Reka Bentuk Kerangka Keluli Berstruktur Untuk Hotel 4 Tingkat di Papua New Guinea

 

Lokasi: Papua New Guinea

Zon Seismik: Keamatan seismik daripada8 darjah(bersamaan dengan PGA ≈ 0.3g berdasarkan ASCE 7 atau kod tempatan yang serupa)

Beban Angin: Kelajuan angin asas =120 km/j (~33.3 m/s)

Muatan Salji: tiada

Penggunaan Bangunan:

Tahap 1: Garaj tempat letak kereta (ketinggian=3.8 m)

Tahap 2–4: Bilik tetamu hotel (masing-masing tingkat-hingga{1}}tinggi=3.7 m, 3.7 m dan 3.4 m)

Jenis Bumbung: Bumbung cerun-tunggal(diandaikan cerun=2% untuk saliran)

Dinding Luar: Bongkah konkrit berongga bukan{0}}struktur (dibina secara tempatan;tidak menanggung beban-.)

Sistem Lantai: Dek keluli komposit dengan tuangan-di-topping konkrit(untuk dinyatakan)

 

 

Jumlah Panjang Bangunan: 80 m

Konfigurasi Pelan:

Sayap Timur: 55.6 m (L) × 27 m (W)

Sayap Barat: 25 m (L) × 41.7 m (W)

Nota: Rancangannya ialahbukan{0}}segi empat tepat, berkemungkinan L-berbentuk atau berpijak. Untuk analisis struktur, bangunan itu dianggap sebagai dua blok bersambung dengan sambungan pengembangan atau sambungan tegar yang mungkin bergantung pada perincian seismik.

Saiz Teluk Biasa: Andaikan jarak lajur daripada7.5 m secara membujurdan6.0 m melintang(boleh laras setiap input seni bina).

 

 

Kod Utama: AISC 360-16 (Spesifikasi untuk Bangunan Keluli Berstruktur)

Reka Bentuk Seismik: ASCE 7-16 (atau setara – disesuaikan untuk seismicity PNG)

Beban Angin: ASCE 7-16, Bab 27 (Prosedur Arah)

Piawaian Bahan: ASTM A992 (rasuk/lajur), ASTM A36 (plat, ahli sekunder)

 

 

 

Komponen	Beban (kN/m²)
Dek Keluli + 125 mm Papak Konkrit (ρ=24 kN/m³)	0.25 + (0.125×24) = 3.25
Siling, MEP, Kemasan	0.5
Bumbung (dek logam + penebat)	0.3
Dinding Blok Berongga (bukan-struktur, tetapi digunakan sebagai beban garisan pada rasuk)	~3.0 kN/m(ketinggian setiap meter)

 

 

Tahap	LL (kN/m²)	Rujukan
Tahap 1 (Tempat letak kereta)	2.5	ASCE 7
Tahap 2–4 (Hotel)	1.9	ASCE 7 (kediaman)
bumbung	0.5	Beban penyelenggaraan

 

 

Kelajuan angin asas:V = 33.3 m/s

Kategori Pendedahan:C(dengan mengandaikan kawasan pinggir bandar/bandar)

Faktor tiupan:G = 0.85

Pekali tekanan (Cp):

Dinding (mengarah angin):+0.8

Dinding (leeward):–0.5

Bumbung (cerun-tunggal):–0.9 hingga –0.3(bergantung kepada zon)

Menggunakan ASCE 7 Eq. 27.3-1:
[ q_z=0.613 K_z K__{zt} K_d V^2 I ]
Andaikan (K_z=0.85) pada pertengahan-tinggi (~7 m), (I=1.0), (K_{zt}=1.0), (K_d=0.85):
[ q_z ≈ 0.613 × 0.85 × 1.0 × 0.85 × (33.3)^2 × 1.0 ≈ 0.613 × 0.7225 × 1109 ≈ 490 Pa ≈ 0.49 kN/m² ]

Tekanan angin reka bentuk:
[ p = q_z G C_p ≈ 0.49 × 0.85 × C_p ]
→ Tekanan dinding maksimum ≈0.33 kN/m²(mengikut angin), sedutan ≈–0.21 kN/m²(leeward)

Nota: Disebabkan kenaikan rendah (<15 m), wind governs lateral stability but seismic may control due to high seismicity.

