tông cục bộ; tăng cường xử lý chống ăn mòn-(mạ kẽm kép); thay thế các bức tường bê tông bằng các tấm EPS do CBC-cung cấp.
Đông Nam Á (Indonesia, Việt Nam)	Khí hậu nhiệt đới gió mùa, dễ bị bão-, nhiệt độ cao, quy chuẩn xây dựng địa phương tương tự như PBC	Rất cao	Sửa đổi nhỏ về thiết kế tải trọng gió (Indonesia 4,0kN/㎡); duy trì nguồn cung cấp bê tông địa phương; tối ưu hóa kích thước cửa sổ để phù hợp với thẩm mỹ kiến ​​trúc địa phương.
Nam Mỹ (Chile, Peru)	Chile: Nhiệt độ thấp, cường độ địa chấn 8 độ; Peru: Phun muối ven biển, cường độ địa chấn 7 độ	Trung bình-Cao	Tăng cường khả năng gia cố chống động đất (thêm các giằng lệch tâm, tăng mật độ hỗ trợ cho bố cục 12- nhịp); thay tấm EPS bằng tấm bông khoáng 75mm (Chile nhiệt độ thấp); xử lý chống ăn mòn-kép (vùng ven biển Peru) cho tất cả các thành phần thép (thép H, xà gồ, giá đỡ).
Châu Âu (Nam Âu: Tây Ban Nha)	Khí hậu Địa Trung Hải, tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng{0}}nghiêm ngặt, cấp chống cháy Lớn hơn hoặc bằng A2	Trung bình	Thay thế tấm EPS bằng tấm bông đá-chống cháy; tối ưu hóa hệ thống cách nhiệt đạt ENERGY STAR; sử dụng vật liệu bê tông và đá địa phương cho khu thương mại.

 

A6: Kế hoạch tối ưu hóa cụ thể-thị trường

6.1 Sửa đổi cho Châu Đại Dương (Papua New Guinea)

Điều chỉnh vật liệu: Thay thế các bức tường bê tông tại địa phương bằng các tấm bánh sandwich EPS 75 mm do CBC-cung cấp (thích ứng với nguồn cung cấp bê tông tại địa phương không đủ); tất cả các thành phần thép đều sử dụng sơn epoxy mạ kẽm kép (AZ200) + để tăng cường khả năng chống-ăn mòn trong môi trường rừng nhiệt đới có độ ẩm-cao.

Tối ưu hóa cấu trúc: Tăng mật độ giằng gió (tải trọng gió 3,8kN/㎡) để thích ứng với bão nhiệt đới cục bộ; điều chỉnh thiết kế cầu thang thành kết cấu bê tông-thép để có độ bền tốt hơn.

Thích ứng cơ sở: Trang bị quạt thông gió chống thấm cho kho để giảm độ ẩm trong nhà; thay thế cửa sổ kính bằng kính cường lực-chống va đập (thích ứng với mưa bão thường xuyên).

 

6.2 Sửa đổi cho Đông Nam Á (Indonesia)

Thích ứng tải gió: Điều chỉnh giá trị tải trọng gió thiết kế lên 4,0kN/㎡ (Cường độ bão của Indonesia); nâng cấp độ cản gió của cửa sổ kính lên 10 và sử dụng-dải kẹp chống gió cho tấm EPS.

Năng lượng-Tối ưu hóa tiết kiệm năng lượng: Thay tấm EPS 50mm bằng tấm sandwich polyurethane 60mm (cách nhiệt tốt hơn ở nhiệt độ cao); thêm mái hiên che nắng bên ngoài cửa sổ để giảm bức xạ mặt trời.

Điều chỉnh bản địa hóa: Duy trì nguồn cung bê tông địa phương (Indonesia có ngành bê tông trưởng thành); điều chỉnh cách bố trí khu vực thương mại để phù hợp với thói quen kinh doanh của địa phương (thêm sân hiên ngoài trời).

