Senarai Bahan Projek Kekuda Bumbung Keluli Peru Dan Analisis Beban Struktur

Projek Kekuda Bumbung Keluli Huachipa, Lima - Senarai Bahan & Analisis Beban Struktur

 

 

Projek ini terletak di Huachipa, Lima, Peru, memberi tumpuan kepada reka bentuk dan pembinaan sistem kekuda bumbung keluli (tidak termasuk tiang keluli dan komponen dinding). Bumbungnya dilengkapi dengan panel solar, dan reka bentuknya mematuhi sepenuhnya kod bangunan tempatan Peru. Parameter utama projek diringkaskan seperti berikut:

Jumlah Keluasan Bangunan: 8,900 ㎡

Jumlah Panjang: 109 m

Jumlah Lebar: 85 m (susun atur tidak teratur dengan berbilang rentang)

Saiz Span (sepanjang arah 85m, jarak tidak sama rata): 13m, 17m, 25m, 28m (span maksimum: 28m)

Jarak Kekuda (Jarak Teluk): Kira-kira 22m

Konfigurasi Bumbung: Dilengkapi dengan lebih kurang 4,400 ㎡ panel solar (sistem fotovoltaik)

Skop Struktur: Hanya sistem kekuda bumbung (kekuda, pendakap, batang pengikat, purlin), tidak termasuk tiang keluli dan bingkai dinding

Kod Berkenaan: Kod bangunan tempatan Peru

 

 

Analisis beban adalah berdasarkan keadaan persekitaran sebenar Huachipa, Lima, dan mengikut ketat kod Peru E.030 (Kod Seismik), E.050 (Kod Beban Angin) dan E.070 (Kod Beban Salji). Semua beban dikira mengikut tahap kepentingan bangunan industri (faktor kepentingan U=1.0).

 

 

Huachipa, Lima terletak di Zon Seismik 4 Peru, yang merupakan-kawasan seismik berintensiti tinggi. Parameter seismik khusus adalah seperti berikut:

Zon Seismik: Zon 4, Z=0.45g (pecutan tanah puncak)

Jenis Tanah Tapak: S1 (tanah keras), pekali tapak S=1.0

Kesan Seismik: Sistem kekuda bumbung memerlukan kekakuan seismik yang mencukupi untuk menahan daya seismik mendatar. Sambungan kekuda dan sistem pendakap mesti direka bentuk secara konservatif untuk memastikan kestabilan struktur di bawah tindakan seismik.

 

 

Lima ialah sebuah bandar pantai, dan kawasan Huachipa terjejas oleh angin pantai. Parameter beban angin ditentukan seperti berikut:

Tekanan Angin Asas: 0.55–0.65 kN/㎡

Kesan Angin: Panel solar di atas bumbung meningkatkan sedutan angin dan kesan getaran angin. Pekali bentuk bumbung dikuatkan dengan sewajarnya untuk mengambil kira kesan panel solar terhadap pengagihan beban angin.

Keperluan Rintangan Angin: Kekuda bumbung, purlin, dan sistem pendakap mesti dapat menahan sedutan angin dan tekanan angin positif, memastikan tiada kerosakan struktur atau ubah bentuk yang berlebihan.

 

 

Huachipa, Lima mempunyai iklim pantai tropika tanpa salji sepanjang tahun. Oleh itu, beban salji asas ditentukan seperti berikut:

Beban Salji Asas S₀: ≈ 0 kN/㎡

Nota: Tiada beban salji tambahan dipertimbangkan dalam reka bentuk struktur, tetapi sistem saliran bumbung direka untuk mengelakkan pengumpulan air (bersamaan dengan beban seragam separa).

 

 

Jumlah beban bumbung ialah jumlah beban mati, beban panel solar, dan beban hidup, yang jauh lebih tinggi daripada bengkel perindustrian biasa. Pengiraan khusus adalah seperti berikut:

Beban Mati Bumbung (sendiri-berat penutup bumbung + purlin): ≈ 0.30 kN/㎡

Beban Panel Suria (panel solar + penyokong): ≈ 0.18–0.22 kN/㎡

Beban Langsung Penyelenggaraan: 0.50 kN/㎡ (selaras dengan piawaian bangunan perindustrian Peru)

Jumlah Beban Bumbung: ≈ 0.98–1.02 kN/㎡

Nota: Pesongan kekuda bumbung dan purlin mesti dikawal dalam L/200 (L ialah rentang kekuda atau purlin) untuk memastikan kestabilan sistem panel solar.

