鋼鉄格納庫の構造解析と最適化 – ニューカレドニア
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鋼鉄格納庫の構造解析と最適化 – ニューカレドニア

鋼鉄格納庫の構造解析と最適化 – ニューカレドニア

構造能力: メインフレームは適切なサイズ。柱ウェブはクラス 4 – 8 mm に増やすか、有効断面解析を実行します。鋼鉄総重量: 約 69 トン (52 t 格納庫 + 11 t メザニン + 10% 許容値)。移転可能性: ニューカレドニアでのみ直接適用されます。インドネシアでは耐震延性が必要です。フィリピン/トンガは風力発電のアップグレードが必要。チリでは完全な耐震設計の再設計が必要です。最適化の可能性: より広いフレーム間隔、メザニンの小型化、ハンチの短縮により 14 ~ 19% の重量削減が可能です。

製品説明

鋼鉄格納庫の構造解析と最適化 – ニューカレドニア

プロジェクトの場所:ニューカレドニア (ベースライン)、フィリピン、インドネシア、トンガ、チリへの適用性レビューあり。

CC190408-2 New Plane warehouse V1905189

1. 構造構成の概要

 

パラメータ

価値

建物の長さ

25.0 m

シングルクリアスパン

26.75 m

軒の高さ

9.0 m

サイドコラム

H750×250×6×10 (溶接組立)

切妻(風)柱

H450×250×6×10

屋根梁 (ハンチセグメント)

H750~500×250×6×10(テーパー)

ルーフビーム(角柱セグメント)

H500×250×6×10

中二階(片面)

25メートル×3メートル、3階建て

中二階の柱

H300×200×6×8

中二階の梁

H300×150×6×8

 

2. 構造荷重解析

2.1 負荷評価

死荷重 (DL):メインフレーム自重-0.40~0.55 kN/m²。中二階床 4.0 kN/m² (125 mm RC 複合スラブ)。
活荷重 (LL):格納庫 5.0 kN/m²;メザニン 3.0 kN/m²;屋根 0.4 kN/m² (EN 1991-1-1)。
風荷重 (WL):基本風速 vb,0= 36 m/s (EN 1991-1-4)、ピーク速度圧力 qp(z) ≈ 1.25 ~ 1.45 kN/m²。
地震荷重 (EQ):ゾーン 4、agR= 1.6 m/s² (フランスの地震ゾーニング)。 3 階建ての中二階では、ねじり偏心が生じます。

2.2 重要な負荷の組み合わせ (EN 1990 – ULS)

組み合わせ

式

管理コンポーネント

LC1

1.35 DL + 1.5 LL

柱軸、中二階の梁

LC2

1.35 DL + 1.5 WL (圧力)

柱の曲がり、基礎の浮き上がり

LC3

1.0 DL + 1.5 WL (吸引)

屋根梁反転、母屋固定

LC4

1.0 DL + 1.0 LL ± 1.0 EQ

メザニン横方向ドリフト、延性

通常、この 26.75 m スパンのメイン フレームは風荷重 (LC2/LC3) によって決まります。

2.3 メンバーの戦力評価

サイドコラム H750×250×6×10(高さ9.0m):ウェブ細さhw/tw = 730/6 = 121.7 → クラス4(細身)。有効セクションを使用して、曲げ耐力を約 15 ~ 20% 削減する必要があります。

風柱 H450×250×6×10:横方向のたわみ ≈ h/150 – h/200;切妻端には許容可能ですが、限界があります。

屋根梁 (ハンチ + 角柱):H500×250×6×10 弾性モーメント容量 ~648 kN・m (S355)、~197 kN・m のミッドスパンモーメントに十分対応。-。

中二階:柱と梁は、重力荷重に対して大幅に過剰設計されています(柱の需要が約 79 kN であるのに対し、耐力は約 15,800 kN)。{0}横方向の横方向の安定性は、片面取り付けのため専用のブレースが必要です。-

2.4 たわみとドリフトの概要

成分

推定ドリフト/たわみ

限界

状態

サイドコラムトップ(風)

h/200–h/164

h/150

許容できる

屋根梁中間スパン(DL+LL)-

L/760–L/595

L/250

十分な

中二階階間(EQ)

h/375–h/250

h/300

境界線

切妻柱上部

h/164–h/138

h/200

限界

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3. 鋼材トン数の計算

3.1 組み立てられたセクションの単位重量-

セクション

tw(mm)

ふーむ)

tf(mm)

b(mm)

面積 (mm²)

重量(kg/m)

H750×250×6×10

6

750

10

250

9,380

73.6

H450×250×6×10

6

450

10

250

7,580

59.5

H750~500平均

6

-

10

250

8,480

66.6

H300×200×6×8

6

300

8

200

4,904

38.5

H300×150×6×8

6

300

8

150

4,104

32.2

3.2 数量と総トン数

メイン格納庫フレーム (シングルポータル)

メンバー

セクション

長さ(m)

数量

合計 (m)

kg/m

重量(kg)

サイドコラム

H750×250×6×10

9.0

2

18.0

73.6

1,325

風柱

H450×250×6×10

9.0

4

36.0

59.5

2,142

屋根梁(ハンチ)

平均身長 750 ~ 500

13.4

2

26.8

66.6

1,785

屋根梁(角柱)

H500×250×6×10

13.4

2

26.8

59.5

1,595

ポータル フレームごとの小計

6,847

5.0 m 間隔の 6 フレーム: 6 × 6、847 =41,082kg

その他のコンポーネント

重量(kg)

母屋(C/Z、1.2m間隔)

