Kho kết cấu thép L100m*W20m*H8m dành cho khu vực chịu tải gió lớn

 

 

Thông số dự án: Diện tích xây dựng: 2000㎡

Chiều cao mái hiên: 8m

Áp Lực Gió: 250km/h

Khả năng chống địa chấn: Cấp 8

Các vùng thích ứng: Philippines, New Credonia, Tonga, Quần đảo Virgin, Đảo Reunion...

 

 

Đối với dự án nhà xưởng khung thép được đề xuất (W20m x L100m x H8m, tốc độ gió cực cao, công sự chống chấn cao, không tải tuyết), đây là kịch bản thiết kế điển hình có đặc điểm là "áp lực gió cao, khả năng chống địa chấn cao và tải trọng mái thấp".

Do điều kiện tải trọng gió cụ thể (250km/h, tương đương bão cấp 14), đây sẽ là tải trọng kiểm soát cho toàn bộ thiết kế kết cấu. Thông thường, lượng thép tiêu thụ của nhà xưởng nhẹ được kiểm soát bằng lực hút gió để đảm bảo ổn định. Tuy nhiên, trong trường hợp này, áp lực gió và lực địa chấn rất lớn sẽ chiếm ưu thế trong thiết kế mặt cắt dầm thép và cột thép.

Dưới đây là phương án thiết kế kết cấu hợp lý, tiết kiệm và an toàn nhất mà chúng tôi đề xuất cùng với ước tính lượng thép tiêu thụ.

 

 

Để đối phó với công sự chống chấn 8 độ và tốc độ gió 250km/h, đồng thời xét độ cao 8m không cần dầm cầu trục, sơ đồ nên tập trung vào “cột chắc, dầm yếu” và “kết nối cứng”.

 

1. Hệ thống kết cấu chính (Lõi lực bên)

Loại khung:Khung thép tiết diện H{0}}được tùy chỉnh.

Lý do:Mặc dù tải trọng gió cao và yêu cầu lưới dày hơn nhưng mặt cắt côn có thể tận dụng sức bền vật liệu một cách hiệu quả. Nó làm tăng chiều cao tiết diện tại các mối nối cột-dầm (nơi lực lớn nhất) và giảm chiều cao ở giữa-nhịp, giúp thép-hiệu quả hơn so với tiết diện cố định.

Kiểu kết nối:Liên kết cứng (Moment Connection) giữa dầm và cột.

Lý do:Công trình chống động đất 8 độ đòi hỏi kết cấu phải có khả năng tiêu tán năng lượng tốt và nguyên vẹn. Các mối nối cứng chống lại mômen uốn do động đất tạo ra một cách hiệu quả, giảm chuyển vị ngang và an toàn hơn so với các kết nối được ghim (sơ đồ cột lắc). Chúng cũng dẫn đến ít biến dạng hơn dưới áp lực gió cao.

Loại cơ sở cột:Đế cột cứng.

Lý do:Để chống lại mô men lật cực lớn (do gió và động đất), chân cột phải được liên kết chắc chắn với móng để truyền mômen uốn.

 

2. Kết cấu phụ và hệ thống giằng (Khóa ổn định)

Xà gồ mái:Xà gồ thép tiết diện Z{0}}liên tục (có thanh căng).

Lý do:Tốc độ gió 250km/h tạo ra lực hút gió rất lớn (nâng mái nhà lên). Thép tiết diện Z{2}}liên tục có sự phân bố lực hợp lý hơn thép tiết diện C- và phải được trang bị các thanh hoặc thanh chống căng hai lớp- để đảm bảo độ ổn định của mặt bích chịu nén.

Dầm tường:C-Dầm thép tiết diện (có thanh căng chéo).

Lý do:Tường chủ yếu chịu áp lực gió và lực hút. Thép tiết diện C-là đủ. Tuy nhiên, với tốc độ gió dưới 250km/h, khoảng cách giữa các dầm tường cần phải được tăng mật độ (khuyến nghị @1,0m - 1.2m) và phải lắp đặt các thanh căng chéo để chống lại lực ngang.

