Entrepôt de structure métallique de L100m*W20m*H8m pour les zones de chargement de vent élevé

 

 

Paramètres du projet : Superficie du bâtiment : 2000㎡

Hauteur de l'avant-toit : 8 m

Pression du vent : 250 km/h

Résistance sismique : 8e année

Régions adaptables : Philippines, Nouvelle-Crédoine, Tonga, Îles Vierges, La Réunion...

 

 

Pour le projet d'atelier à charpente en acier proposé (L20 m x L100 m x H8 m, vitesse du vent extrêmement élevée, fortification sismique élevée, pas de charge de neige), il s'agit d'un scénario de conception typique caractérisé par « une pression de vent élevée, une résistance sismique élevée et une faible charge sur le toit ».

En raison des conditions spécifiques de charge de vent (250 km/h, équivalent à un typhon de niveau 14), ce sera la charge de contrôle pour l'ensemble de la conception structurelle. En règle générale, la consommation d'acier d'un atelier léger est contrôlée par l'aspiration du vent pour plus de stabilité. Cependant, dans ce cas, l’énorme pression du vent et les forces sismiques domineront la conception des sections des poutres et des poteaux en acier.

Vous trouverez ci-dessous le schéma de conception structurelle le plus raisonnable, le plus économique et le plus sûr que nous proposons, ainsi qu'une estimation de la consommation d'acier.

 

 

Pour faire face à la fortification sismique de 8 degrés et à la vitesse du vent de 250 km/h, et étant donné que la hauteur de 8 m ne nécessite pas de poutres de grue, le projet devrait se concentrer sur « des colonnes solides, des poutres faibles » et des « connexions rigides ».

 

1. Système structurel principal (noyau de force latérale)

Type de cadre :Cadre en acier à section H-personnalisé.

Raison:Bien que la charge de vent soit élevée et nécessite des âmes plus épaisses, une section effilée peut utiliser efficacement la résistance du matériau. Il augmente la hauteur de la section au niveau des joints de poutre-colonne (là où la force est la plus grande) et la réduit à mi--portée, ce qui la rend plus efficace en acier-qu'une section constante.

Type de connexion :Connexion rigide (connexion par moment) entre poutres et colonnes.

Raison:La fortification sismique à 8 degrés nécessite que la structure ait une bonne capacité de dissipation d'énergie et une bonne intégrité. Les joints rigides résistent efficacement aux moments de flexion générés par les tremblements de terre, réduisent les déplacements latéraux et sont plus sûrs que les connexions goupillées (schémas de colonnes pendulaires). Ils entraînent également moins de déformations sous une forte pression du vent.

Type de base de colonne :Base de colonne rigide.

Raison:Pour résister à l'énorme moment de renversement (du vent et des tremblements de terre), la base de la colonne doit être fermement reliée à la fondation pour transférer les moments de flexion.

 

2. Structure secondaire et système de contreventement (clé de stabilité)

Pannes de toit :Pannes en acier à section continue en Z- (avec tiges de tension).

Raison:Une vitesse de vent de 250 km/h génère une énorme aspiration du vent (soulevant le toit). L'acier à section Z-continue a une répartition des forces plus raisonnable que l'acier à section C-et doit être équipé de tiges de tension ou d'entretoises à double-couche pour assurer la stabilité de la bride de compression.

Sangles murales :Girts en acier à section C- (avec tiges de tension diagonales).

Raison:Les murs supportent principalement la pression et la succion du vent. L'acier à section C-est suffisant. Cependant, sous une vitesse de vent de 250 km/h, l'espacement des poutres murales doit être densifié (recommandé à 1,0 m - 1.2 m) et des tiges de tension diagonales doivent être installées pour résister aux forces horizontales.

Système de renfort :

Contreventement horizontal du toit :Installez des contreventements horizontaux transversaux dans les baies de pignon et au milieu pour former une ferme horizontale stable, transférant les forces du vent au contreventement inter-colonnes.

Contreventement inter-colonnes :Installer dans les murs pignons et au milieu. Il doit utiliser des renforts en acier profilé (pas seulement de l'acier rond) pour répondre aux exigences de ductilité d'une fortification sismique à 8 degrés.

 

3. Structure du boîtier

Revêtement de toiture :Panneau en acier de couleur ondulé personnalisé de type 900 ou 750.

Raison:Sous une vitesse de vent de 250 km/h, les types de panneaux fixes à vis-ordinaires se soulèvent facilement. Des panneaux à verrouillage à pression cachés{{3} doivent être utilisés, en s'appuyant sur un verrouillage mécanique pour verrouiller les panneaux en place. Cela offre la plus forte résistance au vent.

Revêtement mural :Panneaux en acier de couleur ondulés personnalisés de type 900 ou 750.

