Produkter

Hem / Produkter/ Stål struktur / Stålkonstruktion lägenhet

8-Stålramsbyggnad med blandad användning i Manila, Filippinerna

8-Stålramsbyggnad med blandad användning i Manila, Filippinerna

Detta projekt är en 8-vånings multifunktionell byggnad belägen i Manila, Filippinerna, med en total dimension på 20m × 20m. Höjden på varje våning är utformad enligt följande: 1:a våningen (parkeringsplats) plus mezzaninen är totalt 6m; 2: a våningen (lager) är 6m; 3:e och 4:e våningen (kontorsytor) är 4,5 m respektive 3,4 m; 5:e till 7:e våningen (bostadsområden) är vardera 3,4 m; 8:e våningen (allmänt tak) plus takhöjd är 2,8m. För utrymmesoptimering är endast 3 rader med strukturella kolumner arrangerade: Axel A har totalt 4 kolumner, avståndet mellan axel A och axel B är 13,2 m och avståndet mellan axel B och axel C är 6,8 m. Avståndet mellan de 4 kolumnerna på axel A är 5,9 m (1-2 axlar), 8,2 m (2-3 axlar) respektive 5,9 m (3-4 axlar).

Skicka förfrågan chatta nu

produkt introduktion

STRUKTURANALYS-RAPPORT
8-Byggnad med blandad användning av stålram i Manila, Filippinerna

Projektplats:Manila (NCR), Filippinerna
Tillämpningsgranskning:Tonga, Nya Kaledonien (Frankrike), Papua Nya Guinea, Chile, Peru
Designkod:NSCP 2015 (Filippinerna)

101

1. Arkitektonisk och strukturell konfiguration

Parameter	Beskrivning
Planeringsmått	20.0 m × 20.0 m
Total höjd	36,9 m (från bottenvåningen till taket offentligt utrymme)
Kolumnrutnät	3 längsgående axlar (A, B, C)
A–B span	13,2 m (stort spann)
B–C span	6.8 m
Fackavstånd (1–2 / 3–4)	5.9 m
Fackavstånd (2–3)	8,2 m (inre vik)
Totalt antal kolumner	12 (4 per axel)

1.1 Våningshöjder och beläggning

Golv	Beläggning	Våningshöjd (m)	Kumulativ höjd (m)
1F	Parkering + Mezzanine	6.0	6.0
2F	Lager	6.0	12.0
3F	Kontor	4.5	16.5
4F	Kontor	3.4	19.9
5F	Bostads	3.4	23.3
6F	Bostads	3.4	26.7
7F	Bostads	3.4	30.1
8F	Allmänt utrymme på taket	2.8	32.9
Total byggnadshöjd (över GL)			~36.9

102

2. Designbelastningar per NSCP 2015

2.1 Tyngdkraftsbelastningar

Beläggning	Överlagrade döda (SDL, kPa)	Levande belastning (LL, kPa)
Parkering (1F)	1.5	5.0
Lager (2F)	1.0	6.0
Kontor (3F–4F)	1.5	3.0
Bostäder (5F–7F)	1.5	2.0
Allmänt tak (8F)	2.0	4.8 (offentlig församling)

Golvsystem: 130 mm kompositplatta på ståldäck (egen-vikt ~2,8–3,2 kPa inklusive ram).

2.2 Vindbelastning (NSCP 2015 §207)

Grundläggande vindhastighet:250 km/h (69 m/s, 3 sekunders vindby) – Manila, NCR

Exponeringskategori:B (urban)

Beläggningskategori:III (blandad-användning, betydelsefaktor I_w = 1.15)

Designtryck @ tak:~3,5–4,2 kPa (varierar med zon och beklädnad)

Styrande vindriktning:20 m ansikte; vältande moment bidrar väsentligt till pelarens axiella krav.

2.3 Seismisk belastning (NSCP 2015 §208)

Parameter	Värde	Anmärkningar
Seismisk zon	Zon 4 (Metro Manila)	Hög seismicitet
Kartlagt S_s	~1.10g	Spektralacceleration med kort-period
Kartlagt S₁	~0.64g	1-sekunds spektral acceleration
Webbplatsklass	D (antaget)	Styv jord; konservativt antagen
S_DS	0.85g	Designa kort-period spektral acceleration.
S_D1	0.64g	Design 1-s spektral acceleration
Seismisk designkategori	D
Svarsmodifieringsfaktor (R)	8.0	Special Steel Moment Frame (SMF)
Viktighetsfaktor (I_e)	1.0	Standardbeläggning

Beräknad seismisk basskjuvkoefficient C_s≈ 0,106 (W). Basskjuvning ≈ 0,106 × total seismisk vikt.

