Peru Logistics Warehouse Project: Grid Structural Analysis and Design Scheme

Peru Logistics Warehouse Project: Grid Structural Analysis and Design Scheme

 

Þetta verkefni er vörugeymsla í Perú, með trapisulaga aðalflugvél. Kjarnamálin eru: breidd 80,59 ~ 114,1m (báðar samsíða hliðar trapisunnar), lengd 190m, byggingarhæð 15,2m; burðarvirkið er 23 ~ 24m, og dálkabilið (fjarlægðin milli hverrar spannar) er 22m. Upprunaleg hönnun viðskiptavinarins tók upp trussbyggingu. Byggt á breiddarstærð, hleðslueiginleikum og notkunarkröfum vörugeymslunnar, leggur CBC til hagræðingu burðarformsins fyrir rist uppbyggingu. Eftirfarandi er ítarleg greining frá fjórum þáttum: burðarkrafti, hönnun stálgrindar, efnishluti og skammti, og kostum og göllum þessa burðarforms.

 

 

 

Trussbyggingin er flatt afl-burðarkerfi, aðallega samsett úr efri strengjum, neðri strengum og vefþáttum. Kraftburðareiginleikar þess- eru einbeittir í planinu: efri strengirnir bera þrýsting, neðri strengirnir bera spennu og vefhlutar (skástaðir og lóðréttir) senda skurðkraft. Heildarálagið er jafnvægið af áskrafti liðanna. Ásamt breytum verkefnisins hefur kraft-lag þess augljósar takmarkanir:

 

1. Ófullnægjandi aðlögunarhæfni á bili: Lengd þessa verkefnis nær 23~24m, sem tilheyrir miðlungs -span flokki (samkvæmt tækniforskrift fyrir geimgrindvirki JGJ 7-2010, miðlungs span er 30m~60m og 23~24m nær neðri mörkin). Fyrir trussbygginguna undir þessu spani er nauðsynlegt að stórauka hlutastærð strenganna og vefliða til að uppfylla kröfur um styrk og stöðugleika, sem er líklegt til að leiða til óþarfa liða, aukinnar sjálfsþyngdar og lélegrar efnahag.

 

2. Ójafnvægi staðbundinn kraftur: Vöruhúsaplanið er trapisulaga. Sem slétt uppbygging er erfitt að laga trussið að staðbundinni kraftdreifingu trapisulaga plansins og líklegt er að staðbundin álagsstyrkur eigi sér stað (sérstaklega á trapisubreiddarbreytingarsvæðinu); á sama tíma mun ósamhverfa álagið sem kann að vera til staðar í vörugeymslunni, eins og þakstöflun og búnaðarhleðslur, auka enn frekar á-af-plana kraftinn á trussinu, krefjast viðbótar stuðningskerfa og auka hönnunarflókið.

 

3. Ófullnægjandi heildarstífleiki: Stífleiki trussbyggingarinnar veltur aðallega á samvinnu meðlima í flugvélinni og stífleiki utan-plans er veik. Undir vindálagi og jarðskjálftavirkni (Perú er staðsett á jarðskjálftasvæði, svo þarf að huga að jarðskjálftakröfum), er auðvelt að framleiða mikla sveigju og lárétta tilfærslu, sem hefur áhrif á öryggi vöruhússins. Auka hliðarfærsluþolnar stuðningur eru nauðsynlegar, sem eykur byggingarerfiðleika og kostnað.

 

Ristbyggingin er staðbundin stangakerfisbygging, mynduð með því að tengja margar stangir í gegnum hnúta samkvæmt ákveðnum lögum, í samræmi við viðeigandi kröfur í tækniforskriftinni fyrir geimnetsbyggingar JGJ 7-2010. Kraftberandi eiginleiki þess er staðbundinn samvinnukraftur, sem hentar betur fyrir þetta verkefni en trussbyggingin. Sértæka kraftagreiningin er sem hér segir:

 

1. Sanngjarnara kraft-burðarform: Grindalagsbyggingin er há-stöðulaust óákveðið kerfi og gert er ráð fyrir að hnútarnir séu lamir. Stafarnir bera aðallega axial spennu eða þrýsting, án augljóss beygju augnabliks og skurðarkrafts. Krafturinn er einsleitur og kraftflutningsleiðin er skýr, sem getur gefið fullan leik í tog- og þjöppunareiginleika stáls, dregið í raun úr kraftálagi einni stangar og lagað sig að 23 ~ 24m spennuþörfinni.

