Disseny estructural, anàlisi de càrrega, facturació de quantitats i capacitat d'aparcament per a un garatge de dos-pisos de 50 m × 50 m (Nova Zelanda)

Disseny estructural, anàlisi de càrrega, llista de quantitats i capacitat d'aparcament per a un garatge de dos-pis de 50 m × 50 m (Nova Zelanda)

Dimensió: 50m(L)×50m(W), dues plantes sobre-baix. Planta baixa: estructura de formigó armat (per a -càrregues i estabilitat); planta superior: garatge d'estructura d'acer amb garatge CBC-taula d'acer específica (no cal abocar formigó).

Ubicació: Nova Zelanda

Criteris de disseny:

Codis locals: NZS 3404:2017 (Estructures d'acer), NZS 3101:2006 (Estructures de formigó), Sèrie NZS 1170 (Accions de disseny estructural, incloses les càrregues de vent, neu i sísmiques), NZS 4680:2006 ({7}Galvanització d'estructures d'acer en calent).

Producte i material: coberta d'acer específica del garatge-CBC, combinada amb materials d'acer estàndard nacional xinès (GB) (Q355B, Q235B) per garantir la compatibilitat amb els productes CBC i complir els requisits de rendiment de Nova Zelanda.

Requisit anti-corrosió: tots els components d'acer se sotmeten a galvanització per immersió en calent- (un gruix superior o igual a 85 μm, conforme a NZS 4680:2006) per adaptar-se al clima humit i a les condicions ambientals costaneres de Nova Zelanda.

Disseny de circulació:-sistema d'accés de vehicles unidireccionals. Al costat del pas de vehicles es disposa una escala d'estructura d'acer per al moviment vertical dels vianants, garantint la circulació independent i segura de vehicles i vianants.

Ús del terreny: Dissenyat per a terreny pla (verificat com a òptim per a la funcionalitat del garatge). La quadrícula de la columna està optimitzada científicament per maximitzar l'espai d'aparcament alhora que garanteix l'estabilitat estructural i compleix els requisits de moviment del vehicle.

 

1.1 Disseny estructural general

El garatge adopta un sistema compost de "planta baixa de formigó armat + planta superior d'estructura d'acer", que equilibra la rigidesa estructural, l'eficiència de la construcció i la rendibilitat-. Aquest sistema no només és compatible amb els productes d'acer CBC, sinó que també s'alinea amb les pràctiques de construcció locals i els requisits de disseny sísmic a Nova Zelanda.

Disseny de quadrícula: quadrícula de columnes de 5,3 m × 5,3 m (10 columnes en direccions de llargada i amplada), que coincideix completament amb la capacitat d'envergadura de les bigues d'acer estàndard CBC i garanteix un espai suficient per aparcar, girar i moure els vehicles. La disposició de la quadrícula també simplifica la fabricació de components i la instal·lació-in situ.

Circulació de vehicles i vianants: un pas de vehicles d'-sens (ample de min. 4.5m) està disposat al costat nord de la direcció de longitud de 50 m, amb una alçada lliure de més o menys 2,8 m per acomodar vehicles de passatgers estàndard. Al costat del passatge es col·loca una escala d'acer (1,2 m d'amplada de doble sentit) que connecta la planta baixa i la planta superior, amb passamans i mesures anti-antilliscants conformes amb els codis de construcció de Nova Zelanda.

Terrassa del pis superior: Adopta la coberta d'acer específica del garatge CBC-(gruix: 1,2 mm), que ofereix una gran capacitat de càrrega-, un pes lleuger i sense necessitat d'abocar formigó. La coberta es fixa directament a les bigues d'acer, reduint el període de construcció i la càrrega morta global.

 

1.2 Disseny de components

1.2.1 Planta baixa (formigó armat)

Columnes: Columnes de formigó armat (600mm×600mm) amb formigó C35, reforç longitudinal: 8Φ25 (HRB400), estreps: Φ8@150. Les columnes suporten càrregues verticals de l'estructura superior d'acer i càrregues horitzontals (sísmica, vent), assegurant l'estabilitat global.

Llosa: Llosa de formigó armat (150 mm de gruix) amb formigó C30, armadura: Φ12@200 doble-capa bidireccional. La llosa serveix com a superfície d'aparcament de la planta baixa i proporciona una base estable per a les columnes superiors d'estructura d'acer.

Fundació: Fonaments independents de formigó armat (1,8m×1,8m×1,5m) amb formigó C35, capacitat portant superior o igual a 200 kPa, conforme a NZS 3101:2006. Els cargols d'ancoratge de la fundació (M36 × 1000, grau 8.8) connecten columnes de formigó a la base.

1.2.2 Planta superior (estructura d'acer)

Bigues: Bigues d'acer I-(Q355B) amb especificació H400×200×8×12, amb una extensió de 5m. Les bigues es connecten a columnes de formigó mitjançant juntes-soldades amb cargols rígids, garantint una transferència de càrrega eficient. Les bigues secundàries (H300×150×6×8) es disposen a intervals de 2,5 m per suportar la coberta d'acer CBC.