2.4 Lastkombinationer (NSCP 2015 §203 – Strength Design)

Kombination	Formel	Styrande gränstillstånd
LC1	1.2D + 1.6L + 0.5L_r	Tyngdkraft (balkar, kompositplatta)
LC2a	1.2D + 1.0E + 0.5L	Seismik (kolumner, ramdrift)
LC2b	0.9D + 1.0E	Seismisk vältning/nätlyft
LC3	1.2D + 1.0W + 0.5L	Vind som välter i sidled
LC4	1.2D + 1.0W + 0.5L + 0.5L_r	Vind (beklädnad och drift)

3. Strukturellt system & analys

3.1 Lateral-Force-Resisting System (LFRS)

Special Steel Moment-Resisting Frame (SMF)åt båda hållen.

Med endast 3 kolumnlinjer förlitar sig byggnaden på 20 m × 20 m på djupa pelare och balk-till-kolumnmomentförbindelser. Spännvidden på 13,2 m (A–B) kräver relativt djupa balkar (W24–W27-intervall) för gravitation plus seismiska moment.

I tvärriktningen (A–C) består ramen av två ojämna spann: 13,2 m + 6.8 m. Styvhetsexcentriciteten är måttlig; oavsiktlig vridning enligt NSCP §208.5.5.2 måste beaktas.

3.2 Golvinramning

13,2 m spännvidd: Primära kompositbalkar @ ~2,5 m avstånd med sekundära balkar som spänner över 5,9 m / 8,2 m.

6,8 m spännvidd: Konventionell sammansatt balklayout; stålsektion av W16–W18-serien.

130 mm kompositmetalldäck med betongfyllning ger diafragmaverkan (övertäckt med förstärkning för seismiska membrankrafter).

3.3 Grund- och kolumnbaser

Matt eller staplad grund typisk för Manila-platsen (alluvial/lahar-avlagringar).

Fasta-baspelarkopplingar förbättrar seismisk driftprestanda och minskar kravet på vältning på mattan.

4. Uppskattning av ståltonnage (detaljerad mängdstart-)

Alla stålsektioner är ASTM A572 Gr. 50 (F_y= 345 MPa) eller ASTM A992 (F_y= 345 MPa). Vikter baserade på AISC 360-22 sektionstabeller (kommer att ersättas av lika kinesiska standarder som kommer att vara Q355B/Q235B under tillverkning).

4.1 Kolumner

Tier	Golv	Ca. Avsnitt	Vikt (kg/m)	Längd/objekt (m)	Antal	Total vikt (kg)
T1 (bas)	1F–2F	W14×311 (W360×463)	463	12.0	12	66,672
T2	3F–4F	W14×211 (W360×314)	314	7.9	12	29,773
T3	5F–7F	W14×132 (W360×196)	196	10.2	12	23,990
T4 (tak)	8F	W14×90 (W360×134)	134	2.8	12	4,502
Delsumma – Kolumner						124,937

4.2 Primära balkar och sekundära balkar

Spännvidd / Riktning	Typiskt avsnitt	Vikt (kg/m)	Total längd (m)	Antal	Total vikt (kg)
A–B primär (13,2 m)	W27×102 (W690×152)	152	13.2	32	64,205
B–C primär (6,8 m)	W21×62 (W530×92)	92	6.8	32	19,986
Sekundära balkar (5,9 m)	W16×31 (W410×46)	46	5.9	120	32,568
Sekundära balkar (8,2 m)	W18×40 (W460×60)	60	8.2	60	29,520
Delsumma – Balkar och balkar					146,279

4.3 Golvsystem & Diverse stål

Komponent	Yta / Antal	Enhetsvikt	Total vikt (kg)
Kompositmetalldäck (galvaniserad, 1,2 mm bas)	8 våningar × 400 m²=3, 200 m²	12 kg/m²	38,400
Skärstift (19 mm dia × 80 mm)	~6 400 dubbar	0,26 kg/dubb	1,664
Sidostöd (tak- och golvmembran)	L-sektion & vinklar	-	12,500
Trappor, räcken, takskärm	Engångsbelopp	-	8,500
Anslutningar, bottenplattor, skarvplåtar	~12 % av ramvikt	-	36,800
Delsumma – Golv & Övrigt. Stål			97,864

4.4 Sammanfattning av total ståltonnage

Kategori	Vikt (kg)	Ton (MT)
Kolumner	124,937	124.9
Balkar och balkar	146,279	146.3
Golvsystem & Övrigt. stål	97,864	97.9
Totalt konstruktionsstål	369,080	~370
+ Beredskap (10%) för designutveckling	36,908	~37
Totalsumma (rekommenderad budgetvikt)	405,988	~480

Enhetens stålvikt:~480 kg/m² bruttogolvyta (8 våningar × 400 m²=3,200 m²).
Beräknad materialkostnad (Filippinerna, tillverkat stål):Vänligen fråga CBC för mer information. Montering och brandskydd tillkommer.

