Анализ структурных сил, список материалов и отчет об адаптации к мировому рынку 5-этажного склада стальных конструкций CBC

Анализ структурных сил, список материалов и отчет об адаптации к мировому рынку 5-этажного склада стальных конструкций CBC

 

 

 

Этот проект представляет собой индивидуальный пятиэтажный склад со стальной конструкцией, построенный компанией CBC для клиентов из Новой Каледонии в 2017 году. Габаритные размеры здания составляют 22,4 м в длину, 12,24 м в ширину и 11,55 м в общую высоту. Распределение высоты этажа составляет 3 м (1-й этаж) + 2.5 м (2-й этаж) + 2.5 м (3-й этаж) + 2.5 м (4-й этаж) + 1.05 м (5-й этаж). Вся конструкция соответствует действующим европейским стандартам, рассчитана на скорость ветра 270 км/ч и сейсмическую нагрузку 8 градусов. Проект оборудован 5-тонным грузовым лифтом и лестницей из стальной конструкции с использованием стандартной технологии сборки сборных стальных конструкций. Все строительные материалы упаковываются и отправляются в 4 комплекта 40-футовых кубических контейнеров, стоимость FOB Нинбо составляет около 100 000 долларов США, общий расход стали составляет около 65 тонн, площадь кровельной панели - 310 квадратных метров, а площадь стеновых панелей - 680 квадратных метров.

 

 

 

2.1 Основные расчетные параметры нагрузки

Конструкция спроектирована на основе европейских стандартов на стальные конструкции с учетом трех основных условий нагрузки: статическая собственная нагрузка, экстремальная ветровая нагрузка и сейсмическая нагрузка, реализуя цель структурной безопасности: «отсутствие повреждений при незначительных нагрузках, возможность ремонта при умеренных нагрузках и отсутствие разрушения при экстремальных нагрузках». Ключевые параметры конструкции следующие: расчетная экстремальная скорость ветра 270 км/ч (75 м/с), сейсмическая устойчивость 8-градусов (соответствует базовому сейсмическому ускорению 0,2g), подходит для сильного ветра и прибрежных зон с высоким-сейсмическим риском.

 

2.2 Анализ напряжений основных конструктивных элементов

2.2.1 Стальная колонна (В300×250×6×10 мм)

Стальная колонна Н-образной формы, являющаяся основным-несущим компонентом пятиэтажного склада, воспринимает постоянную нагрузку надстройки, временную нагрузку на перекрытие и вертикальную составляющую ветровой нагрузки. Утолщенная конструкция фланца (10 мм) и стенки (6 мм) значительно улучшает сопротивление осевому сжатию и изгибу колонны. При сейсмической нагрузке 8 градусов и экстремальной ветровой нагрузке 270 км/ч стальная колонна сохраняет стабильную вертикальную несущую способность, эффективно противостоит поперечной силе сдвига и изгибающему моменту, создаваемому горизонтальными нагрузками, а также позволяет избежать бокового смещения конструкции и общей нестабильности. Конструкция конструкции соответствует принципу «сильная колонна и слабая балка», гарантируя, что колонны не выйдут из строя раньше балок в экстремальных рабочих условиях, что повышает общую сейсмостойкость конструкции.

 

2.2.2 Балка перекрытия (В300×150×6×8 мм)

Несущая балка перекрытия изготовлена ​​из стального профиля H300×150×6×8, который воспринимает временную нагрузку перекрытия и передает вертикальные нагрузки на стальные колонны. Оптимизированная конструкция секций обеспечивает баланс-веса и несущей способности, удовлетворяя требованиям-несущей нагрузки много-складских хранилищ. При сейсмическом воздействии балка перекрытия координируется с общей рамой, поглощая сейсмическую энергию за счет небольшой упругой деформации. Конструкция по толщине стенки и полки эффективно противостоит локальным напряжениям сдвига и изгибной деформации, избегая локальной деформации пола и структурных повреждений при длительной-службе и в условиях экстремальных нагрузок.

