Stálgrind hönnun fyrir 4 hæða hótel í Papúa Nýju Gíneu

 

Staðsetning: Papúa Nýju Gíneu

Jarðskjálftasvæði: Jarðskjálftastyrkur af8 stiga hiti(jafngildir PGA ≈ 0,3g byggt á ASCE 7 eða svipuðum staðbundnum kóða)

Vindálag: Grunnvindhraði =120 km/klst (~33.3 m/s)

Snjóhleðsla: Engin

Byggingarnotkun:

Stig 1: Bílastæði (hæð=3.8 m)

Stig 2–4: Hótelherbergi (hæð-til-hæð=3.7 m, 3,7 m og 3,4 m í sömu röð)

Tegund þaks: Þak með einu-halla(miðað er við halla=2% fyrir frárennsli)

Útveggir: Holir steinsteypublokkir sem ekki eru-byggjandi (byggðar á staðnum;ekki burðarlegur-)

Gólfkerfi: Samsett stálþilfar með steyptri--stað steypu(tilgreint)

 

 

Heildarlengd byggingar: 80 m

Áætlunarstillingar:

Austurvæng: 55.6 m (L) × 27 m (W)

Vesturvæng: 25 m (L) × 41.7 m (W)

Athugið: Planið erekki-rétthyrnd, líklega L-laga eða þrep. Fyrir burðargreiningu er byggingin meðhöndluð sem tvær tengdar blokkir með mögulegum þenslusamskeyti eða stífum tengingum eftir jarðskjálftaupplýsingum.

Dæmigert Bay Stærðir: Gera ráð fyrir dálkabili á7,5 m á lengdog6,0 m þversum(stillanlegt fyrir hvert byggingaratriði).

 

 

Aðalkóði: AISC 360-16 (Forskrift fyrir byggingar stálbyggingar)

Seismic hönnun: ASCE 7-16 (eða sambærilegt – aðlagað fyrir PNG skjálftavirkni)

Vindálag: ASCE 7-16, 27. kafli (leiðbeinandi málsmeðferð)

Efnisstaðlar: ASTM A992 (bjálkar/súlur), ASTM A36 (plötur, aukahlutir)

 

 

 

Hluti	Álag (kN/m²)
Stálþilfar + 125 mm steypuplata (ρ=24 kN/m³)	0.25 + (0.125×24) = 3.25
Loft, Evrópuþingmaður, frágangur	0.5
Þak (málmþilfar + einangrun)	0.3
Holur blokkveggur (ekki-uppbygging, en notaður sem línuálag á geisla)	~3,0 kN/m(á hvern metra hæð)

 

 

Stig	LL (kN/m²)	Tilvísun
1. stig (bílastæði)	2.5	ASCE 7
Stig 2–4 (hótel)	1.9	ASCE 7 (íbúð)
Þak	0.5	Viðhaldsálag

 

 

Grunnvindhraði:V = 33.3 m/s

Útsetningarflokkur:C(miðað við úthverfa/þéttbýli)

Gust þáttur:G = 0.85

Þrýstingsstuðull (Cp):

Veggur (vindátt):+0.8

Veggur (hæð):–0.5

Þak (ein-halli):–0,9 til –0,3(fer eftir svæði)

Að nota ASCE 7 Eq. 27.3-1:
[ q_z=0.613 K_z K_{zt} K_d V^2 I ]
Miðað er við (K_z=0.85) við miðja-hæð (~7 m), (I=1.0), (K_{zt}=1.0), (K_d=0.85):
[ q_z ≈ 0.613 × 0.85 × 1.0 × 0.85 × (33.3)^2 × 1.0 ≈ 0,613 × 0,7225 × 1109 ≈ 490 Pa ≈ 0,49 kN/m² ]

Hönnun vindþrýstings:
[ p = q_z G C_p ≈ 0.49 × 0.85 × C_p ]
→ Hámarks veggþrýstingur ≈0,33 kN/m²(vindátt), sog ≈–0,21 kN/m²(læsvigt)

Athugið: Vegna lítillar hækkunar (<15 m), wind governs lateral stability but seismic may control due to high seismicity.

 

 

Spectral Response: Fyrir 8 gráðu svæði, gerðu ráð fyrirS_DS=1.0, S_D1 = 0.6(vargjarnt mat á staðbundinni aðlögun ASCE 7)

Áhættuflokkur: II

R-þáttur (stál augnabliksrammi): R = 8(fyrir Special Moment Frame - SMF)

Mikilvægisþáttur: (I_e = 1.0)

Áætlað grunntímabil:
[ T_a = C_t h_n^x = 0.028 × (14.6)^{0.8} ≈ 0.028 × 8.5 ≈ 0.24 s ]
(Heildarhæð (h_n=3.8 + 3×3,7 – 0.3=14.6) m u.þ.b.)