 

 

Tindak Balas Spektrum: Untuk zon 8 darjah, andaikanS_DS=1.0, S_D1 = 0.6(anggaran konservatif bagi setiap penyesuaian tempatan ASCE 7)

Kategori Risiko: II

Faktor R-(bingkai momen keluli): R = 8(untuk Bingkai Momen Istimewa – SMF)

Faktor Kepentingan: (I_e = 1.0)

Anggaran Tempoh Asas:
[ T_a = C_t h_n^x = 0.028 × (14.6)^{0.8} ≈ 0.028 × 8.5 ≈ 0.24 s ]
(Jumlah ketinggian (h_n=3.8 + 3×3.7 – 0.3=14.6) m lebih kurang)

Ricih Asas Seismik:
[ V=\\frac{S_{DS}}{R/I_e} W=\\frac{1.0}{8} W=0.125 W ]
→ 12.5% ​​daripada jumlah berat- penting.

 

 

Luas lantai ≈ (55.6×27) + (25×41.7) ≈ 1501 + 1043 =2544 m²

3 tingkat diduduki + bumbung ≈ 4 tingkat

Purata DL + LL setiap tingkat ≈ (3.75 + 1.9) ≈5.65 kN/m²

Jumlah berat (W ≈ 2544 × 5.65 × 4 ≈57,500 kN

Ricih asas (V ≈ 0.125 × 57,500 ≈7,200 kN

→ Seismik mengawal anginuntuk reka bentuk sisi.

 

 

Sistem Tahan Daya Lateral (LFRS):

Bingkai Dakap Sepusat Khas (SCBF)atauBingkai Detik Istimewa (SMF)

Memandangkan fleksibiliti seni bina dan keperluan untuk tempat letak kereta terbuka,SCBFdiutamakan untuk kecekapan dan kemuluran dalam-zon seismik tinggi.

Sistem Graviti:

Rasuk komposit(W-bentuk dengan stud ricih + dek logam + papak konkrit)

Lajur: Bahagian HSS atau W-berterusan dari asas ke bumbung

Berkurung: X-berkurung dalam kedua-dua arah pada teras tangga/lif dan perimeter jika boleh

bumbung: Cerun-tunggal yang disokong oleh rasuk bumbung bercerun atau bingkai tirus; purlins di atas.

 

 

6.1 Rasuk Lantai (Dalaman Biasa)

Jangkauan: 7.5 m

Muatan: (w=(3.25 + 1.9) × 6.0=30.9 kN/m)

Momen maksimum: (M=wL^2/8=30.9 × 7.5^2 / 8 ≈ 217 kN·m)

Modulus bahagian yang diperlukan: (Z_x Lebih besar daripada atau sama dengan M / (0.9 F_y)=217×10⁶ / (0.9×345) ≈ 700×10³ mm³)

Bahagian Perbicaraan: W410×60(Zₓ=773×10³ mm³, OK)

6.2 Rasuk Tepi (dengan beban dinding)

Beban dinding tambahan: 3.0 kN/m × 3.7 m =11.1 kN/m

Jumlah w ≈ 30.9 + 11.1 =42.0 kN/m

M ≈ 295 kN·m →W460×74(Zₓ=942×10³ mm³)

6.3 Lajur (Dalaman, 4 tingkat)

Kawasan anak sungai: 7.5 m × 6.0 m=45 m²

Beban paksi setiap tingkat: (3.25 + 1.9) × 45=232 kN

Jumlah P ≈ 4 × 232 =928 kN

Tambah 20% untuk kesan paksi seismik →P_u ≈ 1,115 kN

Panjang berkesan (KL ≈ 0.8 × 3700=2,960 mm)

Percubaan:W250×73(A=9,290 mm², r=119 mm → KL/r ≈ 25 → φPₙ ≈ 0.9×345×9290 ≈2,880 kN >>1,115 kN → OK)

Gunakan W250×67 atau HSS203×203×9.5 untuk penjimatan

6.4 Ahli Bracing (SCBF)

Andaikan pendakap pada 2 petak setiap arah

Ricih cerita seismik setiap teluk ≈ 7,200 / (bilangan bingkai berdakap)

Andaikan 4 bingkai berdakap pada setiap arah → ~900 kN setiap bingkai

Daya pepenjuru: (F=V / sinθ); θ=45 darjah → F ≈ 900 / 0.707 ≈1,270 kN

Diperlukan A_g Lebih besar daripada atau sama dengan 1,270,000 / (0.9×345) ≈4,090 mm²

Perbicaraan: HSS152×152×9.5(A=5,200 mm², OK untuk ketegangan/mampatan dengan pemeriksaan kelangsingan)

 

 

Dek Logam: Conform® 2.0 atau Bondek®(kedalaman profil=60 mm)

Papak Konkrit: 125 mm tebal, f'c=25 MPa

Kancing Ricih: 19 mm diameter × 100 mm tinggi, dijarakkan pada300 mm ocsepanjang rasuk

Tindakan Komposit: Interaksi penuh diandaikan mengikut AISC 360 Bab I

 

 

Laporan Tanah Diperlukan– anggap kapasiti galas sederhana (150 kPa)

