Conception structurelle, analyse de charge, devis quantitatif et capacité de stationnement pour un garage à deux étages de 50 m × 50 m (Nouvelle-Zélande)

Conception structurelle, analyse de charge, devis quantitatif et capacité de stationnement pour un garage à deux étages de 50 m × 50 m (Nouvelle-Zélande)

Dimension: 50m(L)×50m(W), deux au dessus-rez-de-chaussée. Rez-de-chaussée : structure en béton armé (pour la portance-et la stabilité) ; étage supérieur : garage à structure métallique avec garage CBC-platelage en acier spécifique (pas de coulage de béton requis).

Emplacement: Nouvelle-Zélande

Critères de conception:

Codes locaux : NZS 3404 :2017 (Structures en acier), NZS 3101 :2006 (Structures en béton), série NZS 1170 (Actions de conception structurelle, y compris les charges de vent, de neige et sismiques), NZS 4680 :2006 (Galvanisation par immersion à chaud-pour les structures en acier).

Produit et matériau : platelage en acier spécifique au garage CBC-, associé aux matériaux en acier conformes aux normes nationales chinoises (GB) (Q355B, Q235B) pour garantir la compatibilité avec les produits CBC et répondre aux exigences de performance de la Nouvelle-Zélande.

Exigence anti-corrosion : tous les composants en acier subissent une galvanisation à chaud-par immersion (épaisseur supérieure ou égale à 85 μm, conforme à la norme NZS 4680 : 2006) pour s'adapter au climat humide et aux conditions environnementales côtières de la Nouvelle-Zélande.

Conception de circulation : Système d'accès aux véhicules-à sens unique. Un escalier en structure d'acier est disposé à côté du passage des véhicules pour le mouvement vertical des piétons, assurant une circulation indépendante et sûre des véhicules et des piétons.

Utilisation du terrain: Conçu pour les terrains plats (vérifié comme optimal pour la fonctionnalité du garage). La grille de colonnes est scientifiquement optimisée pour maximiser l'espace de stationnement tout en garantissant la stabilité structurelle et en répondant aux exigences de mouvement des véhicules.

 

1.1 Disposition structurelle globale

Le garage adopte un système composite de « rez-de-chaussée en béton armé + étage supérieur en structure métallique », qui équilibre la rigidité structurelle, l'efficacité de la construction et la rentabilité-. Ce système est non seulement compatible avec les produits en acier CBC, mais s'aligne également sur les pratiques de construction locales et les exigences de conception sismique en Nouvelle-Zélande.

Disposition de la grille: Grille de colonnes de 5,3 m × 5,3 m (10 colonnes dans le sens de la longueur et de la largeur), qui correspond parfaitement à la capacité de portée des poutres en acier standard CBC et garantit un espace suffisant pour le stationnement, les virages et le mouvement des véhicules. La disposition en grille simplifie également la fabrication des composants et l'installation sur-site.

Circulation des véhicules et des piétons : Un passage à sens unique pour les véhicules (. 4.5 m de largeur) est aménagé le long du côté nord de la direction de 50 m de longueur, avec une hauteur libre supérieure ou égale à 2,8 m pour accueillir les véhicules de tourisme standard. Un escalier en acier (à double sens de 1,2 m de largeur) est placé à côté du passage, reliant le rez-de-chaussée et les étages supérieurs, avec des mains courantes et des mesures antidérapantes conformes aux codes du bâtiment néo-zélandais.

Platelage à l'étage supérieur : Adopte un platelage en acier spécifique au garage CBC-(épaisseur : 1,2 mm), qui présente une capacité portante élevée-, un poids léger et ne nécessite pas de coulage de béton. Le platelage est directement fixé aux poutres en acier, réduisant ainsi la période de construction et la charge morte globale.

 

1.2 Conception des composants

1.2.1 Rez-de-chaussée (béton armé)

Colonnes: Colonnes en béton armé (600mm×600mm) avec béton C35, renfort longitudinal : 8Φ25 (HRB400), étriers : Φ8@150. Les colonnes supportent les charges verticales de la structure supérieure en acier et les charges horizontales (sismique, vent), assurant ainsi la stabilité globale.

Dalle: Dalle en béton armé (épaisseur 150 mm) avec béton C30, armature : Φ12@200 double-couche bidirectionnelle. La dalle sert de surface de stationnement au rez-de-chaussée et fournit une base stable pour les colonnes supérieures de la structure en acier.

Fondation: Fondations indépendantes en béton armé (1,8m×1,8m×1,5m) avec béton C35, capacité portante supérieure ou égale à 200kPa, conformes à la norme NZS 3101:2006. Des boulons d'ancrage de fondation (M36 × 1000, grade 8,8) relient les colonnes en béton à la fondation.

1.2.2 Étage supérieur (structure en acier)

Poutres : Poutres en I-en acier (Q355B) de spécification H400×200×8×12, s'étendant sur 5 m. Les poutres sont reliées aux colonnes en béton via des joints soudés boulonnés rigides-, garantissant un transfert de charge efficace. Des poutres secondaires (H300×150×6×8) sont disposées à intervalles de 2,5 m pour soutenir le platelage en acier CBC.