Hệ thống giằng:

Hệ giằng ngang mái:Lắp giằng ngang ở các gian đầu hồi và ở giữa để tạo thành giàn ngang ổn định, truyền lực gió đến giằng giữa{0}}cột.

Thanh giằng giữa{0}}cột:Lắp đặt ở các bức tường đầu hồi và ở giữa. Nó phải sử dụng giằng thép tiết diện (không chỉ thép tròn) để đáp ứng yêu cầu về độ dẻo của công trình chống động đất 8 độ.

 

3. Cấu trúc bao vây

Tấm lợp mái:Bảng thép màu tôn loại 900 hoặc 750 tùy chỉnh.

Lý do:Tốc độ gió dưới 250km/h, các loại bảng cố định{1}}có vít thông thường có thể dễ dàng nhấc ra. Phải sử dụng bảng khóa nhanh-ẩn, dựa vào khóa liên động cơ học để khóa các bảng vào đúng vị trí. Điều này mang lại khả năng chống gió mạnh nhất.

Tấm ốp tường:Tấm thép màu tôn loại 900 hoặc 750 tùy chỉnh.

Lý do:Tấm có đỉnh sóng cao hơn có độ cứng cao hơn và phù hợp với khu vực có áp suất gió cao.

 

 

Đây là một chỉ số quan trọng. Do yêu cầu tải trọng gió cực cao (250km/h) và tải trọng tuyết bằng 0, điều này sẽ dẫn đến tiết diện dầm và cột lớn hơn nhiều so với các nhà xưởng thông thường, trong khi các bộ phận phụ như xà gồ sẽ có ứng suất thấp hơn.

 

1. Cơ sở ước tính

Chuyển đổi tải trọng gió:Tốc độ gió 250km/h chuyển thành giá trị áp suất gió cực cao (vượt xa thông thường 0,35-0,55kN/m2). Điều này đòi hỏi mạng dầm và cột không được quá mỏng và các mặt cắt phải đủ cao.

Khả năng chống địa chấn 8 độ:Yêu cầu thiết kế mối nối được tăng cường, dẫn đến các tấm kết nối dày hơn và lớn hơn.

Không có tải tuyết:Đây là hệ số "giảm trọng lượng" duy nhất, nghĩa là tĩnh tải của mái nhẹ và yêu cầu về độ ổn định đối với mặt bích chịu nén của dầm thấp hơn.

 

2. Mức tiêu thụ thép ước tính cho mỗi thành phần

 

Thành phần kết cấu	Chỉ số ước tính (kg/㎡)	Sự miêu tả
Khung chính (Dầm + Cột)	20 - 25 kg/㎡	Mái hiên cao 8m tuy không cao nhưng do gió lớn nên phần cuối cột và xà cần được gia cố dày hơn (ví dụ: độ dày bản lưới tăng từ 4mm lên 6-8mm).
Dầm cẩu/Chân bò	0 kg/㎡	Thông thường không cần cẩu ở độ cao 8m nên hạng mục này bằng 0.
Xà gồ mái + Thanh căng	7 - 9 kg/㎡	Do lực hút gió rất lớn nên các thông số kỹ thuật của xà gồ cần được tăng lên (ví dụ C200 hoặc Z200) và mật độ thanh căng tăng lên.
Nẹp tường + Thanh căng	4 - 5 kg/㎡	Áp lực gió cao đòi hỏi khoảng cách giữa các dầm dày hơn và độ dày thành dày hơn.
Hệ giằng (Liên{0}}cột + Mái)	3 - 4 kg/㎡	Yêu cầu về địa chấn 8 độ đòi hỏi hệ thống giằng cứng.
Khác (Máng xối, mái che, v.v.)	2 - 3 kg/㎡	Bao gồm các tấm kết nối, bu lông và hao hụt vật liệu.
Tổng lượng thép tiêu thụ	36 - 46 kg/㎡	Phạm vi tham chiếu chính

 

3. Tính tổng lượng thép tiêu thụ

Khu vực dự kiến ​​hội thảo: 20m×100m=2000㎡

Tổng lượng thép tiêu thụ thận trọng:2000㎡×45kg/㎡=90,000kg.