 

2. Sterk staðbundin aðlögunarhæfni: Fyrir trapisulaga planið er hægt að fínstilla ristskipulagið (samþykkja þríhyrningslaga pýramídakerfi eða ferhyrnt pýramídakerfi) til að laga sig að hægfara breytingu á breidd frá 80,59m til 114,1m, forðast staðbundna streitustyrk; á sama tíma, staðbundinn kraftur-burðareiginleika þess gerir honum kleift að dreifa ósamhverfu álagi á áhrifaríkan hátt (svo sem þakstöfluhleðslu og búnaðarhleðslu), án þess að þurfa að bæta við miklum fjölda út-af- flugvélarstuðnings og burðarvirki er sterkari.

 

3. Framúrskarandi stífleiki og stöðugleiki: Stafirnar á ristbyggingunni eru samtvinnuð til að mynda þrívíddar -rýmiskrafts-burðarkerfi og heildarstífleiki er mun meiri en burðarvirkið. Við vindálag og jarðskjálftavirkni er hægt að stjórna sveigju og láréttri tilfærslu innan þess sviðs sem forskriftin leyfir (samkvæmt forskriftinni skal sveigjan undir loftálagi á þaki ekki fara yfir 1/250 af breiddinni); á sama tíma getur þríhyrningspýramídinn, sem minnsta rúmfræðilega óbreytileg einingin sem samanstendur af staðbundinni uppbyggingu, bætt heildarstöðugleika mannvirkisins, án þess að þurfa að setja upp flókið hliðarfærsluþolið kerfi.

 

4. Hleðsluaðlögunarhæfni: Ásamt hleðslueiginleikum vörugeymslunnar (þakálag, lifandi álag, rykálag og hugsanlegt búnaðarálag), getur ristbyggingin jafnt sent álagið til burðanna með því að skipta riststærðinni á eðlilegan hátt, forðast burðarvirki skemmdir af völdum of mikið staðbundið álag; á sama tíma getur það uppfyllt kröfur um jarðskjálftavirki og jarðskjálftavirknin er reiknuð út með aðferð yfirskipunarviðbragða til að tryggja öryggi mannvirkisins við jarðskjálftaaðstæður.

 

 

Ásamt trapisulaga stærð, breidd og álagskröfum þessa verkefnis, notar ristbyggingin tvöfalt-lag ferhyrnt pýramída rist (hentugt fyrir trapisulaga plan, með einfaldri uppbyggingu, jafnan kraft og þægilegt fyrir verksmiðjuframleiðslu og-uppsetningu á staðnum). Stálgrindahönnunin fylgir meginreglunni um "öryggi og notagildi, hagkvæmni og skynsemi". Sértæka kerfið er sem hér segir (öll efni eru valin í samræmi við staðbundna perúska staðla og innlenda staðla, og Q355B stál er valið til að halda jafnvægi á styrk og hagkvæmni):

 

1. Riðlarskipulag: Tvöfalt-lag ferhyrnt pýramídanet er tekið upp, með ristastærð 2,5m×2,5m (hentugt fyrir 22m dálkabil til að tryggja jafnan kraft stanganna); fjöldi rista á mjóa enda trapisunnar (80,59m á breidd) er 32×76 (breiddarstefna × lengdarstefna), og fjöldi rista á breiðu endanum (114,1m breiður) er 46×76. Umbreytingarsvæðið gerir sér grein fyrir breiddarhalla með því að stilla risthornið til að forðast álagsstyrk.

 

2. Risthæð: Ásamt 23~24m spönn er risthæðin 2,2m (hæð-span hlutfallið er um 1/11, sem uppfyllir kröfuna um "hæð-span hlutfall ristarinnar getur verið 1/18~1/10" í forskriftinni), sem tryggir stöðugleika og stífleika byggingarinnar og stífleika hæðar 15,2m.

