Progettazione strutturale, analisi dei carichi, computo delle quantità e capacità di parcheggio per un garage a due piani da 50 x 50 m- (Nuova Zelanda)

Progettazione strutturale, analisi dei carichi, computo delle quantità e capacità di parcheggio per garage a due piani da 50 x 50 m- (Nuova Zelanda)

Dimensione: 50 m(L)×50 m(L), due piani sopra-terra. Piano terra: struttura in cemento armato (per-portanza e stabilità); piano superiore: garage con struttura in acciaio con garage CBC-pavimentazione in acciaio specifica (non è richiesto il getto di cemento).

Posizione: Nuova Zelanda

Criteri di progettazione:

Codici locali: NZS 3404:2017 (strutture in acciaio), NZS 3101:2006 (strutture in calcestruzzo), serie NZS 1170 (azioni di progettazione strutturale, inclusi vento, neve e carichi sismici), NZS 4680:2006 (zincatura a caldo-per immersione per strutture in acciaio).

Prodotto e materiale: copertura in acciaio specifica per garage CBC-, abbinata ai materiali in acciaio dello standard nazionale cinese (GB) (Q355B, Q235B) per garantire la compatibilità con i prodotti CBC e soddisfare i requisiti prestazionali della Nuova Zelanda.

Requisiti anti-corrosione: tutti i componenti in acciaio sono sottoposti a zincatura-a caldo (spessore maggiore o uguale a 85μm, conforme alla norma NZS 4680:2006) per adattarsi al clima umido della Nuova Zelanda e alle condizioni ambientali costiere.

Progettazione della circolazione: sistema di accesso dei veicoli un-direzionale. Adiacente al passaggio carrabile è disposta una scala in struttura di acciaio per lo spostamento verticale pedonale, garantendo la circolazione indipendente e sicura di veicoli e pedoni.

Utilizzo del terreno: Progettato per terreni pianeggianti (verificato come ottimale per la funzionalità del garage). La griglia delle colonne è scientificamente ottimizzata per massimizzare lo spazio di parcheggio garantendo al contempo stabilità strutturale e soddisfacendo i requisiti di movimento del veicolo.

 

1.1 Layout strutturale generale

Il garage adotta un sistema composito di "piano terra in cemento armato + piano superiore con struttura in acciaio", che bilancia rigidità strutturale, efficienza costruttiva ed efficienza in termini di costi-. Questo sistema non solo è compatibile con i prodotti in acciaio CBC, ma è anche in linea con le pratiche di costruzione locali e i requisiti di progettazione sismica in Nuova Zelanda.

Disposizione della griglia: griglia di colonne da 5,3 m×5,3 m (10 colonne lungo entrambe le direzioni di lunghezza e larghezza), che corrisponde pienamente alla capacità di campata delle travi in ​​acciaio standard CBC e garantisce spazio sufficiente per il parcheggio, la svolta e il movimento dei veicoli. Il layout della griglia semplifica inoltre la fabbricazione dei componenti e l'installazione in loco-.

Circolazione veicolare e pedonale: Un passaggio per veicoli a senso unico (larghezza minima. 4.5 m) è disposto lungo il lato nord della direzione di lunghezza 50 m, con un'altezza libera maggiore o uguale a 2,8 m per accogliere veicoli passeggeri standard. Una scala in acciaio (a doppia rampa di larghezza 1,2 m) è posizionata adiacente al passaggio, collegando il piano terra e quello superiore, con corrimano e misure antiscivolo conformi ai codici edilizi della Nuova Zelanda.

Decking del piano superiore: Adotta la pavimentazione in acciaio specifica per garage CBC- (spessore: 1,2 mm), caratterizzata da elevata capacità di carico-portante, leggerezza e senza necessità di getto di cemento. Il piano di calpestio è fissato direttamente alle travi in ​​acciaio, riducendo i tempi di costruzione e il carico morto complessivo.

