Progettazione di una villa in acciaio leggero a due piani-per i clienti dell'isola di Reunion

Progettazione di una villa leggera in acciaio a due-piani per i clienti dell'isola di Reunion (struttura, distinta materiali e analisi di mercato)

 

Questo progetto è una villa leggera in acciaio a due-piani progettata per clienti nell'Isola della Riunione, con una dimensione piana di 11,8 m × 11,8 m e un'altezza del pavimento di 2,65 m per piano. Considerando il clima estremo degli uragani sull’Isola della Riunione, il progetto si concentra sulla resistenza al vento e sulla stabilità strutturale. La struttura principale adotta acciaio a sezione a C-formato a freddo-a pareti sottili-, rinforzato con pannelli strutturali OSB da 18 mm. La parete esterna è protetta da pannelli AAC spessi 50 mm e il solaio utilizza lamiera di acciaio zincato CBC da 1 mm con calcestruzzo-colato in loco-sul-posto. Il progetto complessivo soddisfa gli standard locali di sicurezza edilizia e si adatta alle caratteristiche del clima tropicale degli uragani dell'Isola della Riunione.

 

 

Il concetto progettuale principale della villa è "leggero,-resistente, resistente al vento-e durevole", incentrato sulla risoluzione del problema della stabilità strutturale in condizioni meteorologiche estreme di uragani. Il progetto strutturale specifico è il seguente:

 

 

La struttura portante principale-adotta acciaio con sezione a C-a pareti sottili-formato a freddo-con pareti sottili con specifiche di 140×41×39×11 mm, spessore di 1,2 mm e materiale G550AZ150. Questo materiale ha un elevato carico di snervamento (maggiore o uguale a 550 MPa) e una buona resistenza alla corrosione (rivestimento zincato a caldo-per immersione AZ150), che può resistere efficacemente all'erosione del clima marino tropicale e garantire la durata della struttura.

Disposizione delle colonne: Le colonne sono disposte ad intervalli di 1,2 m lungo il perimetro e le pareti divisorie interne della villa (11,8 m×11,8 m piano), con un'altezza totale di 5,3 m (2×2,65 m). La base della colonna è collegata alla fondazione tramite bulloni di ancoraggio per migliorare le prestazioni anti-ribaltamento e anti-trazione, fondamentali per resistere all'impatto degli uragani.

Disposizione delle travi: le travi del pavimento e del tetto sono disposte in corrispondenza delle colonne, con le stesse specifiche della sezione in acciaio a C-delle colonne. Le travi del solaio sono disposte ad intervalli di 1,2 m per sopportare il carico del solaio e della struttura superiore; le travi del tetto adottano una struttura reticolare per migliorare la rigidità complessiva e la resistenza al vento del tetto.

Disposizione degli arcarecci e delle traverse: gli arcarecci del tetto e le travi delle pareti sono disposti a intervalli di 600 mm, utilizzando acciaio con sezione a C-a parete sottile-formato a freddo da 100×40×20×10 mm (spessore 1,0 mm), che è collegato alle colonne e alle travi per formare un sistema portante completo-e fornire supporto per la parete esterna e i pannelli del tetto.

 

In risposta al clima estremo degli uragani sull'Isola della Riunione, vengono utilizzati pannelli strutturali OSB (Oriented Strand Board) da 18 mm di spessore per rinforzare l'intera struttura leggera in acciaio, formando una parete di taglio e un tetto compositi "chiglia in acciaio + pannello OSB", che migliora notevolmente la rigidità laterale e l'integrità della struttura e resiste efficacemente alla pressione laterale e alla forza di aspirazione generata dagli uragani.

Rinforzo delle pareti: i pannelli OSB sono completamente pavimentati sui lati interno ed esterno della chiglia della parete in acciaio leggero, fissati con viti autofilettanti anti-vento- (spaziatura 150 mm), formando un sistema di pareti a taglio chiuso in grado di resistere al carico del vento laterale e prevenire deformazioni e danni alle pareti.

Rinforzo del tetto: i pannelli OSB vengono pavimentati sugli arcarecci del tetto, fissati con viti autofilettanti anti-vento-e quindi ricoperti con membrana impermeabile e tegole. Il pannello del tetto OSB migliora la resistenza all'aspirazione del vento del tetto e impedisce che il tetto venga sollevato o danneggiato dagli uragani.

Rinforzo delle connessioni: tutte le connessioni tra colonne, travi, arcarecci, travi e pannelli OSB adottano connettori antiruggine-ad alta resistenza-(come acciaio angolare zincato, viti autofilettanti-anti-vento) e i punti di connessione sono rinforzati con sigillante per garantire la tenuta e la fermezza della connessione, evitando l'allentamento strutturale sotto l'impatto degli uragani.

