Conception structurelle pour un entrepôt en acier de 75 m × 75 m × 9 m (Port Moresby, PNG)

Conception structurelle et devis quantitatif pour un entrepôt en acier de 75 m × 75 m × 9 m (Port Moresby, PNG)

 

 

Dimension: 75m(L)×75m(L)×9m(H) (hauteur de l'avant-toit)

Emplacement: Port Moresby, Papouasie-Nouvelle-Guinée

Charge de vent: 120km/h (33,33m/s), pas de charge de neige, pas de charge sismique

Disposition structurelle: 3 travées continues ×25m par travée (sens de la largeur) ; Direction de longueur de 75 m (espacement des colonnes optimisé pour la résistance au vent et l'économie)

Matériau du boîtier: Tôle simple d'acier de couleur de 0,4 mm (toit et mur)

Critère de conception: Basé sur AS/NZS 1170 (norme structurelle australienne/néo-zélandaise) (adoptée en PNG pour le génie civil) et GB 50017-2017 (norme chinoise de conception de structures en acier) (pour la compatibilité internationale des exportations de structures en acier)

 

 

 

Structure en acier à ossature rigide du portail(idéal pour les entrepôts industriels-de grande portée, poids léger, construction rapide, excellente résistance au vent)

Portée: Cadre rigide continu de 3 × 25 m (largeur : 75 m), pas de colonne centrale dans chaque travée pour maximiser l'utilisation de l'espace de l'entrepôt

Direction de la longueur Espacement des colonnes: 7,5 m (10 travées sur 75 m de longueur), équilibré pour supporter la charge du vent et économiser les matériaux de structure

Hauteur de l'avant-toit : 9 m (répond aux exigences générales de fonctionnement des équipements de stockage/chargement en entrepôt-déchargement, réduit l'impact de la charge du vent par rapport à une hauteur de 12 m)

Pente du toit: 5% (1:20) (La PNG est une zone tropicale pluvieuse, assure l'évacuation des eaux de pluie ; pas de charge de neige, une faible pente est économique)

 

 

(1) Poutres de cadre de portail (portée de 25 m)

Section: Section soudée en forme de H-H550×250×8×12 (bride 12 mm, âme 8 mm) pour une travée principale de 25 m ; H450 × 200 × 6 × 10 pour la connexion des poutres de cadre au niveau des joints de travée (optimisé pour une hauteur de 9 m, poids propre réduit - tout en maintenant la résistance)

Matériel : Acier Q355B à faible-alliage à haute résistance-(limite d'élasticité supérieure, adapté à la charge de vent-structure dominée, rentable-efficace pour l'exportation)

Connexion : Assemblage rigide boulonné-soudé entre la poutre et le poteau (garantit l'intégrité du cadre pour la résistance au vent)

 

(2) Colonnes de cadre de portail

Section: Section soudée en forme de H-H600×300×10×14 (colonne d'avant-toit, supporte la charge de vent et la charge verticale maximales) ; H500×250×8×12 (colonne de cadre interne) (hauteur de section réduite par rapport à la conception de 12 m, adaptée au moment de vent inférieur à 9 m de hauteur)

Matériel : Q355B acier à faible-alliage à haute résistance-

Base: Base de colonne avec boulon d'ancrage M36 × 900 (boulon à haute résistance de qualité 8,8), relié à une fondation indépendante en béton armé (conception de la fondation : béton C30, 1,8 m × 1,8 m × 1,4 m par colonne, répond aux exigences de capacité portante du sol de PNG et correspond à une charge de colonne réduite)

 

(3) Pannes (toit et mur)

Composant central pour la fixation d'une seule tôle d'acier colorée de 0,4 mm, optimisé pour la résistance à l'aspiration du vent (critique pour une vitesse de vent de 120 km/h)

Panne de toit: Section C-formée à froid C200×70×20×2,5 (espacement 1,2 m), matériau : acier Q235B formé à froid-(anti-aspiration du vent, rigidité suffisante pour une tôle de toit de 0,4 mm ; inchangé en raison d'une portée de toit constante)

Panne murale: Section C-formée à froid C160×70×20×2,0 (espacement 1,5 m), matériau : acier formé à froid-Q235B (section réduite par rapport à la conception de 12 m, adaptée à une hauteur de mur de 9 m et à une charge de vent latérale inférieure)

Entretoisement: Acier rond galvanisé φ16 (contreventement horizontal du toit, contreventement vertical du mur) + cornière d'acier L50×5 (support de contreventement), assure la stabilité latérale structurelle sous vent fort (inchangé, maintient la stabilité de la portée du cadre)