4,675

壁腰部(側面+破風)

3,881

ブレース(屋根+壁)

2,500

メイン格納庫小計

52,138

3 階建ての中二階(25 m × 3 m)

メンバー

セクション

長さ(m)

数量

合計 (m)

kg/m

重量(kg)

コラム

H300×200×6×8

9.0

6

54.0

38.5

2,079

縦梁

H300×150×6×8

5.0

18

90.0

32.2

2,898

横梁

H300×150×6×8

3.0

15

45.0

32.2

1,449

床デッキ(スチール)

-

-

225 m²

-

12kg/㎡

2,700

階段+筋交い(余裕)

-

-

-

-

-

1,500

メザニン小計

10,626

3.3 鋼材の総トン数

カテゴリ

重量(kg)

トン

主要格納庫構造

52,138

52.1

3 階の中二階-

10,626

10.6

+10% 接続、ベースプレート、その他

6,276

6.3

総計

69,040

~69.0

推定材料費(組立鋼):費用の見積もりについては CBC にお問い合わせください。

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4. 国別の適用性評価

4.1 ニューカレドニア (ベースライン) –適合性良好

風速 36 m/s、地震ゾーン 4 – 適切な設計。 C4 ~ C5 の海洋環境に対する腐食保護が必須。

4.2 フィリピン –限界 – 再設計が必要

台風の風速は時速 200 ~ 250 キロ (3 秒の突風 → 10 分間平均約 40 ~ 50 m/s) でニューカレドニアを上回ります。高い耐震性(PGA 1.0gまで)。列のサイズをアップする必要がある可能性があります。メザニンの偏心は重大です。部材の大型化+耐震補強を推奨します。

4.3 インドネシア –耐震改修も可能

風は中程度だが、地震活動は非常に高い(基礎せん断 0.15g ~ 0.35g)。メザニンは構造的に分離するか、延性の詳細を設ける必要があります。屋根-レベルのブレースとRBS接続を追加します。

4.4 トンガ –風力アップグレード後に条件付きで適している

サイクロン地域 (地域 C、AS/NZS 1170.2)、風速 60 ~ 70 m/s の突風。ポータルのメンバーを大型化します (柱 H800 ~ 900、垂木はより深くなります)。 Cyclone-定格の接続と被覆が必要です。

4.5 チリ –完全な耐震設計をしなければ適切ではない

極度の地震活動 (NCh 433、基礎せん断最大 0.40g)。非常に不規則な質量分布(片面メザニン)はねじれチェックに合格しません。-必須: メザニンを分離し、ブレースフレームを追加し、靭性-定格鋼 (シャルピー 0 度で 27J 以上) を使用します。

4.6 比較の概要

国

風が重要ですか?

地震危機?

現在の設計は適切ですか?

一次修正

ニューカレドニア

はい(中程度)

適度

はい

腐食防止

フィリピン

はい(台風)

はい(高い)

いいえ

風力+耐震補強に対応した大型化

インドネシア

適度

はい(非常に高い)

部分的に

メザニン分離 + 延性ディテール

トンガ

はい(サイクロン)

適度

いいえ

サイクロン風に対応したサイズアップ

チリ

低-中

はい(極端)

いいえ

耐震性を全面的に再設計

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5. 構造最適化の機会

5.1 コラム Web 分類

H750 ウェブ細さ 121.7 → クラス 4。クラス 3 と完全な効果を達成するには、ウェブを 8 mm (H750×250×8×10) に増やします。

5.2 メザニンメンバーのダウンサイジング

オプション

カラム

ビーム

中二階に保存する

保守的

H250×150×6×8

H250×125×6×8

~25%

最適化された

H200×150×5×7

H200×100×5×7

~45%

節約の可能性: 3 ~ 5 トン。

5.3 ポータルフレームの間隔

間隔を 6.25 m に増やす (25 m で 5 フレーム) → 1 つのフレームが削除され、約 5.5 ~ 6.0 トンが節約されます。 (ニューカレドニアに適しています。サイクロン地域ではより狭い間隔を保ちます。)

5.4 ハンチの形状

モーメントエンベロープに基づいてハンチを 8 ~ 10 m に短縮します。フレームあたり 600 ~ 800 kg を節約できます。

5.5 腐食保護の最適化

二重システム (HDG + ポリシロキサン) により、C5 環境でのメンテナンス間隔が 30 ~ 40 年に延長されます。

5.6 最適化の概要

戦略

鉄鋼の節約 (トン)

全体の %

メザニンのダウンサイジング

3–5

4–7%

フレーム間隔の増加 (5 フレーム)

5.5–6.0

8–9%

ハンチの長さの短縮

3.5–4.8

5–7%

ウェブの厚さの最適化

–2.5(増加)

–4%

正味の潜在的な節約

9.5–13.3

14–19%

最適化されたトン数:55~60トン.

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6. 結論

 

構造容量:メインフレームは適切なサイズ。カラムウェブはクラス 4 – 8 mm に増やすか、有効断面分析を実行します。

鋼鉄の総重量:約 69 トン (52 トンの格納庫 + 11 t メザニン + 10% の許容量)。

譲渡可能性:ニューカレドニアでのみ直接適用されます。インドネシアでは耐震延性が必要です。フィリピン/トンガは風力発電のアップグレードが必要。チリでは完全な耐震設計の再設計が必要です。

最適化の可能性:より広いフレーム間隔、メザニンの小型化、ハンチの短縮により、14 ~ 19% の重量削減が可能です。

CC190408-2 New Plane warehouse V1905188

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