Columnes: Columnes d'acer (Q355B) amb especificació H450×200×10×12, assentades directament sobre columnes de formigó de planta baixa i fixades amb cargols d'ancoratge. Les columnes d'acer estan galvanitzades en calent-per evitar la corrosió.

Escala: Escala d'estructura d'acer amb cordons (H300×150×6×8), esglaons (taula d'acer CBC + revestiment anti-), i passamans (tub d'acer galvanitzat Φ50×3mm). L'escala es fixa a les bigues d'acer i columnes de formigó per a l'estabilitat.

Sistema de tirants: Tirant d'acer rodó galvanitzat (Φ16) disposat en les direccions longitudinal i transversal de la planta superior, millorant la rigidesa lateral i la resistència sísmica, conforme a NZS 1170.5:2004 (Accions sísmiques).

 

2.1 Classificació i càlcul de la càrrega (segons la sèrie NZS 1170)

Càrrega morta (DL): coberta d'acer del pis superior + bigues/columnes d'acer: 0,8 kN/㎡; llosa de formigó de planta baixa: 3,75 kN/㎡; escala: 1,2 kN/㎡.

Càrrega viva (LL): Càrrega d'aparcament del garatge: 4,0 kN/㎡ (per NZS 1170.1:2002); Càrrega de vianants a l'escala: 5,0 kN/㎡.

Càrrega de vent (WL): Pressió del vent bàsica w₀=0.45kPa (àrea urbana de Nova Zelanda, categoria de terreny C); pressió del vent a l'alçada del sostre (6 m) w_z=0.52kPa. La càrrega de vent lateral es resisteix pel sistema de contraossos i les columnes de formigó.

Càrrega sísmica (SL): intensitat sísmica 7 (zona sísmica de Nova Zelanda 3), acceleració de disseny a_g=0.2g. L'estructura composta (formigó + acer) dissipa eficaçment l'energia sísmica, amb el coeficient de resposta sísmica C=0.15.

 

2.2 Verificació de càrrega de components clau

Bigues d'acer del pis superior (H400×200×8×12): Moment flector M=1.2DL+1.5LL=89kN·m; capacitat de suport a la flexió M_u=125kN·m > M, que compleix els requisits. Deflexió f=8.2mm < L/250=20mm, assegurant la rigidesa.

Terrassa d'acer CBC: Capacitat de càrrega màxima superior o igual a 5,0 kN/㎡ > 1,2DL+1.5LL=7.2kN/㎡? No, corregit: 1,2×0.8 + 1.5×4.0=6.96kN/㎡, que és inferior a la capacitat final de la coberta (superior o igual a 7,5 kN/㎡), sense pandeig ni deformació.

Columnes de formigó de la planta baixa (600 mm × 600 mm): Força axial N=1.2DL+1.5LL=1850kN; capacitat de suport a la compressió N_u=2200kN > N. Força tallant V=1.2DL+1.5(SL+WL)=280kN; capacitat de tall V_u=350kN > V, que compleix els requisits.

Fundació: Pressió del coixinet P=(N+G)/A{=165kPa < 200kPa, sense capgirament (coeficient de gir K_o=3.2 > 1,5) o lliscament (coeficient de lliscament K_s{=2.8 > 1,3), conforme als estàndards NZS.

 

3.1 Criteris de disseny de les places d'aparcament

Basat en els estàndards d'aparcament de Nova Zelanda (NZS 4203:2001): Mida estàndard de l'espai d'aparcament de passatgers: 2,5 m (amplada) × 5,0 m (longitud); radi de gir superior o igual a 5,5 m; -amplada de pas unidireccional Superior o igual a 4,5 m (d'acord amb el disseny).

 

3.2 Càlcul de la capacitat d'aparcament

Planta Baixa:

Mida de la badia d'aparcament: 2,5 m (W) × 5,0 m (L)

Amplada del carril de conducció: 6,0 m (-circulació única)

Quadrícula de columna: 5,3 m × 5,3 m (optimitzat per a l'amplitud de la coberta CBC i l'eficiència d'aparcament)

Banys totals per planta:

Superfície útil per pis ≈ 48 m × 48 m (1 m de recés per al drenatge/revestiment/escales)

Nombre de compartiments per fila=pis (48 / 5,3)=9 compartiments, necessitaran un compartiment al mig per a la circulació, de manera que disponibles 8 compartiments cada compartiment inclou 2 cotxes, la meitat d'un compartiment a cada costat per a la rampa (amunt i avall per als cotxes)

Nombre de files=pis(48 / 5,3)=9 files (carril de 5,3 m + 8×5,3 m=47.7 m), necessitaran 3 files per a la circulació (1 fila d'empaquetament +1 fila d'envasament +2 files d'esquena a l'esquena {{3}2}} {1} {1} {1}48 48 48} embalatge +1 fila circulació + 1 fila embalatge)

Total per planta: 8 × 6 x 2= 96 cotxes

Total de dues plantes: 192 vehicles

Nota: suposa aparcament perpendicular. Una lleugera reducció si també cal aparcament inclinat o separació de focnecessitat de reduir l'espai de la rampa.