 

(4) Toit et clôture murale

Matériel: Tôle simple d'acier coloré de 0,4 mm d'épaisseur (base galvanisée supérieure ou égale à 80g/㎡, revêtement PVDF pour anti-corrosion tropicale, adapté aux hautes températures/humidité de PNG)

Fixation : Vis autoperceuses-ST5,5 × 25 (joint étanche EPDM) pour la connexion des tôles aux pannes (espacement de 300 mm sur la longueur de la tôle, 500 mm sur la largeur de la tôle) - conception anti-déplacement par le vent (inchangée, conforme aux exigences de charge de vent)

 

 

S'adapter au climat tropical de PNG, au fonctionnement logistique des entrepôts et à la résistance au vent ; toutes les portes/fenêtres adoptent un cadre en alliage d'aluminium (anti-corrosion) avec des bandes d'étanchéité coupe-vent, optimisées pour une hauteur d'avant-toit de 9 m.

 

 

Position: 1 travée médiane (25m) sur le mur latéral de 75m-de longueur (position centrale, optimale pour la logistique interne)

Spécification: 2 ensembles de portes industrielles coulissantes en acier de 4 m (L) × 4,5 m (H) (largeur totale de 8 m, permet l'accès des grands véhicules ; hauteur réduite de 5 m à 4,5 m pour correspondre à une hauteur d'avant-toit de 9 m, meilleure résistance au vent)

Quantité: 2 ensembles (1 entrée principale, 1 entrée auxiliaire/sortie de secours)

 

 

Position : Les deux extrémités des murs latéraux de 75 m-de longueur (près des colonnes de charpente, renfort structurel)

Spécification: Porte simple antivol en alliage d'aluminium de 0,9 m (L) × 2,1 m (H) (avec charnière coupe-vent et bande d'étanchéité, spécifications inchangées car elle répond aux besoins d'accès du personnel)

Quantité: 4 sets (2 par côté, disposition équilibrée pour le flux du personnel)

 

 

Position : Partie supérieure des murs latéraux de 75 m-de longueur (0,8 m sous l'avant-toit, ajusté pour une hauteur de 9 m, évite la lumière directe du soleil, maximise la ventilation transversale)

Spécification: Fenêtres à battants en alliage d'aluminium de 1,5 m (L) × 1,2 m (H) (type à guillotine -, degré de résistance au vent supérieur ou égal à 6, avec moustiquaire – adapté à l'environnement des insectes tropicaux de PNG ; spécification inchangée pour une ventilation suffisante)

Mise en page: Espacement 7,5 m (identique à l'espacement des colonnes), 20 fenêtres par mur latéral, total 40 fenêtres (2 murs latéraux longs, quantité inchangée pour maintenir l'efficacité de la ventilation)

Fonction: Ventilation naturelle + éclairage, pas de coût supplémentaire de ventilation mécanique ; La conception à suspension supérieure-empêche l'infiltration d'eau de pluie pendant la saison des pluies.

 

 

Position : Murs d'extrémité de 75 m-de largeur (3 travées × 2 fenêtres par travée)

Spécification: Fenêtre fixe en alliage d'aluminium de 1,2 m (L) × 1,0 m (H) + verre cassable d'urgence (spécifications inchangées, répond aux normes de sécurité incendie)

Quantité: 6 ensembles (répond aux normes internationales de sécurité incendie)

 

 

 

AS/NZS 1170.0:2020 : Actions de conception structurelle – Principes généraux

AS/NZS 1170.2:2021 : Actions de conception structurelle – Actions du vent (noyau pour le calcul de la charge de vent à 120 km/h)

AS/NZS 3679.1:2016 : Acier à usage structurel général (norme matérielle)

GB 50017-2017 : Code de conception des structures en acier (compatibilité de conception des structures en acier pour l'exportation)

GB 50185-2010 : Code pour la conception des structures d'enceinte de bâtiment (pour la conception de tôles d'acier de couleur de 0,4 mm et de pannes)

 

 

Convertissez la vitesse du vent en pression de base du vent selon AS/NZS 1170.2 :

Vitesse du vent V=120km/h=33.33m/s (Port Moresby, terrain découvert, catégorie de terrain C)

Pression de base du vent $w_0=0.5ρV^2$ (densité de l'air $ρ=1.2kg/m^3$)

$w_0=0.5×1,2×33,33^2=666,56 $Pa

Pression du vent à une hauteur d'avant-toit de 9 m : $w_z=w_0×k_z×k_c$ (coefficient de hauteur $k_z=1.08$, coefficient de terrain $k_c=1.0$) → $w_z=$719.88Pa