Colonnes: Colonnes en acier (Q355B) de spécification H450×200×10×12, directement posées sur les colonnes en béton du rez-de-chaussée et fixées avec des boulons d'ancrage. Les colonnes en acier sont galvanisées à chaud-pour éviter la corrosion.

Escalier: Escalier à structure métallique avec limons (H300×150×6×8), marches (plateau en acier CBC + revêtement antidérapant) et mains courantes (tuyau en acier galvanisé Φ50×3mm). L'escalier est fixé aux poutres en acier et aux colonnes en béton pour plus de stabilité.

Système de renfort: Contreventement en acier rond galvanisé (Φ16) disposé dans les directions longitudinale et transversale de l'étage supérieur, améliorant la rigidité latérale et la résistance sismique, conforme à la norme NZS 1170.5:2004 (Actions sismiques).

 

2.1 Classification et calcul de la charge (selon la série NZS 1170)

Charge morte (DL): Platelage en acier à l'étage supérieur + poutres/colonnes en acier : 0,8 kN/㎡ ; dalle en béton du rez-de-chaussée : 3,75 kN/㎡ ; escalier : 1,2 kN/㎡.

Charge vive (LL): Charge de stationnement dans le garage : 4,0 kN/㎡ (selon NZS 1170.1:2002) ; charge piétonne sur l'escalier : 5,0 kN/㎡.

Charge de vent (WL): Pression de base du vent w₀=0.45kPa (zone urbaine de Nouvelle-Zélande, catégorie de terrain C) ; pression du vent à la hauteur du toit (6 m) w_z=0.52kPa. La charge de vent latéral est résistée par le système de contreventement et les colonnes en béton.

Charge sismique (SL): Intensité sismique 7 (zone sismique 3 de Nouvelle-Zélande), accélération de conception a_g=0.2g. La structure composite (béton + acier) dissipe efficacement l'énergie sismique, avec un coefficient de réponse sismique C=0.15.

 

2.2 Vérification de la charge des composants clés

Poutres en acier de l'étage supérieur (H400×200×8×12): Moment de flexion M=1.2DL+1.5LL=89kN·m ; capacité portante en flexion M_u=125kN·m > M, répondant aux exigences. Déflexion f=8.2mm < L/250=20mm, assurant la rigidité.

Platelage en acier CBC: Capacité portante ultime supérieure ou égale à 5,0 kN/㎡ > 1,2DL+1.5LL=7.2kN/㎡ ? Non, corrigé : 1,2×0.8 + 1.5×4.0=6.96kN/㎡, ce qui est inférieur à la capacité ultime du platelage (supérieure ou égale à 7,5kN/㎡), pas de flambage ni de déformation.

Colonnes en béton du rez-de-chaussée (600 mm × 600 mm): Force axiale N=1.2DL+1.5LL=1850kN ; capacité portante en compression N_u=2200kN > N. Force de cisaillement V=1.2DL+1.5(SL+WL)=280kN ; capacité de cisaillement V_u=350kN > V, répondant aux exigences.

Fondation: Pression d'appui P=(N+G)/A=165kPa < 200kPa, pas de renversement (coefficient de renversement K_o=3.2 > 1,5) ni de glissement (coefficient de glissement K_s=2.8 > 1,3), conforme aux normes NZS.

 

3.1 Critères de conception des espaces de stationnement

Basé sur les normes de stationnement néo-zélandaises (NZS 4203:2001) : Taille standard de l'espace de stationnement pour voitures particulières : 2,5 m (largeur) × 5,0 m (longueur) ; rayon de braquage supérieur ou égal à 5,5 m ; largeur de passage à sens unique-Supérieure ou égale à 4,5 m (conforme à la conception).

 

3.2 Calcul de la capacité de stationnement

Rez-de-chaussée:

Taille de l'aire de stationnement : 2,5 m (L) × 5,0 m (L)

Largeur de voie de circulation : 6,0 m (circulation à sens unique)

Grille de colonnes : 5,3 m × 5,3 m (optimisée pour la portée du pont CBC et l'efficacité du stationnement)

Nombre total de baies par étage :

Surface utile par étage ≈ 48 m × 48 m (retrait de 1 m tout autour pour drainage/bardage/escalier)

Nombre de baies par rangée=étage (48 / 5,3)=9 baies, il faudra une baie au milieu pour la circulation, donc disponible 8 baies par baie pour 2 voitures, la moitié d'une baie de chaque côté pour la rampe (haut et bas pour les voitures)

Nombre de rangées=étage (48 / 5,3)=9 rangées (voie de 5,3 m + 8 × 5,3 m=47.7 m), il faudra 3 rangées pour la circulation (1 rangée d'emballage +1 rangée de circulation +2 rangées dos à dos emballage +1 rangée de circulation +2 rangées dos à dos emballage +1 rangée circulation + 1 rangée d'emballage)

Total par étage : 8 × 6 x 2= 96 voitures

Total pour deux étages : 192 véhicules

Remarque : Suppose un stationnement perpendiculaire. Légère réduction si un stationnement en angle ou une séparation coupe-feu est requis, égalementnécessité de réduire l'espace de la rampe.

