5トン天井クレーンを備えたパプアニューギニアの18m×55m×6m鋼製倉庫の構造設計

5トン天井クレーン、屋根ベンチレーター、天窓を備えたパプアニューギニア向け18m×55m×6mの鉄骨倉庫の構造設計

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位置: パプアニューギニア (PNG)

気候: トロピカル;雪はなく、地震活動は無視できる

風速: 120 km/h (≈33.3 m/s) → 基本風圧 ≈ 0.7 kN/m² (AS/NZS 1170.2 または同等の現地規定による)

建物の寸法:

幅：18m

長さ：55m

軒高：6m

屋根のピッチ: 5 度 (排水の標準、中間スパンでの上昇 ≈ 0.8 m)

壁と屋根の被覆材: 0.45 mm 塗装済み波形鋼板 (シングルスキン)-

内部機器: 5 トン電動天井走行クレーン (EOT) 1 台、スパン ≈ 16.5 m、メインコラムで支持された滑走路ビーム

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メインフレーム: 7.86 m 間隔の剛性ポータル フレーム (長さ 55 m 以上の 7 ベイ → 合計 8 フレーム、オプションは各ベイ 6.11 m で 9 ベイになります)。

フレーム構成:

柱: CBC カスタマイズ H セクション (溶接プレートセクション)

垂木: 先細のビルドアップ I- セクション

ベース: 鉄筋コンクリート基礎に埋め込まれたピン留めまたは固定ベース (クレーン荷重の場合は固定が望ましい)

クレーン滑走路システム:

クレーン滑走路ビーム: HEA/UB 300–350 (たわみ基準による)

高さ約 5.5 m の柱フランジに溶接されたブラケット接続

クレーンレール：標準QU70または同等品

ブレース: 滑走路ビーム間の水平および垂直ブレース

 

 

母屋: C- セクション (C200×60×20×2.5 mm) @ 屋根上の 1.5 m 間隔

ガーツ: C- セクション (C150×60×20×2.0 mm) @ 壁の垂直間隔 1.2 m

ブレーシングシステム:

屋根: 端部ベイの X- ブレース + 尾根/軒に沿った縦ブレース

壁: 妻の端と側壁の 1 つにあるクロスブレース-

すべてのブレース: Ø12 ～ 16 mm のスチールロッドまたはアングルセクション

 

 

人工呼吸器: 連続棟換気装置 (ポリカーボネートまたは金属) – 長さ 55 m

天窓: 半透明の FRP またはポリカーボネート パネルが 3 番目の母屋ベイ (約 4.5 m 間隔) ごとに統合され、屋根面積の約 10% をカバー → 約. 100 m²

 

 

各柱の下に鉄筋コンクリートパッドフーチング (サイズは 2.0 m × 2.0 m × 深さ 0.8 m と見積もられ、地耐力に応じて 100 kPa 以上)

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死荷重 (DL):

屋根被覆材 + 母屋: 0.12 kN/m²

クレーンガーダ＋レール：0.5kN/m（柱線荷重）

活荷重(LL): メンテナンス荷重=0.25 kN/m² (アクセスできない屋根) -

風荷重 (WL):

基本速度圧力 q=0.613 × V² (V 単位 m/s) → q ≈ 0.68 kN/m²

外部圧力係数 (Cp):

風上の壁: +0.7

風下の壁: –0.5

屋根（5度傾斜）：-0.9（吸込）

内圧：±0.2（半開放建物想定）

正味設計圧力 ≈ 1.0 ～ 1.2 kN/m² (屋根上の臨界吸引)

クレーン荷重:

垂直: 50 kN (5 t) + 衝撃係数 (25%) → 1 輪あたり 62.5 kN

横方向：吊り上げ荷重の10% → 車輪あたり5 kN

縦方向: 5% 制動力

 

 

ポータルフレーム: 二次-解析を使用して重力+風+クレーン荷重を組み合わせた設計(P-Δ効果を考慮)

たわみ限界:

屋根: 風下で L/180

クレーン滑走路: 垂直荷重下で L/600

局部座屈: クレーンブラケット位置のウェブ補強材

接続: 垂木と柱の接合部の溶接モーメント接続。輸送用のボルト留めスプライス

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アイテム	説明	量	単重(kg/m)	総重量(kg)
メインフレーム	テーパー I- セクション (平均 . 110 kg/m)	8 フレーム × (2×6 m 柱 + 18.5 m 垂木)=236 m	110	25,960
クレーン滑走路ビーム	UB 356×171×51 (51kg/m)	2 × 55 m	51	5,610
母屋	C200×2.5mm	(55/1.5 +1) × 18 m ≈ 684 m	3.2	2,189
壁ガート	C150×2.0mm	2×(55+18)×(6/1.2) ≈ 730 m	2.3	1,679
ブレーシング	Ø16ロッド / L50×5アングル	~400 m	平均1.5	600
屋根・壁シート	0.45mm PPGL	屋根: 55×18.2 ≈ 1,001 平方メートル;壁: 2×(55+18)×6=876 平方メートル	4.5kg/平方メートル	8,457
ファスナー、レール、付属品	-	-	-	~2,000
鋼鉄の総重量				≈46,495kg

注：基礎鉄筋、コンクリートは除きます。

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風速：最大250km/h（例：台風ハイエン） → q ≈ 3.0 kN/m²

主な変更点:

メインフレームのセクションサイズを 30 ～ 50% 増加

ポータル フレームの間隔を 6 m (9 ベイ) に減らし、負荷分散を改善します。

より厚いクラッディング (0.55 ～ 0.60 mm) を使用し、強化された固定 (より狭いネジ間隔、ストーム クリップ) を使用します。

屋根と-フレームの接続を強化します（ストラップの代わりにクリートを使用します）

ブレースをさらに追加します (横方向と縦方向の両方)

風力上昇設計におけるより高い安全率（特に軒や隅）

熱応力を軽減し耐久性を向上させるために、ダブルスキン断熱屋根を検討してください。{0}

 

 

耐震係数：Sa(T) ≒ 0.6～0.9g (土壌、時期により異なる)

主な変更点:

リジッドポータルフレームからブレース付きフレームまたは延性のディテールを備えたモーメントに耐えるフレーム-

プラスチック ヒンジの形成を確実に制御するには、均一な（テーパーのない）H-セクションを使用します。-

地震による転倒による全モーメント + せん断 + 揚力を考慮して設計されたベース プレート

クレーンのサポートは耐震性を確保する必要があります (スナッバーまたは横方向のストップ)。

屋根ダイヤフラムは剛性の高い水平トラスとして機能する必要があります → より狭い母屋間隔 (1.2 m) とより強力なシート固定

AISC 341 またはチリの現地規定による延性クラス要件 (例: 低-降伏点-点鋼の使用は許可されない)

高い浮き上がり抵抗と滑り抵抗を実現するように設計された基礎

脆い要素（細い棒など）は避けてください。ブレースに構造アングルまたはチューブを使用する

注記: 地震地帯では、クレーン自体に特別な固定と減衰の設備が必要になる場合がありますが、PNG ではこれらは不要です。

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パプア ニューギニア向けに提案されている倉庫は、コスト効率の高いテーパー フレームと軽量-クラッディングを使用して、中程度の風荷重とクレーンの操作に最適化されています。台風が発生しやすいフィリピンでは、極風に対する堅牢性が設計を左右しますが、耐震性の高いチリでは、延性、冗長性、エネルギー散逸が最重要視され、-根本的に異なる構造システムと材料の使用が求められます。それぞれの場合において、現地の建築基準 (フィリピンの場合は NSCP、チリの場合は NCh) に厳密に従う必要があります。