Jarðskjálftaskurður:
[ V=\\frac{S_{DS}}{R/I_e} W=\\frac{1.0}{8} W=0.125 W ]
→ 12,5% af heildarþyngd- mikilvæg.

 

 

Gólfflötur ≈ (55,6×27) + (25×41,7) ≈ 1501 + 1043 =2544 m²

3 uppteknar hæðir + þak ≈ 4 hæðir

Meðaltal DL + LL á hæð ≈ (3.75 + 1.9) ≈5,65 kN/m²

Heildarþyngd (W ≈ 2544 × 5,65 × 4 ≈57.500 kN

Grunnklippa (V ≈ 0,125 × 57.500 ≈7.200 kN

→ Jarðskjálftahrina stjórnar yfir vindifyrir hliðarhönnun.

 

 

Lateral Force Resisting System (LFRS):

Sérstakir sammiðja spenntir rammar (SCBF)eðaSpecial Moment Frames (SMF)

Í ljósi byggingarfræðilegs sveigjanleika og þörf fyrir opin bílastæði,SCBFvalinn fyrir skilvirkni og sveigjanleika á -miklum jarðskjálftasvæðum.

Þyngdarafl kerfi:

Samsettir geislar(W-form með klippistöngum + málmþilfari + steypuplötu)

Dálkar: HSS eða W-hlutar samfelldir frá grunni að þaki

Spelkur: X-spennur í báðar áttir við stiga/lyftu kjarna og jaðar þar sem hægt er

Þak: Einfaldur-halli sem studdur er af hallandi þakbjálkum eða mjókkandi römmum; purlins ofan á.

 

 

6.1 Gólfbitar (venjuleg innrétting)

Spönn: 7,5 m

Hleðsla: (w=(3.25 + 1.9) × 6.0=30.9 kN/m)

Hámarksstund: (M=wL^2/8=30.9 × 7,5^2 / 8 ≈ 217 kN·m)

Áskilinn hlutastuðull: (Z_x Stærri en eða jafn og M / (0,9 F_y)=217×10⁶ / (0,9×345) ≈ 700×10³ mm³)

Reynsludeild: W410×60(Zₓ=773×10³ mm³, í lagi)

6.2 Kantbitar (með vegghleðslu)

Viðbótarvegghleðsla: 3,0 kN/m × 3,7 m =11,1 kN/m

Samtals w ≈ 30.9 + 11.1 =42,0 kN/m

M ≈ 295 kN·m →W460×74(Zₓ=942×10³ mm³)

6.3 dálkar (innrétting, 4 hæðir)

Kvíslarsvæði: 7,5 m × 6,0 m=45 m²

Ásálag á hæð: (3.25 + 1.9) × 45=232 kN

Samtals P ≈ 4 × 232 =928 kN

Bættu við 20% fyrir skjálftaásáhrif →P_u ≈ 1.115 kN

Virk lengd (KL ≈ 0,8 × 3700=2,960 mm)

Prufa:W250×73(A=9,290 mm², r=119 mm → KL/r ≈ 25 → φPₙ ≈ 0,9×345×9290 ≈2.880 kN >>1.115 kN → OK)

Notaðu W250×67 eða HSS203×203×9.5 fyrir sparnað

6.4 Bracing Members (SCBF)

Gerðu ráð fyrir spelkum við 2 hólf í hverri átt

Jarðskjálftaskurður í hverri flóa ≈ 7.200 / (fjöldi spelkra ramma)

Gerum ráð fyrir 4 stífðum ramma í hvora átt → ~900 kN á ramma

Skákraftur: (F=V / sinθ); θ=45 gráðu → F ≈ 900 / 0,707 ≈1.270 kN

Áskilið A_g Stærra en eða jafnt og 1.270.000 / (0,9×345) ≈4.090 mm²

Réttarhöld: HSS152×152×9,5(A=5,200 mm², í lagi fyrir spennu/þjöppun með mjóleikaprófi)

 

 

Metal Deck: Conform® 2.0 eða Bondek®(prófíldýpt=60 mm)

Steypuplata: 125 mm á þykkt, f'c=25 MPa

Skurpinnar: 19 mm þvermál × 100 mm hæð, á milli kl300 mm ocmeðfram geislum

Samsett aðgerð: Gert er ráð fyrir fullri víxlverkun samkvæmt AISC 360 kafla I

 

 

Jarðvegsskýrsla krafist– gera ráð fyrir miðlungs burðargetu (150 kPa)