 

3. Stuðningshönnun: Blandað form af jaðarstuðningi og punktstuðningi er samþykkt. Stuðningur er stilltur á þrönga endann, breiðan enda og báðar hliðar lengdarstefnunnar. Stuðningarnir eru PTFE rennistoðir (í samræmi við nýjar byggingarkröfur forskriftarinnar), sem geta í raun losað hitastigsálag og sent lóðrétta og lárétta krafta á sama tíma; stuðningshnúðarnir samþykkja soðna hola kúluhnúta til að tryggja áreiðanleika tengingar.

 

 

Samkvæmt kraftgreiningunni samþykkir hluti stöngarinnar hringlaga stálpípa (samhverf hlutaeiginleikar, samræmdur kraftur, auðveld vinnsla og tenging). Hlutastærðir stanga í mismunandi hlutum eru sem hér segir (ásamt niðurstöðum útreikninga á innri krafti, sem uppfyllir kröfur um styrk, stífleika og stöðugleika):

Efri strengur: Birnuþrýstingur. Samkvæmt innri krafti eru φ168×6 (þröngur enda og umbreytingarsvæði) og φ180×8 (svæði með miklum krafti á breiðum enda) valin hringlaga stálrör; mjúkleikahlutfallinu er stjórnað innan 150 til að uppfylla stöðugleikakröfur þjöppunarhluta.

Neðri strengur: Bear spenna. φ159×6 (þröngur endi) og φ168×6 (breiður endi) hringlaga stálrör eru valin; mjúkleikahlutfallinu er stjórnað innan við 200 til að uppfylla stífleikakröfur spennuhluta og stöðugleikaprófun er ekki krafist (aðeins styrkleikaathugun er krafist).

Vefhlutar (skástaðir og lóðréttir): Senda áskraft, með tiltölulega litlum krafti. φ114×4 (almennt svæði) og φ127×5 (skiptisvæði með miklum krafti) hringlaga stálrör eru valin; horninu á milli skáhluta og strengsins er stjórnað á milli 40 gráður ~ 60 gráður til að tryggja skilvirkni kraftflutnings.

Hnútar: Soðnir holir kúluhnútar eru samþykktir. Kúluþvermálið er ákvarðað í samræmi við fjölda stanga og hlutastærð, og φ200×8 (almennir hnútar) og φ250×10 (stuðningshnútar með miklum krafti) eru valdir; Stálnotkun hnúta er stjórnað við um 18% af heildarstálnotkun netsins, sem er í samræmi við hefðbundið stig iðnaðarins.

 

Ásamt trapisulaga flatarmáli, ristskipulagi og hlutastærð, að teknu tilliti til stálnotkunar hnúta og tengibúnaðar (boltar, suðu) (reiknað sem 10% af heildar stálnotkun), er heildarstálnotkun ristbyggingar þessa verkefnis reiknuð sem hér segir (að undanskildum grunni og súlubyggingu, aðeins fyrir risthlutann):

 

Efri strengur: Heildarlengd er um 3860m. Þyngd á metra φ168 × 6 stálpípa er 24,7 kg og þyngd á metra φ180 × 8 stálpípa er 35,8 kg, samtals um 102,3t;

 

Neðri strengur: Heildarlengd er um 3720m. Þyngd á metra φ159×6 stálpípa er 22,6 kg og þyngd á metra φ168×6 stálpípa er 24,7 kg, samtals um 85,7t;

 

Vefmeðlimir: Heildarlengd er um 7980m. Þyngd á metra φ114×4 stálpípa er 10,8 kg og þyngd á metra φ127×5 stálpípa er 15,1 kg, samtals um 96,2t;

 

Hnútar og tengihlutir: Heildarstálnotkun er um 28,4t (reiknað sem 10% af heildarþyngd ofangreindra stanga);

 

Heildarstálnotkun ristarinnar: 102.3 + 85.7 + 96.2 + 28.4=312.6t. Stálnotkun eininga er um það bil 18,2 kg/㎡ (reiknað út frá meðalflatarmáli trapisulaga plans), sem er í samræmi við hefðbundið einingarstálnotkunarsvið tveggja-laga ristbygginga (15~20kg/㎡) og hefur góða hagkvæmni.

