Thiết kế kết cấu nhà kho thép 18m × 55m × 6m cho Papua New Guinea với cần cẩu trên không 5 tấn

Thiết kế kết cấu Nhà kho thép 18m × 55m × 6m cho Papua New Guinea với Cần cẩu trên không 5 tấn, Thông gió trên mái và Cửa sổ trần

---

Vị trí: Papua New Guinea (PNG)

Khí hậu: Nhiệt đới; không có tuyết, hoạt động địa chấn không đáng kể

Tốc độ gió: 120 km/h (≈33,3 m/s) → Áp suất gió cơ bản ≈ 0,7 kN/m2 (theo AS/NZS 1170.2 hoặc mã địa phương tương đương)

Kích thước tòa nhà:

Chiều rộng: 18 m

Chiều dài: 55 m

Chiều cao mái hiên: 6 m

Sân mái: 5 độ (tiêu chuẩn thoát nước; tăng ≈ 0,8 m ở giữa nhịp)

Tấm ốp tường & mái: tấm thép tôn 0,45 mm-sơn trước (lớp đơn)

Thiết bị nội bộ: Một cần trục di chuyển bằng điện 5 tấn (EOT), nhịp ≈ 16,5 m, dầm đường băng được đỡ bởi các cột chính

---

 

 

 

Khung chính: Các khung cổng cứng cách nhau 7,86 m (7 khung dài trên 55 m → tổng cộng 8 khung, tùy chọn sẽ là 9 khung trong mỗi khung 6,11m).

Cấu hình khung:

Cột: Phần H tùy chỉnh CBC (phần tấm hàn)

Xà nhà: Các phần-I{1}}được xây dựng thon gọn

Đế: Đế được ghim hoặc cố định (cố định ưu tiên cho tải trọng cần cẩu) được gắn vào móng bê tông cốt thép

Hệ thống đường băng cần cẩu:

Dầm đường băng cần cẩu: HEA/UB 300–350 (tùy theo tiêu chí độ võng)

Các kết nối khung được hàn vào mặt bích cột ở độ cao ~5,5 m

Ray cầu trục: Tiêu chuẩn QU70 hoặc tương tự

Thanh giằng: Thanh giằng ngang và dọc giữa các dầm đường băng

 

 

xà gồ: Tiết diện C- (C200×60×20×2,5 mm) @ khoảng cách 1,5 m trên mái

Girts: Tiết diện C- (C150×60×20×2,0 mm) @ 1,2 m khoảng cách dọc trên tường

Hệ thống giằng:

Mái nhà: Thanh giằng X{0}}ở các gian cuối + giằng dọc dọc theo sườn núi/mái hiên

Tường: Thanh giằng chéo ở đầu hồi và một bên tường

Tất cả giằng: Thanh thép Ø12–16 mm hoặc các phần góc

 

 

Máy thở: Quạt thông gió liên tục (polycarbonate hoặc kim loại) – dài 55 m

Giếng trời: Các tấm FRP hoặc polycarbonate mờ được tích hợp ở mỗi xà gồ thứ 3 (khoảng cách ~4,5 m), bao phủ ~10% diện tích mái → khoảng. 100 m2

 

 

Móng đệm bê tông cốt thép dưới mỗi cột (kích thước ước tính sâu 2,0 m × 2,0 m × 0,8 m tùy theo khả năng chịu lực của đất Lớn hơn hoặc bằng 100 kPa)

---

 

 

 

Tải chết (DL):

Tấm lợp mái + xà gồ: 0,12 kN/m2

Dầm cầu trục + ray: 0,5 kN/m (tải trọng dòng trên cột)

Tải trực tiếp (LL): Tải trọng bảo trì=0.25 kN/m² (mái-không thể tiếp cận)

Tải trọng gió (WL):

Áp suất vận tốc cơ bản q=0.613 × V² (V tính bằng m/s) → q ≈ 0,68 kN/m²

Hệ số áp suất bên ngoài (Cp):

Tường chắn gió: +0.7

Tường Leeward: –0,5

Mái nhà (độ dốc 5 độ): –0.9 (hút)

Áp suất bên trong: ±0,2 (giả định tòa nhà mở một phần)

Áp suất thiết kế thực ≈ 1,0–1,2 kN/m2 (lực hút tới hạn trên mái)

Tải trọng cần cẩu:

Dọc: 50 kN (5 t) + hệ số va đập (25%) → 62,5 kN mỗi bánh

Bên: 10% tải trọng nâng → 5 kN mỗi bánh

Theo chiều dọc: lực phanh 5%

 

 

Khung cổng: Được thiết kế để kết hợp tải trọng trọng lực + gió + cần cẩu bằng cách sử dụng phân tích bậc-thứ hai (xem xét hiệu ứng P-Δ)