Raison:Les panneaux avec des pics de vagues plus élevés ont une plus grande rigidité et conviennent aux zones à forte pression de vent.

 

 

Il s’agit d’un indicateur critique. En raison de la charge de vent extrêmement élevée requise (250 km/h) et de la charge de neige nulle, cela se traduira par des sections de poutres et de colonnes beaucoup plus grandes que les ateliers ordinaires, tandis que les composants secondaires tels que les pannes subiront des contraintes moindres.

 

1. Base d'estimation

Conversion de la charge de vent :Une vitesse du vent de 250 km/h se transforme en une valeur de pression du vent extrêmement élevée (dépassant largement les 0,35-0,55 kN/m² conventionnels). Cela nécessite que les âmes des poutres et des poteaux ne soient pas trop minces et que les sections soient suffisamment hautes.

Résistance sismique à 8 degrés :Nécessite une conception de joint renforcée, ce qui entraîne des plaques de connexion plus épaisses et plus grandes.

Aucune charge de neige :Il s'agit du seul facteur de « réduction de poids », ce qui signifie que la charge permanente du toit est légère et que les exigences de stabilité pour la semelle de compression des poutres sont inférieures.

 

2. Consommation d’acier estimée par composant

 

Composant structurel	Indice estimé (kg/㎡)	Description
Cadre principal (poutres + colonnes)	20 - 25 kg/㎡	Bien que la hauteur de l'avant-toit de 8 m ne soit pas élevée, en raison du vent violent, les sections d'extrémité des colonnes et des poutres-doivent être épaissies (par exemple, l'épaisseur de l'âme est passée de 4 mm à 6-8 mm).
Poutres de grue/pattes de vache	0 kg/㎡	En règle générale, aucune grue n'est requise à une hauteur de 8 m, cet élément est donc 0.
Pannes de Toit + Tirants de Tension	7 - 9 kg/㎡	En raison de l'énorme succion du vent, les spécifications des pannes doivent être augmentées (par exemple, C200 ou Z200) et la densité des tiges de tension augmentée.
Sangles murales + tiges de tension	4 - 5 kg/㎡	Une pression de vent élevée nécessite un espacement des longerons plus dense et une épaisseur de paroi plus épaisse.
Système de contreventement (Inter-colonne + Toit)	3 - 4 kg/㎡	Les exigences sismiques à 8 degrés exigent un système de contreventement rigide.
Autres (gouttières, auvents, etc.)	2 - 3 kg/㎡	Comprend les plaques de connexion, les boulons et la perte de matériau.
Consommation totale d'acier	36 - 46 kg/㎡	Plage de référence clé

 

3. Calcul de la consommation totale d'acier

Zone projetée de l'atelier : 20m×100m=2000㎡

Consommation totale d’acier prudente :2000㎡×45kg/㎡=90,000kg.

Note:Si le calcul de la charge de vent est extrêmement strict, elle peut dépasser 48~50 kg/㎡, ce qui donne un poids total d'environ 100 tonnes.

 

 

Pour ce projet spécial « vents forts et séismes élevés », afin de garantir la rationalité du projet, CBC vous suggère de vous concentrer sur les points suivants lors de la conception et de la construction :

La conception des fondations est primordiale :

À une vitesse de vent de 250 km/h, une énorme force de soulèvement (soulèvement du toit) et de poussée (renversement du bâtiment) est générée. Vos fondations isolées doivent être construites de très grandes dimensions, ou alors vous devriez envisager des fondations sur pieux. De plus, les boulons d’ancrage doivent être suffisamment épais, suffisamment longs et profondément ancrés.

Détails des connexions du panneau :

En dessous d’une vitesse de vent de 250 km/h, « les détails déterminent la vie ou la mort ». Les panneaux de toiture doivent utiliser des clips en alliage d'aluminium épaissis (clips en T-), et les vis de connexion entre les clips et les pannes doivent être densifiées. Il est strictement interdit d'utiliser des panneaux de toiture vissés-dans les zones marginales.

Utilisation du « pas de charge de neige » :

Bien qu'il n'y ait pas de charge de neige, lors du calcul de la surcharge du toit, elle ne peut pas être inférieure à la valeur minimale spécifiée par le code (généralement 0,5 kN/m²). Cependant, vous pouvez utiliser ce point pour assouplir légèrement la conception du support latéral de la semelle comprimée des poutres, ce qui peut contribuer à économiser un peu de consommation d'acier.

 

Résumé:Pour ce type de projet d'entrepôt, le schéma le plus raisonnable est un cadre rigide en acier à section H-sur mesure + des panneaux de toit à verrouillage par pression-. La consommation raisonnable d’acier estimée se situe entre36-46 kg/㎡. Assurez-vous de demander à un ingénieur en structure professionnel d'examiner la charge de vent en détail, car 250 km/h est une condition extrême qui peut nécessiter des rapports de test spéciaux de soulèvement par le vent pour obtenir de l'aide.