 

Pemilihan bahan adalah berdasarkan piawaian keluli tempatan Peru dan keperluan beban projek, memfokuskan pada ketahanan, prestasi seismik dan-keberkesanan kos. Senarai bahan terperinci adalah seperti berikut:

 

 

Gred Keluli: Standard Cina Q355B/Q235B (bersamaan dengan A36 dalam standard ASTM), dengan kekuatan dan kemuluran yang baik, sesuai untuk kawasan seismik tinggi.

Jenis Bahagian:

Kord Atas & Kord Bawah: H-keluli bahagian - dipilih mengikut rentang dan beban, dengan julat saiz bahagian: H300×150×6×8 hingga H400×200×8×10 (dilaraskan berdasarkan rentang berbeza: 13m/17m/25m/28m).

Ahli Web: Keluli sudut atau J-keluli bahagian - julat saiz bahagian: L75×5 hingga L100×8 (untuk rentang 13m/17m); L100×8 hingga L125×10 (untuk rentang 25m/28m).

Kaedah Sambungan: Bolt-kekuatan tinggi (gred 10.9) untuk sambungan, memastikan sambungan yang boleh dipercayai dan rintangan seismik.

Rawatan: Dengan Epoksi zink-cat primer yang kaya dalam 80μm

 

 

Gred Keluli: Standard Cina Q235B

Jenis Bahagian: Keluli bulat (φ16–φ22) atau keluli sudut (L63×5–L80×6), digunakan untuk menahan daya mendatar (seismik, angin) dan mengekalkan kestabilan sistem kekuda.

Susunan: Bracing ditetapkan pada selang 2–3 kekuda, dengan-bracing silang dan diagonal bracing disusun berselang-seli untuk membentuk sistem rintangan daya sisi yang stabil-.

Rawatan: Dengan Epoksi zink-cat primer yang kaya dalam 80μm

 

 

Gred Keluli: Standard Cina Q235B

Jenis Bahagian: Keluli bulat (φ20–φ25) atau paip keluli (φ89×4–φ114×4), digunakan untuk memindahkan ketegangan mendatar antara kekuda dan memastikan kestabilan keseluruhan bumbung.

Rawatan: Dengan Epoksi zink-cat primer yang kaya dalam 80μm

 

 

Gred Keluli: Standard Cina Q235B

Jenis Bahagian: Keluli bahagian C-atau keluli bahagian Z-(jenis diperkukuh, sesuai untuk beban panel solar), julat saiz bahagian: C160×60×20×2.5 hingga C220×70×20×3.0 (dilaraskan mengikut jarak purlin dan beban panel solar).

Jarak: Kira-kira 1.5–2.0m, memastikan bahawa purlin dapat menanggung beban gabungan penutup bumbung dan panel solar tanpa ubah bentuk yang berlebihan.

Rawatan: Galvanisasi 275kg/m³

 

 

Bolt-kekuatan tinggi: gred 10.9, sepadan dengan saiz bahagian kekuda dan pendakap, dengan rawatan-anti kakisan (panas-galvani celup).

-Skru & Rivet mengetuk sendiri: Keluli tahan karat-karat (gred 304), digunakan untuk menyambung purlin dan penutup bumbung, serta sokongan panel solar.

Salutan Anti-karat: Galvanizing-panas (ketebalan lapisan zink Lebih daripada atau sama dengan 80μm) untuk semua komponen keluli, untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran lembap pantai Lima dan memastikan hayat perkhidmatan.

 

Berdasarkan parameter projek, analisis beban, dan pemilihan bahan, penggunaan keluli sistem kekuda bumbung (sahaja) dianggarkan seperti berikut, dengan mengambil kira keperluan seismik tinggi Huachipa, Lima dan beban tambahan panel solar.

