Estructura de acero Warehouse de L100m*W20m*H8m para áreas de cargamento de fuertes vientos

 

 

Parámetros del proyecto: Área de construcción: 2000㎡

Altura del alero: 8m

Presión del viento: 250 kmh

Resistencia sísmica: Grado 8

Regiones adaptables: Filipinas, Nueva Credonia, Tonga, Islas Vírgenes, Isla de la Reunión...

 

 

Para el proyecto de taller de estructura de acero propuesto (W20m x L100m x H8m, velocidad del viento extremadamente alta, alta fortificación sísmica, sin carga de nieve), este es un escenario de diseño típico caracterizado por "alta presión del viento, alta resistencia sísmica y baja carga del techo".

Debido a las condiciones específicas de carga de viento (250 km/h, equivalente a un tifón de nivel 14), esta será la carga de control para todo el diseño estructural. Normalmente, el consumo de acero de un taller ligero se controla mediante la succión del viento para mayor estabilidad. Sin embargo, en este caso, la enorme presión del viento y las fuerzas sísmicas dominarán el diseño de la sección de vigas y columnas de acero.

A continuación se muestra el esquema de diseño estructural más razonable, económico y seguro que sugerimos, junto con una estimación del consumo de acero.

 

 

Para hacer frente a la fortificación sísmica de 8 grados y a una velocidad del viento de 250 km/h, y considerando que la altura de 8 m no requiere vigas de grúa, el plan debería centrarse en "columnas fuertes, vigas débiles" y "conexiones rígidas".

 

1. Sistema Estructural Principal (Núcleo de Fuerza Lateral)

Tipo de marco:Marco de acero de sección H-personalizado.

Razón:Aunque la carga de viento es alta y requiere redes más gruesas, una sección cónica puede aprovechar eficazmente la resistencia del material. Aumenta la altura de la sección en las uniones de vigas-columnas (donde la fuerza es mayor) y la reduce en la mitad-del tramo, lo que la hace más eficiente-en acero que una sección constante.

Tipo de conexión:Conexión Rígida (Conexión de Momento) entre vigas y columnas.

Razón:La fortificación sísmica de 8 grados requiere que la estructura tenga buena integridad y capacidad de disipación de energía. Las uniones rígidas resisten eficazmente los momentos de flexión generados por los terremotos, reducen el desplazamiento lateral y son más seguras que las conexiones con pasadores (esquemas de columnas oscilantes). También dan como resultado una menor deformación bajo alta presión del viento.

Tipo de base de columna:Base de columna rígida.

Razón:Para resistir el enorme momento de vuelco (producido por el viento y los terremotos), la base de la columna debe estar firmemente conectada a la base para transferir los momentos de flexión.

 

2. Estructura secundaria y sistema de refuerzo (clave de estabilidad)

Correas del techo:Correas de Acero de sección Z-continua (con varillas tensoras).

Razón:La velocidad del viento de 250 km/h genera una enorme succión de viento (levantando el techo). El acero de sección Z-continua tiene una distribución de fuerza más razonable que el acero de sección C-y debe estar equipado con barras de tensión o puntales de doble-capa para garantizar la estabilidad de la brida de compresión.

Cinchas de pared:Vigas de acero de sección C-(con varillas de tensión diagonales).

Razón:Los muros soportan principalmente la presión y la succión del viento. La sección C-de acero es suficiente. Sin embargo, con una velocidad del viento de 250 km/h, es necesario densificar el espaciamiento de las vigas de las paredes (recomendado @1,0 m - 1.2 m) y se deben instalar barras de tensión diagonales para resistir fuerzas horizontales.

Sistema de refuerzo:

Refuerzo horizontal del techo:Instale refuerzos horizontales transversales en los hastiales y en el centro para formar una armadura horizontal estable, transfiriendo las fuerzas del viento a los refuerzos entre-columnas.

Refuerzo entre-columnas:Instalar en las paredes a dos aguas y en el medio. Debe utilizar refuerzos de sección de acero (no sólo acero redondo) para cumplir con los requisitos de ductilidad de la fortificación sísmica de 8 grados.

 

3. Estructura del recinto

Revestimiento de techo:Panel de acero de color corrugado tipo 900 o tipo 750 personalizado.

Razón:Con una velocidad del viento de 250 km/h, los tipos de paneles fijos con tornillos- ordinarios se levantan fácilmente. Se deben utilizar paneles-con cierre a presión ocultos, basándose en un enclavamiento mecánico para bloquear los paneles en su lugar. Esto ofrece la mayor resistencia al levantamiento del viento.

Revestimiento de paredes:Paneles de acero de color corrugado tipo 900 o 750 personalizados.