Dálkaviðbrögð: Hámark ~1.200 kN → fótstærð ≈ √(1.200 / 150) ≈2.8 m × 2.8 meinangraður fótur

Seismic Anchorage: Akkerisstangir hannaðar fyrir upplyftingu og klippingu samkvæmt ACI 318

 

 

Geisla-í-dálk: Boltar endaplötur eða soðnar augnablikstengingar (ef SMF er notað)

Festu þig-að-Gusset: Whitmore hlutaaðferð samkvæmt AISC Seismic Provisions

Stuðningur við þilfar: Einfalt lega á toppflans geisla

 

 

Atriði	Forskrift
LFRS	Sérstakir sammiðja spenntir rammar (SCBF)
Þyngdargeislar	B410×60 (innrétting), B460×74 (brún)
Dálkar	B250×67 eða HSS203×203×9,5
Spelkur	HSS152×152×9,5
Gólfþilfari	60 mm djúpt samsett málmþilfar + 125 mm steinsteypa
Jarðskjálftaskurður	~7.200 kN (ákvarða hönnun)
Vindþrýstingur	~0,33 kN/m² (ekki-stjórnandi)
Þakhalli	2% stakur halli, studdur af hallandi sperrum

 

 

Ráðið til jarðtæknifræðings á staðnum fyrir jarðvegsskýrslu.

Samræmdu við arkitekt til að finna spennta ramma án þess að hindra bílastæði eða herbergi.

Notaðu -tæringarþolið málningarkerfi (C4 umhverfi samkvæmt ISO 12944 – strand PNG).

Gefðu hreyfisamskeyti ef austur/vestur vængir eru verulega á móti.

Framkvæma ítarlega 3D byggingargreiningu með því að nota hugbúnað (td ETABS, SAP2000) þar á meðal P-Δ áhrif.

 

 

 

Þetta mat á stáltonnum nær yfir aðal- og aukahluta stálbyggingar sem þarf fyrir þyngdarafl og hliðarálags-viðnámskerfi fjögurra hæða hótelsins, þar á meðal:

Súlur (frá grunni að þaki)

Gólf- og þakbitar (samsett hönnun)

Stífur (Special Concentrically Braced Frames – SCBF)

Þakgrind (hallandi þaksperrur og sperrur)

Tengingar (áætlað sem 5% af þyngd aðalmeðlima)

Undanskilið:

Málmþilfar (talið ó-byggingarklæðning/plötustuðningur)

Akkerisstangir, grunnplötur (innifalið í tengingargjaldi)

Stigar, handrið, ýmislegt stál

 

 

Byggingaráætlun samanstendur af tveimur tengdum blokkum:

Austurblokk: 55.6 m × 27 m

Vesturblokk: 25 m × 41.7 m
→ Heildarfótspor ≈2,544 m²

Dæmigert súlunet:7,5 m (langar) × 6,0 m (þvermál)

Fjöldi dálka:

Austurblokk: (55,6/7,5 ≈ 8 víkur → 9 línur) × (27/6 ≈ 4,5 → 5 línur) =45 dálkar

Vesturblokk: (25/7,5 ≈ 3,3 → 4 línur) × (41,7/6 ≈ 7 → 8 línur) =32 dálkar

Dragðu frá skörun við mótum (~5 sameiginlegir dálkar) →Samtals dálkar ≈ 72

Hæð: 4 hæðir (þak meðtalið)

Spennir rammar: 2 í hverja átt á hverri blokk →Alls 8 stíflaðir víkur

Þakhalli: 2%, studdur af hallandi bjálkum; engar trussur

 

 

Í ljósi þess að verkefnið er almennt íbúðarhúsnæði ákváðum við að styrkja allt burðarvirki til að skapa öfluga byggingu með yfir 100 ára endingartíma. Til að ná þessu, skiptum við út hefðbundnum súlum fyrir kassa-stálsúlur og fylltum þær á-stað með steypu, sem jók verulega heildarstyrkleika burðarvirkisins.

 

 

Hluti:Box gerð 400X400x12x12mm(massi=146.2 kg/m)

Hæð á dálki:

Stig 1: 3,8 m

Stig 2–3: 3,7 m hvor

Stig 4: 3,4 m
→ Heildarhæð =14.6 m

Heildarlengd dálks=72 × 14.6 =1,051 m

Þyngd súlu=1,051 m × 146,2 kg/m =153.656 kg ≈ 153,7 tonn

Athugið: Súlur á jarðhæð geta verið þyngri; þetta er meðaltal.