 

 

Digabungkan dengan keadaan rentang maksimum 28m, jarak kekuda 22m, beban berat panel solar, dan keamatan seismik yang tinggi di Lima, indeks penggunaan keluli sistem kekuda bumbung ditentukan seperti berikut:

Kekuda Bumbung + Pendakap + Batang Pengikat: 18–22 kg/㎡

Purlin Bumbung (jenis diperkukuh): 8–11 kg/㎡

Jumlah Indeks Penggunaan Keluli: 26–33 kg/㎡ (mengguna pakai nilai pertengahan konservatif-atas 30 kg/㎡ untuk anggaran, selaras dengan keperluan kod Peru)

 

 

Jumlah Penggunaan Keluli=Jumlah Keluasan Bangunan × Indeks Penggunaan Keluli ÷ 1000

Pengiraan: 8,900 ㎡ × 30 kg/㎡ ÷ 1000=267 tan

 

 

Reka Bentuk Dioptimumkan Jimat (beban ringan, pengoptimuman halus): ≈ 230 tan

Reka Bentuk Konservatif Konvensional (mematuhi kod Peru dan keperluan seismik Lima): ≈ 265–270 tan

Beban Tinggi / Seismik Tinggi / Reka Bentuk Rentang -Ketat Besar: ≈ 290 tan

 

 

Penggunaan keluli di atas hanya termasuk sistem kekuda bumbung (kekuda, pendakap, rod pengikat, purlin), tidak termasuk tiang keluli, bingkai dinding dan penyokong panel solar.

Jika tiang keluli ditambah, jumlah penggunaan keluli akan meningkat sebanyak 10–13 kg/㎡, dan jumlah penggunaan keluli akan menjadi lebih kurang 340–400 tan.

Penggunaan keluli sebenar mungkin mempunyai turun naik ±10% selepas reka bentuk terperinci selesai, yang terutamanya dipengaruhi oleh pelarasan terperinci saiz bahagian dan kaedah sambungan.

Reka Bentuk Seismik: Sistem kekuda bumbung mesti direka bentuk mengikut Kod Peru E.030 (Zon Seismik 4), dan pengoptimuman yang berlebihan tidak dibenarkan untuk memastikan keselamatan seismik.

Beban Panel Suria: Purlin dan kord atas kekuda di kawasan panel solar mesti diperkukuh, dan kawalan pesongan mestilah lebih ketat (dalam L/200) untuk mengelakkan kerosakan pada sistem panel solar.

Keperluan Antikarat-: Semua komponen keluli lebih baik untuk menjadi panas-dip galvanized untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran lembap pantai Lima dan memanjangkan hayat perkhidmatan struktur.

Pematuhan Kod: Semua kerja reka bentuk dan pembinaan mesti mematuhi kod tempatan Peru RNE / E.030, E.050, E.070 dan piawaian industri yang berkaitan.

 

 

Penggunaan keluli terperinci dibahagikan mengikut empat rentang yang tidak sama rata (13m, 17m, 25m, 28m), digabungkan dengan jarak kekuda 22m dan beban panel solar, dan indeks penggunaan keluli diselaraskan mengikut saiz rentang (semakin besar rentang, semakin tinggi indeks). Pecahan khusus adalah seperti berikut:

Saiz Span	Panjang Span (m)	Kawasan Sepadan (lebih kurang, ㎡)	Indeks Penggunaan Keluli (kg/㎡)	Anggaran Penggunaan Keluli (tan)	Teguran
Span pertama	13	2400	25	60	Rentang terkecil, beban paling ringan; liputan panel solar separa
Span ke-2	17	2450	28	68.6	Rentang sederhana, beban sederhana; liputan panel solar separa
Span ke-3	25	2250	32	72	Rentang besar, beban berat; kawasan liputan panel solar utama
Span ke-4	28	1800	35	63	Rentang maksimum, beban terberat; kawasan liputan panel solar utama
Jumlah	83 (jumlah rentang)	8900 (jumlah keluasan bangunan)	30 (indeks purata)	263.6	Sisihan sedikit daripada jumlah anggaran (±2%) disebabkan oleh pembundaran

Nota: Keluasan yang sepadan bagi setiap rentang dianggarkan berdasarkan jumlah keluasan 8900 ㎡ dan perkadaran setiap rentang dalam jumlah lebar (85m), iaitu untuk rujukan sahaja. Kawasan sebenar dan penggunaan keluli hendaklah tertakluk kepada lukisan reka bentuk terperinci.