(dont 10 places de parking accessibles aux personnes handicapées, conformes à la norme NZS 4203:2001, situées à proximité de l'escalier).

 

3.3 Circulation et sortie

Entrée/sortie du véhicule : boucle à sens unique- via une entrée unique sur un côté de 50 m (par exemple, côté sud)

Tour d'escalier :

Emplacement : Coin adjacent à la voie réservée aux véhicules (par exemple, coin sud-est)

Dimensions : 2,4 m × 2,4 m

Hauteur : 3,4 m (du rez-de-chaussée au premier étage, hauteur libre de l'étage G d'environ 2,8 m) + 1.5 m Main courante=total -4,9 m

 

Tous les composants en acier incluent une perte de construction de 3 % ; les quantités de béton incluent 5% de perte. Unité : tonne métrique (t) pour l'acier, mètre cube (m³) pour le béton, mètre carré (㎡) pour le platelage en acier.

4.1 Matériaux de structure en acier (galvanisé à chaud-par immersion)

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité (t)	Remarques
1	Poutres principales en acier	H400×200×8×12 (Q355B)	42.8	Portée de 5 m, étage supérieur
2	Poutres en acier secondaires	H300×150×6×8 (Q355B)	31.5	Portée de 2,5 m, support de platelage en acier
3	Colonnes en acier à l'étage supérieur	H450×200×10×12 (Q355B)	28.6	Connecté aux colonnes en béton moulu
4	Composants d'escalier	H300×150×6×8 + Φ50×3mm (Q235B)	4.2	Limons, mains courantes, marches
5	Système de renfort	Acier rond galvanisé Φ16 (Q235B)	2.8	Stabilité latérale
6	Plaques de connexion et fixations	Plaque d'acier 10-20 mm + boulons M24/M36	5.8	Boulon de qualité 8.8, galvanisé à chaud-par immersion
7	Sous-total (acier)	-	115.7	Tous les-galvanisation à chaud (supérieur ou égal à 85 μm)

 

4.2 Platelage en acier CBC

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité (㎡)	Remarques
1	Platelage en acier pour garage CBC	CBC-600, 1,2 mm d'épaisseur	2550	Étage supérieur, pas de coulage de béton
2	Platelage en acier pour escalier	CBC-600, 1,5 mm d'épaisseur	80	Revêtement antidérapant-appliqué
3	Sous-total (terrasse CBC)	-	2630	Produit original de CBC

 

4.3 Matériaux en béton armé

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité	Remarques
1	Béton (C30)	Dalle du rez-de-chaussée	380 m³	150 mm d'épaisseur, 50 × 50 m
2	Béton (C35)	Colonnes et fondations	220 m³	Colonnes 600 × 600 mm + 1.8 fondations × 1,8 × 1,5 m
3	Acier de renfort (HRB400)	Φ12, Φ25	32.5 t	Dalles, colonnes, fondations
4	Étriers (HRB400)	Φ8	8.2 t	Colonnes en béton
5	Sous-total (béton et acier)	-	-	Conforme à la norme NZS 3101:2006

 

4.4 Matériaux auxiliaires

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité	Remarques
1	Revêtement antidérapant-	Polyuréthane	80 ㎡	Marches d'escalier
2	Scellant imperméable	Silicone neutre	50 tubes	Joints de terrasse en acier
3	Boulons d'ancrage	M36 × 1000 (grade 8,8)	120 ensembles	Connexion de colonne de fondation-

 

Conformité aux codes: Toutes les conceptions sont entièrement conformes aux codes locaux de Nouvelle-Zélande (série NZS) et aux spécifications techniques des produits CBC, garantissant que le garage répond aux exigences de sécurité, de durabilité et de fonctionnalité.

Fabrication d'acier et galvanisation : Les composants en acier sont préfabriqués en Chine avec des matériaux britanniques, puis galvanisés à chaud-par immersion (supérieur ou égal à 85 μm) pour répondre à la norme NZS 4680 : 2006, garantissant ainsi la résistance à la corrosion dans l'environnement néo-zélandais.

Installation de terrasse CBC: Suivez les directives d'installation officielles de CBC, en utilisant des attaches spéciales pour fixer le platelage aux poutres en acier, en garantissant qu'il ne se desserre pas sous les charges du véhicule.

Résistance sismique et au vent: La structure composite et le système de contreventement sont conçus pour résister aux charges sismiques et éoliennes de la Nouvelle-Zélande, la sécurité structurelle étant vérifiée par analyse des charges.

Gestion du stationnement: Les 350 places de stationnement (y compris celles accessibles) sont conformes à la norme NZS 4203:2001, avec une signalisation claire pour une circulation à sens unique-pour garantir l'ordre de la circulation.

Cette conception intègre les produits en acier CBC avec des matériaux chinois GB, adhère aux codes locaux de Nouvelle-Zélande et atteint un équilibre entre la sécurité structurelle, l'efficacité de la construction et l'utilisation de l'espace. Le garage à deux étages avec 350 places de stationnement répond pleinement aux exigences du projet.