 

 

Innri geislar: WH500X290X10X16mm (massi=109.6 kg/m)

Spönn: 7,5 m

Fjöldi á hæð:

Austurblokk: 5 þverlínur × 8 langsum víkur=40

Vesturblokk: 8 þverlínur × 3 lengdarvíkur=24
→ 64 innri bjálkar á hæð

Samtals fyrir 3 hæðir + þakgrind=4 × 64 =256 geislar

Lengd=256 × 7.5 =1,920 m

Þyngd=1,920 × 109.6=210.432 kg

Kant-/jaðargeislar: WH600X200X12X12mm (massi=92 kg/m)

Jaðarlengd á hæð ≈ 2×(55.6+27) + 2×(25+41.7) – skarast ≈290 m/hæð

Gerum ráð fyrir kantbitum á 6 m fresti → ~48 kantbitar á hæð

Samtals=4 × 48 =192 geislar, meðaltal. span=6.0 m

Lengd=192 × 6 =1,152 m

Þyngd=1,152 × 92=105.984 kg

Heildargeislaþyngd = 210,432 + 105,984 = 316.416 kg ≈ 316,4 tonn

 

 

Hluti:HSS152×152×9,5(massi=42.5 kg/m)

Stuðlaðir: 8 alls (4 í E-V, 4 í N-S)

Hver flói hefur 2 ská á hverri sögu → 4 sögur × 2 =8 skáhallir á hverri spenntri rammlínu

Heildar skáhallir=8 rammar × 8 =64 axlabönd

Meðaltal ská lengd (fyrir 7,5 m × 3,7 m flóa við 45 gráður):
(L=\\sqrt{7,5^2 + 3.7^2} ≈ 8,4 m)

Heildarlengd spelkur=64 × 8.4 =538 m

Stigaþyngd=538 × 42.5 =22,865 kg ≈ 22,9 tonn

 

 

Aðalþaksperrur fylgja eins-hallasniði; notaW310×45(45 kg/m)

Bil: 3,0 m oc (til að styðja við purlins)

Heildarþakflötur=2,544 m² → sperralengd ≈ byggingarbreidd (hámark 41,7 m)

Fjöldi sperra ≈ 80 m / 3,0 ≈27 línur

Meðaltal lengd sperrunnar=35 m (vegið meðaltal af austur/vestur breiddum)

Heildarlengd sperrunnar=27 × 35 =945 m

Þyngd sperrunnar=945 × 45 =42.525 kg

Purlins: C200×20×2,5 (5,5 kg/m), bil 1,5 m oc

Heildarlengd purlins ≈ (2.544 m² / 1,5 m bil) × 1,0 m =1,696 m

Þyngd=1,696 × 5.5 =9.328 kg

Samtals þakstál = 42,525 + 9,328 = 51.853 kg ≈ 51,9 tonn

 

 

Venjuleg vinnubrögð:5%af heildarþyngd aðalfélaga

Aðalmeðlimir samtals=153.7 + 316.4 + 22.9 + 51.9 =533,9 tonn

Tengingar=0.05 × 533,900 =27.245 kg ≈ 27,3 tonn

 

 

Hluti	Þyngd (tonn)
Dálkar	153.7
Gólf- og kantbitar	316.4
Spelkur (SCBF)	22.9
Þakgrind (sperrur + grindar)	51.9
Tengingar (5%)	27.3
Samtals áætlað burðarstál	572,2 tonn

 

 

Heildargólfflötur =2,544 m²

Stál á flatarmálseiningu=572.2 t / 2.544 m² =225 kg/m²

Þetta er sanngjarnt fyrir 4-hæða jarðskjálftaþolna-byggingu úr stáli með spelkum á skjálftasvæði.

 

 

Hagræðingarmöguleiki: Notkun stærri flóa eða minni spelkur gæti dregið úr tonnafjölda, en jarðskjálftakröfur í PNG takmarka minnkun.

Staðbundin tilbúningur: Íhugaðu að staðlaðar hlutar séu tiltækir í PNG eða Ástralíu (gert er ráð fyrir algengum hlutum eins og W-formum og HSS).

Tæringarvörn: Allt stál til að taka á móti heitt-galvaniseruðu eða tvíhliða málningarkerfi vegna hitabeltisumhverfis við strendur.

Ófyrirséð: Bæta við5–10%fyrir hönnunarþróun, byggingarbreytingar eða útlistun á óhagkvæmni →Lokaáætlun fjárhagsáætlunar: ~615–700 tonn. Ef þú bætir við einhverjum stiga og uppbyggingu fyrir lyftur, þá verður allt til staðar650~750 tonní úrslitaleik.

Unnið af: Hangzhou Xixi Building Co., LTD.
Dagsetning: 16. janúar 2026
Grunnur: AISC 360-16, bráðabirgðaútlit, ASCE 7-16 jarðskjálftaforsendur