Ghi chú:Nếu tính toán tải trọng gió cực kỳ nghiêm ngặt, có thể vượt quá 48~50kg/㎡, dẫn đến tổng trọng lượng khoảng 100 tấn.

 

 

Đối với dự án đặc biệt “gió lớn, địa chấn cao” này, để đảm bảo tính hợp lý của phương án, CBC đề nghị bạn tập trung vào những điểm sau trong quá trình thiết kế và thi công:

Thiết kế nền móng là điều tối quan trọng:

Với tốc độ gió 250 km/h, lực nâng (nâng mái) và lực đẩy (làm đổ tòa nhà) rất lớn được tạo ra. Nền móng biệt lập của bạn phải được xây dựng rất lớn, hoặc bạn nên cân nhắc đến móng cọc. Hơn nữa, các bu lông neo phải đủ dày, đủ dài và được neo sâu.

Chi tiết về kết nối bảng điều khiển:

Tốc độ gió dưới 250km/h, "chi tiết quyết định sự sống và cái chết". Tấm mái phải sử dụng các kẹp hợp kim nhôm dày (kẹp T{2}}) và các vít kết nối giữa các kẹp và xà gồ phải có độ dày đặc. Nghiêm cấm sử dụng các tấm mái cố định bằng vít-ở các khu vực có cạnh.

Sử dụng "Không tải tuyết":

Mặc dù không có tải trọng tuyết nhưng khi tính hoạt tải của mái nhà không thể thấp hơn giá trị nhỏ nhất do mã quy định (thường là 0,5kN/m2). Tuy nhiên, bạn có thể tận dụng điểm này để nới lỏng một chút thiết kế đỡ bên cho mặt bích chịu nén của dầm, điều này có thể giúp tiết kiệm một ít lượng thép tiêu thụ.

 

Bản tóm tắt:Đối với loại dự án nhà kho này, phương án hợp lý nhất là khung cứng bằng thép tiết diện H{0}}được tùy chỉnh + tấm mái có khóa nhanh-. Ước tính mức tiêu thụ thép hợp lý là từ36-46 kg/㎡. Hãy nhớ yêu cầu kỹ sư kết cấu chuyên nghiệp xem xét chi tiết tải trọng gió, vì 250km/h là điều kiện khắc nghiệt có thể yêu cầu báo cáo thử nghiệm nâng gió đặc biệt để được hỗ trợ.

 

 

Ghi chú: Trọng lượng được liệt kê dưới đây là trọng lượng tịnh lý thuyết. MỘT3–5%trợ cấp cho chất thải nên được bổ sung trong quá trình mua sắm.

1. Hệ thống kết cấu sơ cấp (Khung chịu lực-tải trọng chính)

Các bộ phận cốt lõi chịu được tải trọng gió và địa chấn. Vật liệu:Q355B.

KHÔNG.	Thành phần	Đặc điểm kỹ thuật	Vật liệu	Số lượng	Đơn vị Trọng lượng (kg)	Tổng trọng lượng (kg)	Bình luận
1	Cột	H450-500x250x8x12	Q355B	40 chiếc	~610	24,400	Dầm H-hàn có độ sâu thay đổi
2	Kèo	H400-500x200x6-8x10-12	Q355B	36 chiếc	~680	24,480	2 miếng mỗi khung, tổng cộng 17 khung
3	Niềng cột	H200x200x8x12	Q235B	16 chiếc	~310	4,960	Được lắp đặt ở cả hai đầu và phần giữa-
4	Thanh chống	Φ159x6	Q235B	20 chiếc	~30	600	Liên tục ở sườn và mái hiên

Tổng phụ – Cấu trúc sơ cấp: Khoảng.54,44 tấn

 

2. Hệ thống kết cấu phụ (Khung đỡ tấm ốp)

Các thành phần chủ yếu chống lại lực nâng của gió. Vật liệu:Thép mạ kẽm Q235B(Mạ kẽm Lớn hơn hoặc bằng 275g/m2).