 

 

Poutre de portail d'une portée de 25 m-: Moment de flexion $M=1.2×$charge morte$ + 1.5×$charge de vent $=786kN·m$ ; capacité portante en flexion $M_u=852kN·m > M$, répond aux exigences

Colonne avant-toit: Force axiale $N=1.2×$charge morte$ + 1.5×$charge latérale du vent $=1085kN$ ; capacité portante en compression $N_u=1260kN > N$, répond aux exigences (charge réduite par rapport à la conception de 12 m)

Panne de toit (C200×70×20×2.5): Charge d'aspiration du vent $q=1.5×0,720 kPa=1.08kN/m$ ; déflexion $f=11.5mm < L/200=60mm$, rigidité conforme aux exigences (critique pour la fixation de tôles d'acier de couleur de 0,4 mm)

Panne murale (C160×70×20×2.0): Charge de vent latéral $q=1.5×0,720 kPa=1.08kN/m$ ; déflexion $f=9.8mm < L/200=75mm$, la rigidité répond aux exigences

Tôle simple en acier de couleur de 0,4 mm: Capacité portante ultime pour l'aspiration du vent $ Supérieure ou égale à 1,5 kPa > 0,720 kPa$, pas de flambage/déformation sous une vitesse de vent de 120 km/h

 

 

Charge verticale du poteau (max) : $F=1085kN$ ; charge de vent horizontale : $H=162kN$

Fondation en béton indépendante (C30, $f_a=200kPa$) : Capacité portante $P=(F+G)/A=142kPa < f_a$, pas de renversement/glissement (coefficient de renversement $K_o=3.5 > 1,5$, conforme à la norme AS/NZS)

 

 

Tous les matériaux sont calculés avec une perte de construction de 3 % (taux de perte standard international pour l'exportation des structures en acier) ; unité : tonne métrique (t) pour l'acier, mètre carré (㎡) pour la tôle d'acier de couleur, pièce/ensemble pour portes/fenêtres/fixations.

 

 

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité (t)	Remarques
1	Poutre principale du portique	H550×250×8×12	51.6	Portée de 25 m, 3 travées
2	Poutre à joint de travée	H450×200×6×10	10.8	Raccordement de 3 travées continues
3	Colonne avant-toit	H600×300×10×14	37.2	22 colonnes (sens de la longueur)
4	Colonne de cadre interne	H500×250×8×12	24.5	10 colonnes (travées internes)
5	Plaque de connexion de poutre de poteau	Plaque d'acier de 20 mm d'épaisseur	4.6	Galvanisé
6	Sous-total (acier principal)	-	128.7	Q355B, grenaillage + peinture antirouille-

 

 

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité (t)	Remarques
1	Panne de toit	C200×70×20×2,5 (formé à froid-)	38.5	Espacement 1,2 m, toit 75 m × 75 m
2	Panne murale	C160×70×20×2.0 (formé à froid-)	22.3	Espacement 1,5 m, enceinte de 9 m de hauteur
3	Contreventement horizontal du toit	Acier rond galvanisé φ16	3.2	Stabilité latérale
4	Contreventement vertical du mur	Acier rond galvanisé φ16	2.4	Résistance à la charge de vent (longueur réduite pour 9 m de hauteur)
5	Support de renfort	Cornière en acier L50×5	4.2	Galvanisé
6	Support de connexion de panne	Plaque d'acier de 3 mm d'épaisseur	1.8	Galvanisé
7	Sous-total (acier secondaire)	-	72.4	Q235B, galvanisé à chaud-par immersion (anti-corrosion pour PNG)

 

 

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité (㎡)	Remarques
1	Tôle d'acier couleur toit	Acier de couleur 0,4 mm (revêtement PVDF)	5850	Pente de drainage de 75 × 75 + 5 % (inchangé)
2	Tôle d'acier couleur mur	Acier de couleur 0,4 mm (revêtement PVDF)	2700	(75+75)×2×9, moins la zone de la porte/fenêtre
3	Plaque de fermeture de tôle	Acier de couleur 0,4 mm	150	Fermeture du mur d'avant-toit/extrémité (réduit pour une hauteur de 9 m)
4	Clignotants	Acier de couleur 0,4 mm	190	Solin de faîte de toit/coin de mur (anti-pluie)
5	Sous-total (couleur acier)	-	8890	Base galvanisée Supérieure ou égale à 80g/㎡, anticorrosion tropicale-