Razón:Los paneles con picos de olas más altos tienen mayor rigidez y son adecuados para zonas de alta presión de viento.

 

 

Este es un indicador crítico. Debido a la carga de viento extremadamente alta requerida (250 km/h) y la carga nula de nieve, esto dará como resultado secciones de vigas y columnas mucho más grandes que las de los talleres ordinarios, mientras que los componentes secundarios como las correas tendrán una tensión menor.

 

1. Base de estimación

Conversión de carga de viento:Una velocidad del viento de 250 km/h se convierte en un valor de presión del viento extremadamente alto (superando con creces los 0,35-0,55 kN/m² convencionales). Esto requiere que las almas de vigas y columnas no sean demasiado delgadas y que las secciones sean lo suficientemente altas.

Resistencia sísmica de 8 grados:Requiere un diseño de unión reforzado, lo que da como resultado placas de conexión más gruesas y grandes.

Sin carga de nieve:Este es el único factor de "reducción de peso", lo que significa que la carga muerta del techo es ligera y los requisitos de estabilidad para el ala comprimida de las vigas son menores.

 

2. Consumo estimado de acero por componente

 

Componente estructural	Índice estimado (kg/㎡)	Descripción
Marco principal (vigas + columnas)	20 - 25 kg/㎡	Aunque la altura del alero de 8 m no es alta, debido al fuerte viento, las secciones finales de la columna y la viga-es necesario engrosarlas (por ejemplo, el espesor del alma aumentó de 4 mm a 6-8 mm).
Vigas de grúa/patas de vaca	0 kg/㎡	Normalmente, no se requiere grúa a una altura de 8 m, por lo que este elemento es 0.
Correas de techo + varillas de tensión	7 - 9 kg/㎡	Debido a la enorme succión del viento, es necesario aumentar las especificaciones de las correas (por ejemplo, C200 o Z200) y aumentar la densidad de las varillas de tensión.
Vigas de pared + varillas de tensión	4 - 5 kg/㎡	La alta presión del viento requiere un espaciamiento más denso entre las vigas y un espesor de pared más grueso.
Sistema de arriostramiento (entre-columna + techo)	3 - 4 kg/㎡	Los requisitos sísmicos de 8 grados exigen un sistema de refuerzo rígido.
Otros (Canales, Marquesinas, etc.)	2 - 3 kg/㎡	Incluye placas de conexión, pernos y pérdida de material.
Consumo total de acero	36 - 46 kg/㎡	Rango de referencia clave

 

3. Cálculo del consumo total de acero

Área proyectada del taller: 20m×100m=2000㎡

Consumo total conservador de acero:2000㎡×45kg/㎡=90,000kg.

Nota:Si el cálculo de la carga de viento es extremadamente estricto, puede exceder los 48~50kg/㎡, lo que resulta en un peso total de alrededor de 100 toneladas.

 

 

Para este proyecto especial de "vientos fuertes, actividad sísmica intensa", para garantizar la racionalidad del esquema, CBC sugiere centrarse en los siguientes puntos durante el diseño y la construcción:

El diseño de los cimientos es primordial:

A una velocidad del viento de 250 km/h, se genera una enorme fuerza de elevación (levantando el techo) y fuerza de empuje (derribando el edificio). Sus cimientos aislados deben ser muy grandes o debería considerar cimientos de pilotes. Además, los pernos de anclaje deben ser lo suficientemente gruesos, largos y profundamente anclados.

Detalles de las conexiones del panel:

Con una velocidad del viento de 250 km/h, "los detalles determinan la vida o la muerte". Los paneles del techo deben utilizar clips de aleación de aluminio engrosados ​​(clips en T-), y los tornillos de conexión entre los clips y las correas deben estar densificados. Está estrictamente prohibido utilizar paneles de techo fijados con tornillos-en las zonas de los bordes.

Utilización de "Sin carga de nieve":

Aunque no hay carga de nieve, al calcular la carga viva del tejado, no puede ser inferior al valor mínimo especificado por el código (normalmente 0,5 kN/m²). Sin embargo, se puede utilizar este punto para relajar ligeramente el diseño del soporte lateral para el ala comprimida de las vigas, lo que puede ayudar a ahorrar un poco de consumo de acero.

 

Resumen:Para este tipo de proyecto de almacén, el esquema más razonable es un marco rígido de acero de sección H-personalizado + paneles de techo con cierre a presión-. El consumo razonable estimado de acero se sitúa entre36-46 kg/㎡. Asegúrese de que un ingeniero estructural profesional revise la carga de viento en detalle, ya que 250 km/h es una condición extrema que puede requerir informes especiales de pruebas de elevación del viento como soporte.