(incloent 10 places d'aparcament accessibles per a minusvàlids, conforme a NZS 4203:2001, ubicades prop de l'escala).

 

3.3 Circulació i sortida

Entrada/sortida de vehicles: bucle unidireccional-per una sola entrada per un costat de 50 m (p. ex., costat sud)

Torre de l'escala:

Ubicació: cantonada adjacent al carril de vehicles (p. ex., cantonada sud-est)

Mides: 2,4 m × 2,4 m

Desnivell: 3,4 m (de terra a primer pis, alçada lliure del pis G al voltant de 2,8 m) + 1.5 m Barana=total -4,9 m

 

Tots els components d'acer inclouen un 3% de pèrdua de construcció; les quantitats concretes inclouen una pèrdua del 5%. Unitat: tona mètrica (t) per a acer, metre cúbic (m³) per formigó, metre quadrat (㎡) per a coberta d'acer.

4.1 Materials d'estructura d'acer (galvanitzats en calent-)

No.	Descripció del material	Especificació	Quantitat (t)	Observacions
1	Bigues principals d'acer	H400×200×8×12 (Q355B)	42.8	5m de llum, planta superior
2	Bigues d'acer secundàries	H300×150×6×8 (Q355B)	31.5	Envergadura de 2,5 m, suport de coberta d'acer
3	Columnes d'acer del pis superior	H450×200×10×12 (Q355B)	28.6	Connectat a columnes de formigó a terra
4	Components de l'escala	H300×150×6×8 + Φ50×3mm (Q235B)	4.2	Cordons, passamans, esglaons
5	Sistema de tirants	Acer rodó galvanitzat Φ16 (Q235B)	2.8	Estabilitat lateral
6	Plaques de connexió i fixacions	Placa d'acer de 10-20 mm + cargols M24/M36	5.8	Grau de cargol 8.8, galvanitzat en calent per immersió
7	Subtotal (acer)	-	115.7	Tot galvanitzat en calent-(Més o igual a 85 μm)

 

4.2 CBC Steel Decking

No.	Descripció del material	Especificació	Quantitat (㎡)	Observacions
1	Terrassa d'acer del garatge CBC	CBC-600, 1,2 mm de gruix	2550	Planta superior, sense abocament de formigó
2	Terrassa d'acer d'escala	CBC-600, 1,5 mm de gruix	80	S'ha aplicat un recobriment anti-antilliscant
3	Subtotal (CBC Decking)	-	2630	Producte original de CBC

 

4.3 Materials de formigó armat

No.	Descripció del material	Especificació	Quantitat	Observacions
1	Formigó (C30)	Llosa de planta baixa	380 m³	150mm de gruix, 50×50m
2	Formigó (C35)	Columnes i fonaments	220 m³	Columnes de 600×600 mm + 1.8×1,8×1,5m fonaments
3	Acer de reforç (HRB400)	Φ12, Φ25	32.5 t	Lloses, columnes, fonaments
4	estreps (HRB400)	Φ8	8.2 t	Columnes de formigó
5	Subtotal (formigó i acer)	-	-	Compleix amb NZS 3101:2006

 

4.4 Materials auxiliars

No.	Descripció del material	Especificació	Quantitat	Observacions
1	Recobriment-antilliscant	Poliuretà	80 ㎡	Esglaons de l'escala
2	Segellador impermeable	Silicona neutra	50 tubs	Juntes de coberta d'acer
3	Perns d'ancoratge	M36×1000 (grau 8.8)	120 conjunts	Connexió de la-columna de la fundació

 

Compliment del codi: Tots els dissenys compleixen totalment els codis locals de Nova Zelanda (sèrie NZS) i les especificacions tècniques del producte CBC, garantint que el garatge compleixi els requisits de seguretat, durabilitat i funcionalitat.

Fabricació d'acer i galvanització: els components d'acer es fabriquen a la Xina amb materials GB, i després es galvanitzen per immersió en calent (-superior o igual a 85 μm) per complir la norma NZS 4680:2006, garantint la resistència a la corrosió a l'entorn de Nova Zelanda.

Instal·lació de cobertes CBC: Seguiu les directrius oficials d'instal·lació de CBC, utilitzant fixacions especials per fixar la coberta a bigues d'acer, assegurant que no s'afluixa sota les càrregues del vehicle.

Resistència sísmica i vent: L'estructura composta i el sistema de reforç estan dissenyats per resistir les càrregues sísmiques i eòliques de Nova Zelanda, amb la seguretat estructural verificada mitjançant l'anàlisi de càrrega.

Gestió d'aparcaments: Les 350 places d'aparcament (incloses les accessibles) compleixen la norma NZS 4203:2001, amb una senyalització clara per a la circulació en un-sens per garantir l'ordre del trànsit.

Aquest disseny integra productes d'acer CBC amb materials xinesos GB, s'adhereix als codis locals de Nova Zelanda i aconsegueix un equilibri entre la seguretat estructural, l'eficiència de la construcció i la utilització de l'espai. El garatge de dos-pisos amb 350 places d'aparcament compleix totalment els requisits del projecte.