 

Rasuk Bumbung Utama Utama (Bahagian H)

- W200×750×12×6 mm

- W250×750×25×6 mm

- W350×750×25×9 mm

- W200×400×16×6 mm

 

Ahli Menengah

- Purlin: Z305×76×19×3.0 mm

- Pendakap Mendatar/Sisi: sudut keluli 2"×2"×3/16"

 

 

2.1 Struktur Bumbung Utama

- Sistem kekuda:

18–22 kg/m² → **160.2 – 195.8 tan**

- Sistem H-beam (bahagian dalam, jarak 22m, beban PV):

24–30 kg/m² → **213.6 – 267.0 tan**

 

2.2 Sistem Bracing

- Kekuda:

2.5–4.0 kg/m² → **22.3 – 35.6 tan**

- H‑beam:

3.5–5.0 kg/m² → **31.2 – 44.5 tan**

*Sebab: Rasuk H mempunyai ketegaran kilasan semula jadi yang kurang; lebih banyak pendakap diperlukan.*

 

2.3 Purlins

- Kedua-dua sistem:

Z305 purlins, pemuatan dan jarak yang sama

8–11 kg/m² → **71.2 – 97.9 tan**

*Hampir sama untuk bumbung kekuda dan H‑beam.*

 

2.4 Jumlah Perbandingan Berat Keluli

- Jumlah bumbung kekuda:

254 – 329 tan

-Jumlah bumbung rasuk H:

316 – 409 tan

 

 

3.1 Sistem Kekuda

- Gelagat: Daya paksi triangulasi (ketegangan/mampatan sahaja).

- Kekakuan: Kekakuan geometri yang tinggi, baik untuk rentang panjang dan kawalan pesongan (kritikal untuk PV).

- Kestabilan: Kurang bergantung pada pendakap; kestabilan yang wujud daripada corak segi tiga.

- Prestasi seismik: Pelesapan tenaga yang baik, ringan, inersia yang lebih rendah.

- Kecekapan rentang: Sangat cekap untuk **25–28m rentang**.

 

3.2 Sistem H‑Beam

- Kelakuan: Lentur + ricih + daya paksi.

- Kekakuan: Kecekapan lenturan yang lebih rendah bagi setiap kg; bahagian yang lebih dalam/berat diperlukan untuk memadankan pesongan kekuda.

- Kestabilan: Terdedah kepada lengkokan kilasan sisi; memerlukan pendakap yang lebih kerap.

- Prestasi seismik: Berat diri yang lebih tinggi meningkatkan permintaan seismik.

- Kebolehbinaan: Pembuatan dan pendirian yang lebih ringkas, tetapi komponen yang lebih berat.

 

 

 

Persamaan

- Kedua-duanya menyokong beban bumbung yang sama (mati + PV + hidup + angin).

- Saiz purlin, jarak dan berat adalah sama.

- Kedua-duanya mesti memenuhi had pesongan Peru (L/200 untuk PV).

- Kedua-duanya mengikuti E.030, E.050, E.070 untuk Huachipa, Lima.

 

Perbezaan

1. Mekanisme daya:

- Kekuda: Daya paksi sahaja → sangat cekap.

- H‑rasuk: Lenturan dikawal → kurang cekap bahan.

2. Penggunaan keluli:

- Struktur utama: H‑beam menggunakan +25% hingga +40% keluli.

- Bracing: H‑beam memerlukan +30% hingga +40% lagi bracing.

- Purlins: Hampir sama.

3. Prestasi rentang:

- Kekuda: Superior untuk jarak 25–28m.

- H‑beam: Memerlukan bahagian berat untuk mengawal pesongan.

4. Tingkah laku seismik:

- Kekuda: Lebih ringan, inersia lebih rendah, prestasi lebih baik dalam Zon 4.

- H‑beam: Beban seismik yang lebih berat dan lebih tinggi.

5. Kos & pembinaan:

- Kekuda: Lebih banyak tenaga kerja, kurang bahan.

- H‑beam: Kurang tenaga kerja, lebih banyak bahan.

 

 

- Sistem kekuda:

Lebih cekap, penggunaan keluli lebih ringan, lebih baik untuk rentang panjang dan zon seismik tinggi.

Jumlah keluli: 254 – 329 tan.

 

-Sistem H‑beam:

Pembinaan yang lebih mudah tetapi jauh lebih berat.

Jumlah keluli: 316 – 409 tan.