 

1.2 Progettazione dei componenti

1.2.1 Piano Terra (cemento armato)

Colonne: Colonne in cemento armato (600mm×600mm) con calcestruzzo C35, rinforzo longitudinale: 8Φ25 (HRB400), staffe: Φ8@150. Le colonne sopportano i carichi verticali della struttura superiore in acciaio e i carichi orizzontali (sismici, vento), garantendo la stabilità complessiva.

Lastra: Lastra in cemento armato (spessore 150 mm) con calcestruzzo C30, armatura: Φ12@200 doppio-strato bidirezionale. La soletta funge da superficie di parcheggio al piano terra e fornisce una base stabile per le colonne superiori della struttura in acciaio.

Fondazione: Fondazioni indipendenti in cemento armato (1,8 m×1,8 m×1,5 m) con calcestruzzo C35, capacità portante maggiore o uguale a 200 kPa, conforme a NZS 3101:2006. I bulloni di ancoraggio della fondazione (M36×1000, grado 8.8) collegano le colonne di cemento alla fondazione.

1.2.2 Piano Superiore (struttura in acciaio)

Travi: Travi a I-in acciaio (Q355B) con specifica H400×200×8×12, lunghezza 5 m. Le travi sono collegate alle colonne di cemento tramite giunti rigidi bullonati-saldati, garantendo un efficiente trasferimento del carico. Le travi secondarie (H300×150×6×8) sono disposte a intervalli di 2,5 m per sostenere la copertura in acciaio CBC.

Colonne: Colonne in acciaio (Q355B) con specifica H450×200×10×12, posizionate direttamente su colonne in cemento al piano terra e fissate con bulloni di ancoraggio. Le colonne in acciaio sono zincate a caldo-per prevenire la corrosione.

Scala: Scala con struttura in acciaio con cosciali (H300×150×6×8), gradini (rivestimento in acciaio CBC + rivestimento antiscivolo-) e corrimano (tubo in acciaio zincato Φ50×3 mm). La scala è fissata alle travi in ​​acciaio e alle colonne in cemento per stabilità.

Sistema di rinforzo: Controventi tondi in acciaio zincato (Φ16) disposti nelle direzioni longitudinale e trasversale del piano superiore, migliorando la rigidità laterale e la resistenza sismica, conforme alla norma NZS 1170.5:2004 (Azioni sismiche).

 

2.1 Classificazione e calcolo del carico (secondo la serie NZS 1170)

Carico permanente (DL): Rivestimento in acciaio del piano superiore + travi/colonne in acciaio: 0,8 kN/㎡; soletta in cemento al piano terra: 3,75 kN/㎡; scala: 1,2 kN/㎡.

Carico dinamico (LL): Carico del parcheggio in garage: 4,0 kN/㎡ (secondo NZS 1170.1:2002); carico pedonale sulla scala: 5,0 kN/㎡.

Carico del vento (WL): Pressione base del vento w₀=0.45kPa (area urbana della Nuova Zelanda, categoria del terreno C); pressione del vento all'altezza del tetto (6 m) w_z=0.52kPa. Il carico del vento laterale è contrastato dal sistema di controventamento e dalle colonne di cemento.

Carico sismico (SL): Intensità sismica 7 (zona sismica 3 della Nuova Zelanda), accelerazione di progetto a_g=0.2g. La struttura composita (calcestruzzo + acciaio) dissipa efficacemente l'energia sismica, con coefficiente di risposta sismica C=0.15.

 

2.2 Verifica del carico dei componenti chiave

Travi in ​​acciaio del piano superiore (H400×200×8×12): Momento flettente M=1.2DL+1.5LL=89kN·m; capacità portante alla flessione M_u=125kN·m > M, conforme ai requisiti. Deflessione f=8.2mm < L/250=20mm, garantendo rigidità.

Rivestimento in acciaio CBC: Capacità portante massima Maggiore o uguale a 5,0 kN/㎡ > 1,2DL+1.5LL=7.2kN/㎡? No, corretto: 1,2×0.8 + 1.5×4.0=6.96kN/㎡, che è inferiore alla capacità massima della pavimentazione (maggiore o uguale a 7,5 kN/㎡), nessuna deformazione o deformazione.