 

 

Notas: Los pesos que se enumeran a continuación son pesos netos teóricos. A3–5%Durante la adquisición se debe agregar un margen para desperdicios.

1. Sistema de estructura primaria (carga principal-marco de soporte)

Componentes centrales que resisten cargas de viento y sísmicas. Material:Q355B.

No.	Componente	Especificación	Material	Cantidad	Peso unitario (kg)	Peso total (kg)	Observaciones
1	columnas	H450-500x250x8x12	Q355B	40 piezas	~610	24,400	Vigas H-soldadas de profundidad-variable
2	vigas	H400-500x200x6-8x10-12	Q355B	36 piezas	~680	24,480	2 piezas por cuadro, 17 cuadros en total
3	Soportes de columna	H200x200x8x12	Q235B	16 piezas	~310	4,960	Instalado en ambos extremos y en la sección media-
4	puntales	Φ159x6	Q235B	20 piezas	~30	600	Continuo en cumbrera y alero

Subtotal – Estructura Primaria: Aprox.54,44 toneladas

 

2. Sistema de Estructura Secundaria (Marco de Soporte de Revestimiento)

Componentes que resisten principalmente el levantamiento del viento. Material:Acero Galvanizado Q235B(Revestimiento de Zinc Mayor o igual a 275g/m²).

No.	Componente	Especificación	Material	Longitud (por pieza)	Cantidad	Peso total (kg)	Observaciones
1	Correas del techo	Z250x75x20x2.5	Galvanizado	6.0m	374 piezas	19,100	Espaciado a 1,2 m, incluye superposiciones
2	Cinchas de pared	C200x70x20x2.5	Galvanizado	6.0m	334 piezas	12,485	Espaciado a 1,5 m, paredes de doble-pendiente
3	Tirantes / Varillas de refuerzo	Φ12 / Φ50x3	Q235	-	-	3,200	Tirantes de techo de doble-dirección con puntales
4	rodilleras	L50x5	Q235	1.0m	200 piezas	800	Conecta vigas-a-uniones de columnas

Subtotal – Estructura Secundaria: Aprox.35.585 toneladas

 

3. Sistema de revestimiento (color-láminas de acero revestidas)

Se utilizan láminas de acero perfiladas de una sola-capa estándar según la solicitud para "paneles individuales revestidos de color-".

No.	Componente	Especificación	Espesor	Área (㎡)	Peso (kg)	Observaciones
1	Hojas de techo	YX35-125-750	0,5 mm	2100	1,050	Ancho efectivo: 0,75m, incluye desagüe
2	Hojas de pared	HV-760 (costilla alta)	0,5 mm	1600	800	Altura: 8 m, excluye puertas/ventanas
3	Bordes y tapajuntas	Piezas dobladas personalizadas	0,5 mm	-	200	Para cumbreras, aleros y esquinas de paredes

Subtotal – Sistema de revestimiento: Aprox.2,05 toneladas

 

4. Sujetadores y conectores

Las regiones-de vientos fuertes requieren conexiones suficientes y fiables.

No.	Material	Especificación	Unidad	Cantidad	Observaciones
1	Pernos de alta-resistencia	10.9 Grado M22	Colocar	500	Para conexiones de viga-columna
2	Pernos ordinarios	4.8 Grado M16	Colocar	1000	Para tirantes y puntales
3	Tornillos autoperforantes	Φ5.5x13	Ordenador personal	5000	Para fijar hojas de colores (espaciado denso)
4	Pernos de anclaje	M30	Colocar	72	Conexiones de base rígida

 

5. Protección contra la corrosión e ignifugación

No.	Material	Especificación	Abrigos	Área (㎡)	Observaciones
1	Imprimación rica en zinc epoxi-	-	2 abrigos	2500	Espesor de película seca Mayor o igual a 70μm
2	Capa superior de poliuretano	-	2 abrigos	2500	Color según petición del propietario.

 

6. Tabla de resumen de materiales

Categoría	Peso total (kg)	Peso total (toneladas)	Observaciones
Estructura primaria	54,440	54.44	Columnas, vigas, tirantes.
Estructura secundaria	35,585	35.585	Correas, vigas, tirantes
Revestimiento	2,050	2.05	Hojas y adornos
Subtotal (peso neto)	92,075	92.075	Peso neto teórico
Subsidio de residuos (5%)	4,604	4.6	Para transporte y pérdida de corte.
Cantidad total de adquisiciones	96,679	96.679	Aproximadamente. 97 toneladas

Nota: Todos los datos son solo de referencia. Cantidades finales sujetas a planos de construcción aprobados.