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。

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 |

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。

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 |
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.

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。

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