Colonne in cemento al piano terra (600 mm×600 mm): Forza assiale N=1.2DL+1.5LL=1850kN; capacità portante a compressione N_u=2200kN > N. Forza di taglio V=1.2DL+1.5(SL+WL)=280kN; capacità di taglio V_u=350kN > V, conforme ai requisiti.

Fondazione: Pressione di appoggio P=(N+G)/A=165kPa < 200kPa, senza ribaltamento (coefficiente di ribaltamento K_o=3.2 > 1,5) né scorrimento (coefficiente di scorrimento K_s=2.8 > 1,3), conforme agli standard NZS.

 

3.1 Criteri di progettazione dei posti auto

In base agli standard di parcheggio della Nuova Zelanda (NZS 4203:2001): dimensioni standard del parcheggio per autovetture: 2,5 m (larghezza) × 5,0 m (lunghezza); raggio di sterzata maggiore o uguale a 5,5 m; larghezza del passaggio unidirezionale-maggiore o uguale a 4,5 m (coerentemente con il progetto).

 

3.2 Calcolo della capacità di parcheggio

Pianterreno:

Dimensioni del parcheggio: 2,5 m (L) × 5,0 m (L)

Larghezza corsia di guida: 6,0 m (circolazione a senso unico-)

Griglia di colonne: 5,3 m × 5,3 m (ottimizzata per la campata dell'impalcato CBC e l'efficienza del parcheggio)

Totale vani per piano:

Superficie utilizzabile per piano ≈ 48 m × 48 m (1 m di arretramento tutt'intorno per drenaggio/rivestimento/scale)

Numero di stalli per fila=piano (48 / 5,3)=9 stalli, sarà necessaria una stalla al centro per la circolazione, quindi disponibili 8 stalle in ciascuna baia con 2 auto, metà di una stalla su ciascun lato per la rampa (su e giù per le auto)

Numero di file=pavimento (48 / 5,3)=9 file (5,3 m corsia + 8×5,3 m=47.7 m), saranno necessarie 3 file per la circolazione (1 riga imballaggio +1 fila circolazione +2 file consecutivamente imballaggio +1 riga circolazione +2 righe consecutivo imballaggio +1 riga circolazione + 1 fila di imballaggio)

Totale per piano: 8 × 6 x 2= 96 auto

Totale su due piani: 192 veicoli

Nota: si presuppone un parcheggio perpendicolare. Leggera riduzione anche se è richiesto il parcheggio ad angolo o la separazione antincendioè necessario ridurre lo spazio della rampa.

(di cui 10 posti auto accessibili ai disabili, conformi alla norma NZS 4203:2001, situati vicino alla scala).

 

3.3 Circolazione e uscita

Entrata/Uscita del veicolo: anello un-direzionale tramite ingresso singolo su un lato di 50 m (ad es. lato sud)

Torre delle scale:

Posizione: angolo adiacente alla corsia dei veicoli (ad esempio, angolo sud-est)

Dimensioni: 2,4×2,4 metri

Alzata: 3,4 m (da terra al primo piano, altezza libera dal piano G circa 2,8 m) + 1.5 m Corrimano=totale -4,9 m

 

Tutti i componenti in acciaio includono una perdita di costruzione del 3%; le quantità concrete includono una perdita del 5%. Unità: tonnellata (t) per acciaio, metro cubo (m³) per calcestruzzo, metro quadrato (㎡) per pavimentazione in acciaio.