KHÔNG.	Thành phần	Đặc điểm kỹ thuật	Vật liệu	Chiều dài (mỗi chiếc)	Số lượng	Tổng trọng lượng (kg)	Bình luận
1	xà gồ mái	Z250x75x20x2.5	mạ kẽm	6.0m	374 chiếc	19,100	Khoảng cách @1,2m, bao gồm các phần chồng chéo
2	tường dầm	C200x70x20x2.5	mạ kẽm	6.0m	334 chiếc	12,485	Khoảng cách @1,5m, tường có độ dốc đôi-
3	Thanh giằng/Thanh giằng	Φ12 / Φ50x3	Q235	-	-	3,200	Thanh giằng mái hai hướng-có thanh chống
4	Niềng răng đầu gối	L50x5	Q235	1.0m	200 chiếc	800	Nối dầm-với-khớp cột

Tổng phụ – Cấu trúc thứ cấp: Khoảng.35,585 tấn

 

3. Hệ thống ốp (Tấm thép tráng màu{1}})

Các tấm thép định hình một lớp tiêu chuẩn-được sử dụng theo yêu cầu về "tấm đơn-phủ màu".

KHÔNG.	Thành phần	Đặc điểm kỹ thuật	độ dày	Diện tích (㎡)	Trọng lượng (kg)	Bình luận
1	Tấm lợp	YX35-125-750	0,5mm	2100	1,050	Chiều rộng hiệu dụng: 0,75m, bao gồm cả rác thải
2	Tấm ốp tường	HV-760 (Sườn Cao)	0,5mm	1600	800	Chiều cao: 8m, không bao gồm cửa đi/cửa sổ
3	Viền & miếng dán viền	Bộ phận uốn cong tùy chỉnh	0,5mm	-	200	Đối với sườn núi, mái hiên và góc tường

Tổng phụ – Hệ thống ốp: Khoảng.2,05 tấn

 

4. Chốt & Đầu nối

Vùng có gió-cao yêu cầu kết nối đầy đủ và đáng tin cậy.

KHÔNG.	Vật liệu	Đặc điểm kỹ thuật	Đơn vị	Số lượng	Bình luận
1	Bu lông cường độ-cao	10,9 Lớp M22	Bộ	500	Đối với kết nối cột-dầm
2	Bu lông thông thường	4,8 Lớp M16	Bộ	1000	Đối với niềng răng và thanh chống
3	Vít tự khoan-	Φ5.5x13	máy tính	5000	Để sửa các bảng màu (khoảng cách dày đặc)
4	Bu lông neo	M30	Bộ	72	Kết nối cơ sở cứng nhắc

 

5. Chống ăn mòn & chống cháy

KHÔNG.	Vật liệu	Đặc điểm kỹ thuật	Áo khoác	Diện tích (㎡)	Bình luận
1	Epoxy Zinc-Sơn lót giàu dưỡng chất	-	2 áo khoác	2500	Độ dày màng khô Lớn hơn hoặc bằng 70μm
2	Lớp phủ ngoài Polyurethane	-	2 áo khoác	2500	Màu sắc theo yêu cầu của chủ sở hữu

 

6. Bảng tóm tắt vật liệu

Loại	Tổng trọng lượng (kg)	Tổng trọng lượng (tấn)	Bình luận
Cấu trúc sơ cấp	54,440	54.44	Cột, kèo, giằng
Cấu trúc thứ cấp	35,585	35.585	Xà gồ, dầm, thanh giằng
Tấm ốp	2,050	2.05	Tấm và đồ trang trí
Tổng phụ (Trọng lượng tịnh)	92,075	92.075	Trọng lượng tịnh lý thuyết
Trợ cấp chất thải (5%)	4,604	4.6	Để vận chuyển và cắt giảm tổn thất
Tổng số lượng mua sắm	96,679	96.679	Khoảng. 97 tấn

Lưu ý: Tất cả dữ liệu chỉ mang tính chất tham khảo. Số lượng cuối cùng tùy theo bản vẽ thi công được phê duyệt.