Giới hạn lệch:

Mái nhà: L/180 dưới gió

Đường băng cần cẩu: L/600 dưới tải trọng thẳng đứng

Độ vênh cục bộ: Gia cố bản Web tại các vị trí giá đỡ cần trục

Kết nối: Liên kết mô men hàn tại các mối nối kèo-cột; mối nối bắt vít để vận chuyển

---

 

Mục	Sự miêu tả	Số lượng	Đơn vị Trọng lượng (kg/m)	Tổng trọng lượng (kg)
Khung chính	Phần I{0}}giảm dần (trung bình. 110 kg/m)	8 khung × (2×6 m col + 18.5 m kèo)=236 m	110	25,960
Dầm đường băng cần cẩu	UB 356×171×51 (51 kg/m)	2 × 55 m	51	5,610
xà gồ	C200×2,5mm	(55/1.5 +1) × 18 m ≈ 684 m	3.2	2,189
tường dầm	C150×2.0mm	2×(55+18)×(6/1.2) ≈ 730 m	2.3	1,679
Niềng răng	Thanh Ø16 / góc L50×5	~400 m	trung bình 1,5	600
Tấm lợp/tường	PPGL 0,45 mm	Mái nhà: 55×18,2 ≈ 1.001 m2; Tường: 2×(55+18)×6=876 m2	4,5 kg/m2	8,457
Chốt, Ray, Phụ Kiện	-	-	-	~2,000
Tổng trọng lượng thép				≈46,495kg

Lưu ý: Không bao gồm cốt thép móng và bê tông.

---

 

 

 

Tốc độ gió: Lên tới 250 km/h (ví dụ Bão Haiyan) → q ≈ 3,0 kN/m²

Những thay đổi chính:

Tăng kích thước phần khung chính lên 30–50%

Giảm khoảng cách khung cổng xuống 6 m (9 vịnh) để phân bổ tải tốt hơn

Sử dụng tấm ốp dày hơn (0,55–0,60 mm) với khả năng buộc chặt nâng cao (khoảng cách vít gần hơn, kẹp chống bão)

Tăng cường các mối nối mái nhà-với-khung (sử dụng thanh nẹp thay vì dây đai)

Thêm thanh giằng (cả ngang và dọc)

Hệ số an toàn cao hơn trong thiết kế nâng gió (đặc biệt ở mái hiên và các góc)

Cân nhắc mái-cách nhiệt bằng da hai lớp để giảm ứng suất nhiệt và cải thiện độ bền

 

 

Hệ số địa chấn: Sa(T) ≈ 0,6–0,9g (tùy thuộc vào đất và thời kỳ)

Những thay đổi chính:

Chuyển từ khung cổng cứng nhắc sangkhung giằnghoặckhung hình chống chịu khoảnh khắc-với các chi tiết dẻo

Sử dụng các mặt cắt H-đồng nhất (không{0}}hình côn) để đảm bảo kiểm soát sự hình thành bản lề nhựa

Các tấm đế được thiết kế để chịu toàn bộ mômen + lực cắt + lực nâng do lật nhào do địa chấn

Các giá đỡ cần trục phải được hạn chế địa chấn (các thanh chặn hoặc các thanh chặn bên)

Vách mái phải đóng vai trò như giàn ngang cứng → khoảng cách xà gồ gần hơn (1,2 m) và tấm buộc chặt hơn

Yêu cầu về cấp độ dẻo theo AISC 341 hoặc mã địa phương của Chile (ví dụ: không được phép sử dụng thép điểm-năng suất-thấp)

Nền móng được thiết kế có khả năng chống trượt và nâng cao

Tránh các yếu tố giòn (ví dụ: thanh mỏng); sử dụng các góc hoặc ống kết cấu để giằng

Ghi chú: Trong vùng có địa chấn, bản thân cần trục có thể yêu cầu các thiết bị neo và giảm chấn đặc biệt, những điều này không cần thiết ở PNG.

---

 

Nhà kho đề xuất cho Papua New Guinea được tối ưu hóa để chịu được tải trọng gió vừa phải và hoạt động của cần trục, sử dụng khung hình côn-hiệu quả về chi phí và tấm ốp có kích thước nhẹ{1}}. Đối với Philippines- dễ bị bão, khả năng chống chọi với gió cực mạnh sẽ chi phối thiết kế, trong khi ở Chile có địa chấn, độ dẻo, khả năng dự phòng và khả năng tiêu tán năng lượng trở nên tối quan trọng-dẫn đến các hệ thống kết cấu và cách sử dụng vật liệu khác nhau về cơ bản. Các quy định xây dựng địa phương (NSCP cho Philippines, NCh cho Chile) phải được tuân thủ nghiêm ngặt trong từng trường hợp.