4.1 Materiali per strutture in acciaio (zincato-per immersione a caldo)

NO.	Descrizione del materiale	Specifica	Quantità (t)	Osservazioni
1	Travi principali in acciaio	H400×200×8×12 (Q355B)	42.8	Luce di 5 m, piano superiore
2	Travi secondarie in acciaio	H300×150×6×8 (Q355B)	31.5	Luce di 2,5 m, supporto della pavimentazione in acciaio
3	Colonne in acciaio del piano superiore	H450×200×10×12 (Q355B)	28.6	Collegato a colonne di cemento a terra
4	Componenti della scala	H300×150×6×8 + Φ50×3 mm (Q235B)	4.2	Traversi, corrimano, gradini
5	Sistema di rinforzo	Φ16 acciaio tondo zincato (Q235B)	2.8	Stabilità laterale
6	Piastre di collegamento e dispositivi di fissaggio	Piastra in acciaio da 10-20 mm + bulloni M24/M36	5.8	Bullone grado 8.8, zincato-a caldo
7	Subtotale (Acciaio)	-	115.7	Tutto zincato a caldo-(maggiore o uguale a 85μm)

 

4.2 Rivestimento in acciaio CBC

NO.	Descrizione del materiale	Specifica	Quantità (㎡)	Osservazioni
1	Rivestimento in acciaio per garage CBC	CBC-600, spessore 1,2 mm	2550	Piano superiore, nessun getto di cemento
2	Rivestimento in acciaio per scale	CBC-600, spessore 1,5 mm	80	Rivestimento antiscivolo-applicato
3	Subtotale (Decking CBC)	-	2630	Prodotto originale CBC

 

4.3 Materiali in cemento armato

NO.	Descrizione del materiale	Specifica	Quantità	Osservazioni
1	Calcestruzzo (C30)	Solaio del piano terra	380 m³	Spessore 150mm, 50×50m
2	Calcestruzzo (C35)	Colonne e fondazioni	220 m³	Colonne da 600×600 mm + 1.8fondamenta da 1,8×1,5 m
3	Acciaio di rinforzo (HRB400)	Φ12, Φ25	32.5 t	Solai, colonne, fondazioni
4	Staffe (HRB400)	Φ8	8.2 t	Colonne di cemento
5	Totale parziale (cemento e acciaio)	-	-	Conforme alla norma NZS 3101:2006

 

4.4 Materiali ausiliari

NO.	Descrizione del materiale	Specifica	Quantità	Osservazioni
1	Rivestimento antiscivolo	Poliuretano	80 ㎡	Gradini della scala
2	Sigillante impermeabile	Silicone neutro	50 tubi	Giunti per decking in acciaio
3	Bulloni di ancoraggio	M36×1000 (grado 8.8)	120 set	Collegamento della colonna-di fondazione

 

Conformità al codice: Tutti i progetti sono pienamente conformi ai codici locali della Nuova Zelanda (serie NZS) e alle specifiche tecniche dei prodotti CBC, garantendo che il garage soddisfi i requisiti di sicurezza, durata e funzionalità.

Fabbricazione e zincatura dell'acciaio: I componenti in acciaio sono prefabbricati in Cina con materiali GB, quindi zincati a caldo-(maggiore o uguale a 85μm) per soddisfare NZS 4680:2006, garantendo resistenza alla corrosione nell'ambiente della Nuova Zelanda.

Installazione della pavimentazione CBC: Seguire le linee guida di installazione ufficiali di CBC, utilizzando dispositivi di fissaggio speciali per fissare la terrazza alle travi in ​​acciaio, garantendo che non si allenti sotto i carichi del veicolo.

Resistenza sismica e al vento: La struttura composita e il sistema di rinforzo sono progettati per resistere ai carichi sismici e del vento della Nuova Zelanda, con sicurezza strutturale verificata mediante analisi del carico.

Gestione dei parcheggi: i 350 posti auto (compresi quelli accessibili) soddisfano NZS 4203:2001, con segnaletica chiara per la circolazione a senso unico-per garantire l'ordine del traffico.

Questo progetto integra i prodotti in acciaio CBC con materiali cinesi GB, aderisce ai codici locali della Nuova Zelanda e raggiunge un equilibrio tra sicurezza strutturale, efficienza costruttiva e utilizzo dello spazio. Il garage a due-piani con 350 posti auto soddisfa pienamente i requisiti del progetto.