 

6.3 Sửa đổi cho Nam Mỹ (Chile)

Điều chỉnh cách nhiệt và địa chấn: Nâng cấp thiết kế kháng chấn lên cường độ 8 độ, bổ sung tường chịu cắt tấm thép thẳng đứng; thay thế tấm EPS 50mm bằng tấm bông khoáng 75mm (thích ứng với nhiệt độ thấp của Chile, khả năng chịu nhiệt Lớn hơn hoặc bằng 4,5 (m²·K)/W).

Tăng cường chống ăn mòn: Tất cả các thành phần thép đều sử dụng phương pháp xử lý kép mạ kẽm nhúng nóng (AZ150) + sơn polyurethane để chống phun muối ven biển (đối với Peru) hoặc độ ẩm vùng núi (đối với Chile).

Thiết kế mái nhà: Điều chỉnh độ dốc mái-kép thành 1:8 (tuyết rơi dày ở Chile) để đảm bảo thoát tuyết; sử dụng tấm len đá mặt-thép màu màu cho mái nhà (có khả năng chống cháy tốt hơn).

 

6.4 Sửa đổi cho Nam Âu (Tây Ban Nha)

Hỏa hoạn & Năng lượng-Nâng cấp tiết kiệm: Thay thế các tấm EPS bằng các tấm bánh kẹp len đá chống cháy cấp A2-chống cháy{2}}; sử dụng kính rỗng low{3}}E cho cửa sổ để đáp ứng tiêu chuẩn tiết kiệm năng lượng của Châu Âu (hệ số truyền nhiệt Nhỏ hơn hoặc bằng 2,0 W/(㎡·K)).

Thẩm mỹ kiến ​​trúc: Thay thế tường bê tông của khu thương mại bằng tường bê tông ốp đá-địa phương; điều chỉnh kiểu cửa sổ thành cửa sổ cửa sổ (phù hợp với phong cách kiến ​​trúc Địa Trung Hải).

Điều chỉnh kết cấu: Giảm chiều cao sàn kho xuống 8,0m (tiêu chuẩn không gian Châu Âu); điều chỉnh khoảng cách nhịp thành 7,5m (tối ưu hóa 12 nhịp đến 11 nhịp cho nhu cầu địa phương); tối ưu hóa phần khung thép thành H300×150×6×9 và điều chỉnh liều lượng xà gồ/giá đỡ phù hợp (giảm xuống 48 tấn xà gồ, 13 tấn xà gồ).

 

A7: Kết luận cốt lõi và tiềm năng thăng tiến

Khu phức hợp kết cấu thép-sử dụng hỗn hợp này được thiết kế cho Manila, Philippines, hoàn toàn tuân thủ PBC 2015 và thích ứng với các điều kiện địa chất và khí hậu địa phương. Bằng cách tích hợp các thành phần thép đúc sẵn của CBC với vật liệu bê tông địa phương, dự án sẽ cân bằng giữa độ an toàn về kết cấu, hiệu quả xây dựng và hiệu quả-về chi phí, thể hiện lợi thế cạnh tranh rõ ràng ở thị trường Philippine.

Về mặt mở rộng thị trường, thiết kế có khả năng mở rộng mạnh mẽ và có thể nhanh chóng thích ứng với các thị trường chính của CBC (Châu Đại Dương, Đông Nam Á, Nam Mỹ) thông qua các sửa đổi có mục tiêu (chống{0}}ăn mòn, địa chấn, cách nhiệt, thay thế vật liệu). Đặc biệt ở Đông Nam Á và Châu Đại Dương, nơi có điều kiện khí hậu và trình độ xây dựng tương tự như Philippines, dự án có thể được quảng bá như một sản phẩm cốt lõi với những sửa đổi tối thiểu. Với xu hướng toàn cầu về các tòa nhà xanh và nhà tiền chế, thiết kế này dự kiến ​​sẽ trở thành động lực chính giúp CBC mở rộng thị trường kết cấu thép có mục đích sử dụng hỗn hợp quốc tế-, củng cố hơn nữa vị thế của mình trong chuỗi cung ứng toàn cầu.