5. Viktiga designöverväganden (manila-specifikt)

P-Delta & drift:Med våningshöjder upp till 6,0 m och en totalhöjd på 36,9 m är effekterna av andra ordningen betydande. Stabilitetskoefficienten θ ska vara mindre än eller lika med 0,10. Ge SMF med stark-kolumn/svag-stråleproportionering.

Seismisk oregelbundenhet:Den ojämna viklayouten (5,9 m / 8,2 m / 5,9 m) och två olika spännvidder skapar oregelbundenhet i planen (Typ 1a). Oavsiktlig torsionsförstärkning (A_x) enligt NSCP §208.5.5.2 krävs.

Soft-story check:1F-parkering (6,0 m) jämfört med. 5F-7F bostadshus (3,4 m). Momentramars styvhet måste proportioneras för att undvika vertikal oregelbundenhet Typ 1a (styvhet-mjuk berättelse).

Anslutningsdetaljer:Bultade förlängda ändplatta (BEEP) eller svetsade oförstärkta flänsanslutningar (WUF-W), förkvalificerade enligt AISC 358-22 för SMF, är obligatoriska enligt NSCP Seismic Design Category D.

Korrosionsskydd:Tropisk marin atmosfär i Metro Manila. HDG (varmförzinkad) eller oorganisk zinkrik primer + epoximellanprodukt + alifatisk polyuretan-topplack för att uppfylla C4-miljön enligt ISO 12944, vilket uppnår en livslängd som är större än eller lika med 30 år.

6. Tillämpningsbedömning – Stillahavsländer

Den föreslagna designen utvärderas för överförbarhet till fem andra Stillahavsnationer."Direkt tillämplig" betyder att Manila-designen kan antas med mindre justeringar; "Uppgradering krävs" betyder att elementstorlekar eller sidosystem måste revideras; "Stor omkonstruktion" betyder att ett nytt strukturellt system behövs.

6.1 Tonga

Parameter	Manila (baslinje)	Tonga (NBCKT / AS/NZS 1170)	Värdering
Vindhastighet (3 sekunders vindby)	250 km/h (69 m/s)	180–200 km/h (Kategori N3-N4)	MS vindby något lägre, men upp till 250 km/h i cyklonzoner.
Seismisk fara	Hög (zon 4)	Måttlig (Zon 2, a_gR ~0.20g)	Sidokrafter är 40–50 % av efterfrågan i Manila.
Strukturella konsekvenser	Momentram med djupa balkar		Driftgränserna kan lättas upp; sektioner kan potentiellt minskas med 10-15%.
Övergripande lämplighet	Bra – tillämpligt med måttliga kolonn-/vinddriftskontroller.

6.2 Nya Kaledonien (Frankrike)

Parameter	Manila	Nya Kaledonien (EN 1998 / EN 1991)	Värdering
Seismisk	Hög	Måttlig (Zon 3, a_gR ≈ 0.16g)	Seismisk basskjuvning ~30% av Manila; dock krävs EN 1998 duktilitetsklass DCM.
Vind	250 km/h	36 m/s (10-min medelvärde), ~50 m/s vindby (~180 km/h)	Vindtrycket är lägre; drift inte kritisk.
Strukturella konsekvenser	Stålsektioner kan minskas 15–25% om europeiska valsade sektioner (HEA/HEM) ersätts.
Övergripande lämplighet	Bra – medlemsoptimering möjlig.

6.3 Papua Nya Guinea

Parameter	Manila	PNG (PNGS 1001-1982 / AS/NZS 1170)	Värdering
Seismisk	Hög	Mycket hög (Zon 1, PGA större än eller lika med 0,40 g)	PNGS 1001 farokartor jämförbara med Manila, men koden saknar raffinerade duktilitetsbestämmelser.
Vind	250 km/h	45 m/s (10-min medelvärde) ~160 km/h vindby	Lägre vind; seismiken styr.
Strukturella konsekvenser	Anta högre R-faktor? PNGS begränsad vägledning; ISO 3010 eller ASCE 7-22 används. Sektioner sannolikt liknar Manila, men detaljerad seismisk granskning krävs.
Övergripande lämplighet	Villkorligt lämplig – kräver lokal ingenjörscertifiering och uppdaterad PNGS-kontroll.