Tindak balas Lajur: Maks ~1,200 kN → saiz tapak ≈ √(1,200 / 150) ≈2.8 m × 2.8 mpijakan terpencil

Pelabuhan Seismik: Batang penambat direka untuk angkat dan ricih setiap ACI 318

 

 

Pancarkan-ke-Lajur: Plat hujung berbolted atau sambungan momen dikimpal (jika SMF digunakan)

Bersiaplah-ke-Gusset: Kaedah bahagian Whitmore setiap Peruntukan Seismik AISC

Sokongan Dek: Galas mudah pada bebibir atas rasuk

 

 

item	Spesifikasi
LFRS	Bingkai Dakap Sepusat Khas (SCBF)
Rasuk Graviti	W410×60 (dalaman), W460×74 (tepi)
Lajur	W250×67 atau HSS203×203×9.5
Pendakap gigi	HSS152×152×9.5
Dek Lantai	60 mm dalam dek logam komposit + 125 mm konkrit
Ricih Asas Seismik	~7,200 kN (mentadbir reka bentuk)
Tekanan Angin	~0.33 kN/m² (bukan{1}}mentadbir)
Cerun Bumbung	2% cerun tunggal, disokong oleh kasau bercerun

 

 

Libatkan jurutera geoteknik tempatan untuk laporan tanah.

Selaras dengan arkitek untuk mencari bingkai yang diikat tanpa menghalang tempat letak kereta atau bilik.

Gunakan sistem cat kalis-karat (persekitaran C4 mengikut ISO 12944 – PNG pantai).

Sediakan sendi pergerakan jika sayap timur/barat diimbangi dengan ketara.

Lakukan analisis struktur 3D terperinci menggunakan perisian (cth, ETABS, SAP2000) termasuk kesan P-Δ.

 

 

 

Anggaran tan keluli ini meliputi elemen keluli struktur primer dan sekunder yang diperlukan untuk sistem rintangan graviti dan beban sisi-di hotel 4 tingkat, termasuk:

Lajur (dari asas ke bumbung)

Rasuk lantai dan bumbung (reka bentuk komposit)

Ahli pendakap (Bingkai Dakap Berpusat Khas – SCBF)

Rangka bumbung (kasau bercerun dan purlin)

Sambungan (dianggarkan 5% daripada berat ahli utama)

Dikecualikan:

Geladak logam (dianggap bukan-pelapis struktur/sokongan papak)

Batang penambat, plat asas (termasuk dalam elaun sambungan)

Tangga, pagar, pelbagai keluli

 

 

Pelan bangunan terdiri daripada dua blok bersambung:

Blok Timur: 55.6 m × 27 m

Blok Barat: 25 m × 41.7 m
→ Jumlah jejak ≈2,544 m²

Grid lajur biasa:7.5 m (membujur) × 6.0 m (melintang)

Bilangan lajur:

Blok timur: (55.6/7.5 ≈ 8 petak → 9 baris) × (27/6 ≈ 4.5 → 5 baris) =45 lajur

Blok barat: (25/7.5 ≈ 3.3 → 4 baris) × (41.7/6 ≈ 7 → 8 baris) =32 lajur

Tolak pertindihan di persimpangan (~5 lajur dikongsi) →Jumlah lajur ≈ 72

Tingkat: 4 tingkat (termasuk bumbung)

Bingkai berdakap: 2 setiap arah setiap blok →8 jumlah teluk berkurung

Cerun bumbung: 2%, disokong oleh rasuk cerun; tiada kekuda

 

 

Memandangkan sifat projek sebagai perumahan kediaman awam, kami memutuskan untuk mengukuhkan keseluruhan sistem struktur untuk mewujudkan bangunan yang teguh dengan hayat perkhidmatan melebihi 100 tahun. Untuk mencapai matlamat ini, kami menggantikan lajur konvensional dengan lajur keluli bahagian-kotak dan mengisinya di-tapak dengan konkrit, dengan ketara meningkatkan kekuatan struktur keseluruhan.

 

 

Bahagian:Jenis kotak 400X400x12x12mm(jisim=146.2 kg/m)

Ketinggian setiap lajur:

Tahap 1: 3.8 m

Tahap 2–3: 3.7 m setiap satu

Tahap 4: 3.4 m
→ Jumlah ketinggian =14.6 m

Jumlah panjang lajur=72 × 14.6 =1,051 m

Berat lajur=1,051 m × 146.2 kg/m =153,656 kg ≈ 153.7 tan

Nota: Lajur tingkat bawah mungkin lebih berat; ini adalah purata.