 

2.2.3 Балка крыши (В300×150×6×8 мм)

Балка крыши имеет те же характеристики сечения, что и балка перекрытия, и в основном выдерживает собственную нагрузку крыши, всасывание ветра и давление ветра. При экстремальной скорости ветра в 270 км/ч балка крыши образует устойчивый цельный каркас крыши с прогонами типа Z-. Конструкция секций эффективно противостоит вибрации,-вызванной ветром, а также местным растягивающим и сжимающим напряжениям, предотвращает отслоение кровельных панелей и прогонов и обеспечивает общую устойчивость системы кровельного ограждения в условиях экстремально сильного ветра.

 

 

2.3 Анализ напряжений корпуса и вспомогательной конструкции

Панели крыши и стен состоят из одиночных панелей из цветной стали толщиной 0,5 мм, сочетающихся с прогонами Z160×60×20×2,0 мм. Прогоны типа Z- обладают превосходной боковой жесткостью и общей устойчивостью, что позволяет эффективно распределять ветровую нагрузку на поверхность ограждения и передавать местные нагрузки на основную конструкцию рамы. Грузовой лифт грузоподъемностью 5 тонн и стальная лестница несут независимые нагрузки и соединены с основной рамой посредством гибких узлов, что позволяет избежать локальной концентрации напряжений основной конструкции, вызванной работой оборудования и нагрузкой от пешеходов, а также улучшает общую согласованность конструкции и резервирование безопасности.

 

2.4 Общие характеристики структурного напряжения

Вся конструкция имеет жесткую рамную систему с четкими путями передачи силы. Основная стальная рама воспринимает основные вертикальные и горизонтальные нагрузки, а система ограждений из прогонов распределяет локальные экстремальные нагрузки. При двойном воздействии сильного ветра скоростью 270 км/ч и землетрясения силой 8- градусов конструкция обладает хорошей пластичностью и способностью рассеивать энергию, не имеет чрезмерных смещений конструкции и концентрации напряжений и полностью соответствует требованиям безопасности европейских строительных стандартов для прибрежных метеорологических и сейсмических зон повышенного риска.

 

 

 

Серийный номер	Название материала	Спецификация	Подробное потребление	Примечания
1	Стальная колонна	В300×250×6×10мм	Рассчитано на основе общего потребления стали, что составляет 42% от общего объема стали (около 27,3 тонны).	Основной компонент, несущий-вертикальную нагрузку
2	Несущая балка пола	В300×150×6×8 мм	На долю приходится 33% от общего объема стали (около 21,45 тонны).	Много-несущая нагрузка перекрытия-несущая конструкция
3	Балка каркаса крыши	В300×150×6×8 мм	Включено в расход сечения балки перекрытия, в целом согласованная конструкция	Встроенная силовая-несущая рама крыши
4	Прогон крыши и стен	Z160×60×20×2,0 мм	На долю приходится 20% общего объема стали (около 13 тонн)	Передача и фиксация усилия корпуса
5	Вспомогательные стальные детали	Соединительные пластины, болты, опоры и т. д.	На долю приходится 5% от общего объема стали (около 3,25 тонны)	Конструктивное соединение и армирование
6	Стальная панель цвета крыши	Одноцветная стальная пластина толщиной 0,5 мм.	310 ㎡	Устройство крыши и гидроизоляция
7	Цветная стальная панель стены	Одноцветная стальная пластина толщиной 0,5 мм.	680 ㎡	Периферийное ограждение здания
8	5-тонный грузовой лифт	Тип соответствия стальной конструкции по индивидуальному заказу	1 комплект	Складские вертикальные логистические перевозки
9	Лестница из стальной конструкции	Цельная сборная стальная лестница	1 комплект	Пешеходный проход на каждом этаже
10	Общая упаковка и доставка	Контейнер высотой 40 футов куб.	4 комплекта	Интегрированная упаковка всех материалов

Общая стоимость материала: FOB Нинбо 100 000 долларов США;Общее потребление стали: Примерно 65 тонн

 

 

 

Целевые рынки включают Тонга, Папуа-Новую Гвинею (ПНГ), Чили и Филиппины. Все регионы представляют собой прибрежные территории с частыми экстремальными погодными условиями и высокой сейсмической активностью. Этот склад спроектирован с учетом устойчивости к экстремальному ветру до 270 км/ч и сейсмостойкости 8- градусов, соответствует европейским стандартам и имеет высокую адаптируемость к прибрежным зонам повышенного риска. Подробный анализ региональной адаптивности выглядит следующим образом:

 

4.1 Рынок Тонга

Тонга расположена в сейсмическом и тайфунном поясе южной части Тихого океана, где часты тропические циклоны, экстремальные скорости ветра до 260–280 км/ч и часты мелкие землетрясения, что относится к зонам сильного ветра и высокого сейсмического риска. Устойчивость этого склада к ветру до 270 км/ч и сейсмичность 8- градусов идеально соответствуют местным метеорологическим и геологическим условиям Тонги. Проект европейского стандарта признан и принят местными отделами строительного надзора. Сборная стальная конструкция имеет короткий цикл строительства и высокую адаптируемость на месте, что соответствует отсталым местным строительным мощностям Тонги. Традиционное потребление стали и легкая конструкция корпуса могут эффективно снизить затраты на транспортировку и строительство, обеспечивая чрезвычайно высокую применимость на рынке.

 

4.2 Рынок Папуа-Новой Гвинеи

PNG — прибрежная островная страна с частыми сильными ветрами и сейсмической активностью. Местные строительные нормы и правила PNGS-1001-1982 предусматривают, что расчетная скорость ветра для зданий с 50-летним периодом повторяемости составляет не менее 240 км/ч. Конструкция проекта по устойчивости к ветру до 270 км/ч превышает местные стандартные требования, а сейсмоустойчивость в 8 градусов соответствует местным потребностям в области высоких сейсмических укреплений. На местных промышленных и логистических складах преобладают сборные стальные конструкции с низкими требованиями к отделке зданий и высоким признанием стальных конструкций европейских стандартов. Стандартизированная контейнерная упаковка проекта и интегрированный режим заводского изготовления полностью совместимы со спросом PNG на импортные строительные материалы и имеют стабильную рыночную адаптируемость.

 

 

4.3 Рынок Чили

Чили расположена в Тихоокеанском сейсмическом поясе, где наблюдаются чрезвычайно частые сейсмические активности и сильные ветры в прибрежных районах. Действующий местный стандарт НЧ 432:2025 регламентирует расчет ветровых нагрузок на здания. Прибрежные районы Чили имеют высокое базовое давление ветра, а конструкция проекта по устойчивости к ветру со скоростью 270 км/ч отвечает требованиям ветровой нагрузки большинства прибрежных районов Чили. Конструкция сейсмостойкости 8-градусов соответствует высоким стандартам сейсмостойкости Чили. Европейские стандарты стальных конструкций полностью совместимы с местными строительными нормами Чили. Однако в Чили действуют строгие требования к устойчивости зданий к коррозии из-за длительной - эрозии прибрежных солевых брызг. Оригинальная одиночная панель из цветной стали толщиной 0,5 мм требует целенаправленной защиты от-коррозии, чтобы адаптироваться к местным условиям долгосрочной эксплуатации.

 

4.4 Рынок Филиппин

Филиппины – типичная страна,- подверженная тайфунам. На ее территории действуют строительные нормы и правила NSCP 2015 года. Расчетная скорость ветра для прибрежных зданий с периодом повторяемости 100-лет больше или равна 250 км/ч, а страна относится к зонам среднего-–высокого сейсмического риска. Устойчивость к ветру 270 км/ч и сейсмичность 8 градусов полностью соответствуют местным стандартам проектирования и превосходят их. Местные логистические и промышленные склады имеют огромный спрос на легкие сборные стальные конструкции. Стандартизированный дизайн проекта, контейнерные перевозки и экономическая выгода очень подходят для филиппинского рынка. Однако конкуренция на местном рынке является жесткой, существует определенное ценовое давление и проблемы с локализованными альтернативными материалами.