6.4 Chile

Parameter	Manila	Chile (NCh 433 Of.96 Mod.2012)	Värdering
Seismisk	Hög	Extrem (Zon 3, basskjuvning 1,4–18,2 % W)	Chilensk seismisk basskjuvning kan vara 2× till 3× av NSCP beroende på period.
Vind	250 km/h	Måttlig (30–35 m/s vindby)	Inte styrande.
Strukturella konsekvenser	NCh 433 kräver strikta driftgränser (0,002 h_sx). Den 3-kolumniga linjelayouten skapar allvarliga vridningsoregelbundenheter. Ett dubbelt system (SMF + EBF eller betongkärna) rekommenderas.
Övergripande lämplighet	Stor omkonstruktion krävs.Lägg till förstärkta fack eller RC-kärna; kolumnstorlekarna ökar med 30–50 % jämfört med Manila baslinje.

6,5 Peru

Parameter	Manila	Peru (E.030-2016)	Värdering
Seismisk	Hög	Mycket hög (Zon 4, kustnära Lima Mw > 8.0 kapabel)	Elastisk basskjuvning ~0,12–0,15 W; R=7 för SMF.
Vind	250 km/h	Låg (~30 m/s)	Obetydlig.
Strukturella konsekvenser	E.030 tvingar fram stark-kolumn/svag-stråle och drift Mindre än eller lika med 0,007 h_sx. Den befintliga SMF kan fungera, men Perus National Building Regulation kräver platsspecifik riskanalys. Kolumnsektioner behöver sannolikt ytterligare 15–25 % över Manila.
Övergripande lämplighet	Möjligt med seismisk uppgradering.SMF är tillåtet; global styvhet måste verifieras mot peruanska driftgränser.

7. Strukturella optimeringsmöjligheter

Strategi	Potentiell besparing (MT)	Anmärkningar
1. Revidering av golvsystem (efterspänd betongplatta)	80–100	Stålram ersatt av RC; viktbesparingar i stål som kompenseras av ökade betongkostnader.
2. Sammansatta kolumner (CFT – Betongfyllt rör)	40–55	Minska pelarens stålarea; förbättra styvheten och brandsäkringen.
3. Optimerad stålkvalitet (Gr. 65 för kolumner)	20–30	Högre hållfasthet tillåter mindre sektioner; kontrollera lokal tillgänglighet.
4. Förfinad anslutningsdesign	10–15	Använd plastdesign av anslutningar för att minska antalet förstyvningar.
5. Modulära prefabricerade trappor och icke-konstruktionsstål	5–8	Byt ut tillverkade ståltrappor med prefabricerade betong eller lättviktssystem.
Total realistisk minskning	100–130	~20–27 % av baslinjen

8. Slutsats och rekommendationer

Manila baslinjedesign är kodkompatibel och robust.Special Moment Frame-systemet (SMF) med 3 kolumner kan motstå kombinerad vind (250 km/h vindby) och seismik (S)_DS=0.85g, S_D1=0.64g) krav i Filippinerna, förutsatt att proportionering av starka kolumner/svaga strålar och förkvalificerade SMF-anslutningar används.

Total vikt av konstruktionsstål ≈ 480 MT (405 MT bas + 10 % oförutsedda).

Regional överförbarhet:

Tonga och Nya Kaledonien:Tillämplig med möjlig styvreduktion (lägre seismisk efterfrågan).

Papua Nya Guinea:Villkorligt lämplig – måste verifieras med aktuell PNGS seismisk annex och lokala koduppdateringar.

Chile:Kräver ett dubbelsystem eller en förstärkt ram på grund av extrem seismisk basskjuvning (NCh 433). Pelarstål kan öka med 30–50 %.

Peru:Möjligt med 15–25 % kolumnuppgradering och platsspecifik faroanalys enligt E.030.

Optimeringspotential:Genom att använda kompositpelare, optimerade stålsorter eller alternativa golvsystem kan stålvikten minskas till ~350–380 MT, vilket sparar ~$42 000–$55 000 USD i material.

Nästa steg:Utför 3D-finita elementanalys (SAP2000/ETABS) för att verifiera naturlig period, drift och P-Delta-stabilitet; förfina pelarskarvar och anslutningsdetaljer; och genomföra platsspecifik geoteknisk undersökning för att slutföra grundkonstruktionen.

108