 

 

Rasuk Dalaman: WH500X290X10X16mm (jisim=109.6 kg/m)

Jangkauan: 7.5 m

Nombor setiap tingkat:

Blok timur: 5 garisan melintang × 8 teluk membujur=40

Blok barat: 8 garisan melintang × 3 teluk membujur=24
→ 64 rasuk dalaman setiap tingkat

Jumlah untuk 3 tingkat + rangka bumbung=4 × 64 =256 rasuk

Panjang=256 × 7.5 =1,920 m

Berat=1,920 × 109.6=210,432 kg

Rasuk Tepi/Perimeter: WH600X200X12X12mm (jisim=92 kg/m)

Panjang perimeter setiap tingkat ≈ 2×(55.6+27) + 2×(25+41.7) – bertindih ≈290 m/tingkat

Anggap rasuk tepi setiap 6 m → ~48 rasuk tepi setiap lantai

Jumlah=4 × 48 =192 rasuk, purata rentang=6.0 m

Panjang=192 × 6 =1,152 m

Berat=1,152 × 92=105,984 kg

Jumlah Berat Rasuk = 210,432 + 105,984 = 316,416 kg ≈ 316.4 tan

 

 

Bahagian:HSS152×152×9.5(jisim=42.5 kg/m)

Ruang berdakap: 8 jumlah (4 dalam E-W, 4 dalam N-S)

Setiap teluk mempunyai 2 pepenjuru setiap cerita → 4 tingkat × 2 =8 pepenjuru bagi setiap garisan bingkai berdakap

Jumlah pepenjuru=8 bingkai × 8 =64 pendakap gigi

Purata panjang pepenjuru (untuk 7.5 m × 3.7 m teluk pada 45 darjah ):
( L=\\sqrt{7.5^2 + 3.7^2} ≈ 8.4 m )

Jumlah panjang pendakap=64 × 8.4 =538 m

Berat pendakap=538 × 42.5 =22,865 kg ≈ 22.9 tan

 

 

Kasau bumbung utama mengikuti-profil cerun tunggal; gunaW310×45(45 kg/m)

Jarak: 3.0 m oc (untuk menyokong purlins)

Jumlah keluasan bumbung=2,544 m² → panjang kasau ≈ lebar bangunan (maks 41.7 m)

Bilangan kasau ≈ 80 m / 3.0 ≈27 baris

Purata panjang kasau=35 m (purata wajaran lebar timur/barat)

Jumlah panjang kasau=27 × 35 =945 m

Berat kasau=945 × 45 =42,525 kg

Purlins: C200×20×2.5 (5.5 kg/m), jarak 1.5 m oc

Jumlah panjang purlin ≈ (2,544 m² / jarak 1.5 m) × 1.0 m =1,696 m

Berat=1,696 × 5.5 =9,328 kg

Jumlah Keluli Bumbung = 42,525 + 9,328 = 51,853 kg ≈ 51.9 tan

 

 

Amalan standard:5%daripada jumlah berat ahli utama

Jumlah ahli utama=153.7 + 316.4 + 22.9 + 51.9 =533.9 tan

Sambungan=0.05 × 533,900 =27,245 kg ≈ 27.3 tan

 

 

Komponen	Berat (tan)
Lajur	153.7
Rasuk Lantai & Tepi	316.4
Bracing (SCBF)	22.9
Rangka Bumbung (Kasau + Purlins)	51.9
Sambungan (5%)	27.3
Jumlah Anggaran Keluli Struktur	572.2 tan

 

 

Jumlah keluasan lantai =2,544 m²

Keluli seunit luas=572.2 t / 2,544 m² =225 kg/m²

Ini adalah munasabah untuk bangunan keluli kalis seismik 4-tingkat-dengan bingkai berjenjang di kawasan seismik tinggi.

 

 

Potensi Pengoptimuman: Penggunaan teluk yang lebih besar atau pendakap yang dikurangkan boleh menurunkan tonase, tetapi permintaan seismik dalam pengurangan mengehadkan PNG.

Fabrikasi Tempatan: Pertimbangkan ketersediaan bahagian standard dalam PNG atau Australia (bahagian biasa seperti bentuk W-dan HSS diandaikan).

Perlindungan Kakisan: Semua keluli menerima-sistem cat galvanizing atau dupleks panas kerana persekitaran tropika pantai.

Kontingensi: Tambah5–10%untuk pembangunan reka bentuk, perubahan seni bina, atau memperincikan ketidakcekapan →Anggaran belanjawan akhir: ~615–700 tan. Jika menambah beberapa tangga dan struktur untuk lif, keseluruhannya akan ada650~750 tandi peringkat akhir.

Disediakan oleh: Hangzhou Xixi Building Co., LTD.
Tarikh: 16 Januari 2026
Asas: AISC 360-16, susun atur awal, andaian seismik ASCE 7-16