 

 

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité	Remarques
1	Boulon d'ancrage à haute-résistance	M36 × 900 (grade 8,8)	132 ensembles	Base de colonne, 6 par colonne
2	Poutre-colonne haute-boulon à haute résistance	M24×80 (qualité 10,9)	2500 ensembles	Connexion rigide (réduite pour une section plus petite)
3	Vis autoperceuse-pour pannes	ST5,5×25 (joint EPDM)	105 000 pièces	Tôle d'acier de couleur fixe (réduite pour une surface de mur plus petite)
4	Vis de connexion de panne	ST4,8 × 20	38 000 pièces	Réparer les pannes de section C-
5	Boulon de connexion de renfort	M16×50 (galvanisé)	3 500 ensembles	Fixer l'acier rond/l'acier d'angle
6	Scellant imperméable	Silicone neutre	130 tubes	Étanchéité des joints toit/mur
7	Bande de mousse	10 mm × 20 mm	900m	Étanchéité de l'espace porte/fenêtre (réduit pour 9 m de hauteur)

 

 

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité	Remarques
1	Porte industrielle coulissante en acier	4m(W)×4.5m(H)	2 ensembles	Entrée logistique principale (hauteur ajustée à 4,5m)
2	Porte du personnel en alliage d'aluminium	0.9m(W)×2.1m(H)	4 ensembles	Anti-vol + coupe-vent
3	Fenêtre de ventilation en alliage d'aluminium	1,5 m (L) × 1,2 m (H) (suspendu -)	40 ensembles	Paroi latérale, avec moustiquaire
4	Fenêtre de sortie de secours	1.2m(W)×1.0m(H)	6 ensembles	Paroi d'extrémité, verre cassable
5	Moustiquaire de fenêtre	Personnalisé	46 ensembles	Faites correspondre toutes les fenêtres

 

 

Non.	Description du matériau	Spécification	Quantité	Remarques
1	Apprêt époxy anti-rouille	Deux-composants	700L	Structure principale en acier (Q355B, réduite pour un volume d'acier plus petit)
2	Couche de finition en polyuréthane	Anti-UV tropical	500L	Structure principale en acier (Q355B)
3	Peinture de réparation galvanisante	Riche en zinc-	130L	Acier secondaire (galvanisation endommagée)
4	Peinture imperméable pour toiture	Acrylique	300L	Faîte de toit/solins (inchangé)

 

 

Catégorie de matériau	Quantité totale	Unité
Acier de construction principal (Q355B)	128.7	t
Acier de construction secondaire (Q235B)	72.4	t
Feuille simple en acier de couleur de 0,4 mm	8890	㎡
Fixations à haute-force	-	Ensembles/pièces personnalisés
Portes et fenêtres (alliage d'aluminium)	52	ensembles
Matériau de revêtement/anti-corrosion	-	L/tube

 

 

Anti-corrosion : Tous les aciers secondaires adoptent une galvanisation à chaud-(supérieure ou égale à 85 μm), l'acier principal adopte un grenaillage + un apprêt époxy + une couche de finition en polyuréthane - s'adaptent aux températures/humidité/climat marin tropical élevés de PNG.

Résistance au vent: Vis de fixation en tôle d'acier de toutes couleurs avec joint étanche EPDM ; solins de toit et joints de mur scellés avec du silicone neutre – empêchent le déplacement du vent et l’infiltration de la pluie.

Logistique : Composants de structure en acier préfabriqués en Chine, coupés/soudés/peints en usine, marqués du code d'installation – réduire la construction sur site-en PNG (conditions de construction limitées).

Construction sur-site: Les fondations de base de colonnes adoptent le béton C30 (matériau local en PNG) ; toutes les connexions par boulons sont pré-serrées-avec une clé dynamométrique – garantir l'intégrité structurelle.

Enceinte: Tôle d'acier colorée de 0,4 mm avec revêtement PVDF (résistance aux UV supérieure ou égale à 10 ans) – s'adapte au fort ensoleillement tropical de PNG.

Toute la conception structurelle et la quantité de matériaux sont optimisées pour une charge de vent de 120 km/h (la charge de contrôle principale de ce projet), répondant aux exigences de construction et d'utilisation de Port Moresby, en Papouasie-Nouvelle-Guinée, et se conformant aux normes internationales d'exportation de structures en acier. La hauteur d'avant-toit de 9 m réduit la consommation globale de matériaux tout en préservant la sécurité structurelle et la fonctionnalité opérationnelle.