 

 

Remarques: Les poids listés ci-dessous sont des poids nets théoriques. UN3–5%une allocation pour les déchets doit être ajoutée lors de l’achat.

1. Système de structure primaire (charge principale-cadre porteur)

Composants de base résistant aux charges éoliennes et sismiques. Matériel:Q355B.

Non.	Composant	Spécification	Matériel	Quantité	Poids unitaire (kg)	Poids total (kg)	Remarques
1	Colonnes	H450-500x250x8x12	Q355B	40 pièces	~610	24,400	Poutres en H soudées à-profondeur variable
2	Chevrons	H400-500x200x6-8x10-12	Q355B	36 pièces	~680	24,480	2 pièces par cadre, 17 cadres au total
3	Renforts de colonne	H200x200x8x12	Q235B	16 pièces	~310	4,960	Installé aux deux extrémités et au milieu de la-section
4	Jambes de force	Φ159x6	Q235B	20 pièces	~30	600	Continu au faîte et à l'avant-toit

Sous-total – Structure principale: Env.54,44 tonnes

 

2. Système de structure secondaire (cadre de support de bardage)

Composants résistant principalement au soulèvement du vent. Matériel:Acier galvanisé Q235B(Zingage supérieur ou égal à 275g/m²).

Non.	Composant	Spécification	Matériel	Longueur (par pièce)	Quantité	Poids total (kg)	Remarques
1	Pannes de toit	Z250x75x20x2.5	Galvanisé	6.0m	374 pièces	19,100	Espacement à 1,2 m, comprend les chevauchements
2	Ceintures murales	C200x70x20x2.5	Galvanisé	6.0m	334 pièces	12,485	Espacement de 1,5 m, murs à double-pente
3	Tirants / Tiges de renfort	Φ12 / Φ50x3	Q235	-	-	3,200	Tirants de toit à double-direction avec entretoises
4	Genouillères	L50x5	Q235	1.0m	200 pièces	800	Relie la poutre-aux-joints de colonnes

Sous-total – Structure secondaire: Env.35.585 tonnes

 

3. Système de revêtement (tôles d'acier revêtues de couleur)

Des tôles d'acier profilées monocouches-standard sont utilisées conformément à la demande pour les "panneaux simples à revêtement coloré".

Non.	Composant	Spécification	Épaisseur	Superficie (㎡)	Poids (kg)	Remarques
1	Feuilles de toit	YX35-125-750	0,5 mm	2100	1,050	Largeur effective : 0,75 m, déchets compris
2	Feuilles murales	HV-760 (côtes hautes)	0,5 mm	1600	800	Hauteur : 8 m, hors portes/fenêtres
3	Garnitures de bord et solins	Pièces pliées sur mesure	0,5 mm	-	200	Pour les faîtages, les avant-toits et les coins des murs

Sous-total – Système de bardage: Env.2,05 tonnes

 

4. Attaches et connecteurs

Les régions-à vent fort nécessitent des connexions suffisantes et fiables.

Non.	Matériel	Spécification	Unité	Quantité	Remarques
1	Boulons à haute-résistance	10.9 Niveau M22	Ensemble	500	Pour les connexions de poutres-colonnes
2	Boulons ordinaires	4.8 Niveau M16	Ensemble	1000	Pour les croisillons et les entretoises
3	Vis autoperceuses-	Φ5.5x13	ordinateur	5000	Pour fixer des feuilles de couleur (espacement dense)
4	Boulons d'ancrage	M30	Ensemble	72	Connexions de base rigide

 

5. Protection contre la corrosion et ignifuge

Non.	Matériel	Spécification	Manteaux	Superficie (㎡)	Remarques
1	Époxy Zinc-Apprêt riche	-	2 couches	2500	Épaisseur du film sec Supérieure ou égale à 70μm
2	Couche de finition en polyuréthane	-	2 couches	2500	Couleur selon la demande du propriétaire

 

6. Tableau récapitulatif des matériaux

Catégorie	Poids total (kg)	Poids total (tonnes)	Remarques
Structure primaire	54,440	54.44	Colonnes, chevrons, contreventements
Structure secondaire	35,585	35.585	Pannes, longerons, tirants
Bardage	2,050	2.05	Feuilles et garnitures
Sous-total (poids net)	92,075	92.075	Poids net théorique
Allocation de déchets (5%)	4,604	4.6	Pour les pertes de transport et de découpe
Quantité totale d'approvisionnement	96,679	96.679	Environ. 97 tonnes

Remarque : toutes les données sont uniquement à titre de référence. Quantités finales soumises aux dessins de construction approuvés.