 

 

1. Betri aðlögunarhæfni á spani: Fyrir miðlungs-bilið 23~24m getur ristbyggingin nýtt áskraft stanganna að fullu, forðast óhóflega stærð stanganna, dregið úr sjálfsþyngd og sparað stálnotkun, sem er hagkvæmara en trussbyggingin.

 

2. Sterkari staðbundin heilindi: Grindakerfið er þrívíddar rýmiskerfi sem getur betur lagað sig að trapisulaga plani vöruhússins, dreift á áhrifaríkan hátt staðbundinni álagsstyrk og hefur betri aðlögunarhæfni að ósamhverfu álagi (svo sem þakstöflunarálagi), án þess að þurfa að bæta við miklum fjölda af burðarvirkjum{{2} og einfalda uppbyggingu{{2} draga úr byggingarerfiðleikum.

 

3. Meiri stífleiki og stöðugleiki: Staðbundin fléttun stanga gerir rist uppbygginguna hafa framúrskarandi heildar stífleika og stöðugleika. Undir vindálagi og jarðskjálftavirkni er aflögunin lítil, sem getur betur uppfyllt öryggiskröfur vöruhúsa (sérstaklega með hliðsjón af jarðskjálftaeiginleikum Perú), og rekstraröryggið er hærra.

 

4. Þægileg bygging og stuttur byggingartími: Hægt er að forsmíða ristbygginguna í verksmiðjunni, með mikilli vinnslu nákvæmni og einfaldri uppsetningu á -stað; hnútarnir eru staðlaðir, sem er þægilegt fyrir samsetningu og smíði, og getur í raun stytt byggingartímann, sem hentar fyrir byggingareftirspurn í stórum flutningavöruhúsum.

 

5. Góð ending og auðvelt viðhald: Hringlaga stálpípuhlutinn er ekki auðvelt að safna ryki og vatni og hefur góða tæringarþol eftir and-tæringarmeðferð; uppbyggingin er einföld, fjöldi viðkvæmra hluta er lítill og síðari viðhaldskostnaðurinn er lágur, sem er í samræmi við langtíma-þörf reksturs vöruhúsa.

 

 

1. Hærri upphafshönnun og vinnslukostnaður: Uppbygging ristarinnar er staðbundið kerfi, hönnunin er flóknari og krafan um nákvæmni hnútvinnslu er meiri; soðnu holu kúluhnúðarnir hafa hærri vinnslukostnað en trusshnúðarnir, sem leiðir til hærri upphafshönnunar og vinnslukostnaðar.

 

2. Meiri kröfur um byggingartækni: -uppsetning ristbyggingarinnar á staðnum krefst fagmannlegs lyftibúnaðar og smíðateyma og uppsetningarnákvæmni hnúta og stanga er stranglega krafist. Í samanburði við trussbygginguna er byggingartækniþröskuldurinn hærri og byggingarkostnaðurinn gæti hækkað lítillega.

 

3. Stærri fjöldi stanga og hnúta: Í samanburði við trussbygginguna hefur ristbyggingin fleiri stangir og hnúta, sem eykur vinnuálag á efnisflutningi og -samsetningu á staðnum að vissu marki, en þessi ókostur er hægt að vega upp með forsmíði verksmiðju og staðlaðri byggingu.

 

Ásamt eiginleikum verkefnisins (trapezoid plan, 23 ~ 24m span, flutningsvörugeymsluþörf og jarðskjálftakröfur í Perú), er ristbyggingin hentugri fyrir þetta verkefni en trussbyggingin. Þrátt fyrir að upphafleg hönnun og vinnslukostnaður kerfisbyggingarinnar sé aðeins hærri, þá hefur það augljósa kosti í aðlögunarhæfni, staðbundinni heilleika, stífleika og stöðugleika, og getur í raun dregið úr síðari viðhaldskostnaði og tryggt langtíma öruggan rekstur vöruhússins. Frá sjónarhóli alhliða hagkerfis og öryggis er hagræðingartillaga um að breyta frá trussbyggingu yfir í netbyggingu sanngjörn og framkvæmanleg.