 

 

 

Целевой рынок	Преимущества рынка	Недостатки рынка	Уровень потребления стали	Оценка региональной адаптивности
Тонга	1. 270устойчивость к ветру (км/ч) и сейсмичность до 8 градусов полностью адаптируются к местным экстремальным погодным и сейсмическим условиям; 2. Европейский стандарт дизайна полностью признан на местном уровне; 3. Сборная конструкция подходит для местных недостаточных строительных мощностей; 4. Умеренный расход стали и низкие транспортные расходы.	1. Небольшой масштаб местного рынка и ограниченный спрос на крупные склады; 2. Удаленные перевозки с длительным циклом доставки; 3. Единая структура локального промышленного спроса.	Средний (общий расход стали 65 тонн). Выше, чем местные простые склады из легкой стали, ниже, чем промышленные здания из тяжелой стали, с оптимальным соотношением затрат на безопасность-.	Отличный
Папуа-Новая Гвинея	1. Проектирование с учетом ветровых и сейсмических воздействий превосходит требования местных стандартов PNGS и обеспечивает высокий уровень безопасности; 2. Местный рынок пользуется высоким признанием сборных стальных конструкций европейского стандарта; 3. Контейнерная упаковка соответствует логистике местных импортных строительных материалов; 4. Подходит для строительства местных промышленных и складских помещений.	1. Местная инфраструктура отстала, что увеличивает сложность установки-на месте; 2. Строгий контроль таможенного оформления импортируемых стальных материалов; 3. Локальная анти-технология строительства недостаточна.	Средний (65 тонн). Соответствует уровню потребления стали на основных многоэтажных складах стали в прибрежных промышленных зонах PNG, без чрезмерных отходов материала.	Отличный
Чили	1. Конструкция сейсмо- и ветроустойчивости соответствует требованиям местных стандартов НЧ; 2. Система европейских стандартов полностью совместима с местными нормами; 3. Стабильная конструкция отвечает требованиям долгосрочного-обслуживания прибрежных промышленных зданий.	1. Прибрежные соляные туманы требуют дополнительной анти-коррозионной обработки, что увеличивает общую стоимость; 2. Местные стандарты сертификации строительных материалов являются строгими и имеют длительный цикл утверждения; 3. Местные изделия из тяжелых стальных конструкций имеют конкурентные преимущества.	Средний (65 тонн). Немного ниже, чем средний расход стали на местных складах стали с защитой от-коррозии, с преимуществом в затратах после модернизации с защитой от-коррозии.	Хорошо (требуется частичная анти-оптимизация защиты от коррозии)
Филиппины	1. Ветровые и сейсмические характеристики превышают местные стандарты NSCP 2015, адаптируясь к частым тайфунам; 2. Стандартизированная сборная конструкция отвечает требованиям крупномасштабного рынка; 3. Низкая стоимость FOB обеспечивает сильную рыночную конкурентоспособность; 4. Многоэтажная-структура экономит земельные ресурсы и соответствует планировке местного промышленного парка.	1. Жесткая рыночная конкуренция со стороны местных производителей и недорогих стальных конструкций из Юго-Восточной Азии; 2. На местном-рынке низкого уровня не принято высоко-стандартное ветро- и сейсмическое проектирование; 3. Сезонная перегруженность логистики влияет на эффективность доставки.	Средний (65 тонн). Выше, чем у местных складов из легкой стали низкого-класса, ниже, чем у профессиональных складов с высокой-стандартной устойчивостью к тайфунам-, со сбалансированной производительностью и стоимостью.	Хорошо (требуется оптимизация затрат для-рынка бюджетного сегмента)

 

 

Этот пятиэтажный склад со стальной конструкцией имеет научно обоснованную и разумную систему структурных сил, стандартизированные характеристики компонентов и умеренный общий расход стали. Устойчивость к экстремальному ветру до 270 км/ч и сейсмостойкость до 8- градусов, а также строительные спецификации европейского стандарта делают его легко адаптируемым к сильным ветрам на тихоокеанском побережье и в районах с высоким сейсмическим риском. Среди четырех целевых рынков Тонга и Папуа-Новая Гвинея обладают самой высокой комплексной адаптируемостью, с соответствующими показателями, потреблением стали и рыночным спросом. Чилийский рынок нуждается в целенаправленной антикоррозионной оптимизации, чтобы адаптироваться к условиям прибрежных соляных туманов. Филиппинский рынок имеет широкий спрос, но нуждается в оптимизации затрат, чтобы справиться с жесткой конкуренцией. Весь проект имеет стабильные структурные характеристики, стандартизированное производство и транспортировку, а также высокую ценность для продвижения и применения на прибрежных рынках Океании и Юго-Восточной Азии.