 

 

La parete esterna adotta pannelli AAC (calcestruzzo aerato autoclavato) di spessore 50 mm come materiali di manutenzione. I pannelli AAC hanno le caratteristiche di leggerezza, elevata resistenza, isolamento termico, isolamento acustico e resistenza al fuoco, e la loro struttura porosa può ridurre efficacemente il carico del vento fornendo allo stesso tempo buone prestazioni di isolamento termico, adattandosi al clima tropicale dell'Isola della Riunione. I pannelli AAC sono fissati sul lato esterno dei pannelli strutturali OSB tramite appositi connettori, e gli spazi tra i pannelli sono riempiti con sigillante per garantire prestazioni impermeabili e antivento.

 

 

La soletta adotta una lamiera di acciaio zincato CBC spessa 1 mm come piastra portante del pavimento, con calcestruzzo C30-colato in loco-in-posto (spessore 100 mm). La lamiera di acciaio zincato ha una buona resistenza alla corrosione e capacità portante, mentre il calcestruzzo gettato sul posto-in{8}}forma una soletta composita con la lamiera di acciaio, che ha elevata rigidità e capacità portante e può resistere efficacemente alle vibrazioni e agli impatti causati dagli uragani. La piastra portante del pavimento è fissata alle travi del pavimento tramite viti autofilettanti-e la rete d'acciaio è posata nel calcestruzzo per evitare crepe.

 

 

In combinazione con le caratteristiche geologiche dell'Isola della Riunione e i requisiti di resistenza agli uragani, la fondazione adotta fondamenta indipendenti in cemento armato. Le dimensioni della fondazione sono 800 mm × 800 mm × 1000 mm (lunghezza × larghezza × altezza) e il rinforzo della fondazione è disposto in base ai requisiti di carico-. La base della colonna è collegata alla fondazione tramite bulloni di ancoraggio (M24) e i bulloni di ancoraggio sono incorporati nella fondazione per garantire una sufficiente capacità anti-ribaltamento e anti-trazione, evitando che l'edificio venga rovesciato dal carico del vento dell'uragano.

 

Di seguito è riportata la distinta dettagliata dei materiali e il calcolo della quantità basato sul progetto della struttura della villa e sulle dimensioni di 11,8 m × 11,8 m × 5,3 m (altezza totale), inclusi i materiali principali, materiali ausiliari e connettori, garantendo quantità e razionalità sufficienti.

 

 

Nome del materiale	Specifica	Spessore	Quantità	Unità	Applicazione
Acciaio con sezione a C-formato a freddo-	140×41×39×11mm	1,2 mm	320	m	Colonne, travi del solaio, travi del tetto
Acciaio con sezione a C-formato a freddo-	100×40×20×10mm	1,0 mm	480	m	Arcarecci del tetto, travi a muro
Acciaio con sezione a C-formato a freddo-	80×40×20×8mm	0,8 mm	220	m	Chiglie divisorie interne
Componenti della capriata in acciaio	Struttura del tetto abbinata	1,2 mm	12	insiemi	Capriata del tetto (migliora la resistenza al vento)

 

 

Nome del materiale	Specifica	Quantità	Unità	Applicazione
Pannello strutturale OSB	Spessore 18mm, 2440×1220mm	180	㎡	Rinforzo di pareti e tetto (lati interni ed esterni)
Viti autofilettanti anti-vento-	M5×50mm, zincato	15000	pezzi	Fissaggio di pannelli OSB su chiglie in acciaio
Acciaio angolare zincato	50×50×5 mm	60	m	Rafforzare i collegamenti tra le chiglie

 

 

Nome del materiale	Specifica	Quantità	Unità	Applicazione
Pannello AAC	Spessore 50mm, 600×2400mm	120	㎡	Manutenzione pareti esterne (escluse porte e finestre)
Connettori del pannello AAC	Connettori speciali zincati	2400	pezzi	Fissaggio di pannelli AAC su pannelli OSB
Sigillante impermeabile	Sigillante poliuretanico	30	tubi	Riempimento degli spazi tra i pannelli e le connessioni AAC
Pittura per pareti esterne	Anti-corrosione, anti-ultravioletti, impermeabile	20	galloni	Rivestimento della parete esterna AAC (miglioramento della durabilità)

 

Nome del materiale	Specifica	Quantità	Unità	Applicazione
Lamiera di acciaio zincato CBC	Piastra portante a pavimento, spessore 1 mm	150	㎡	Base solaio (due piani, comprese le scale)
C30 Calcestruzzo gettato-in-posto	100 mm di spessore	15	m³	Solaio (due piani)
Maglia d'acciaio	Φ6@150×150mm	150	㎡	Rinforzo del calcestruzzo gettato-in-posto
Viti autofilettanti da pavimento-	M6×30mm, zincato	8000	pezzi	Fissaggio della lamiera di acciaio zincato alle travi del pavimento

 

 

Nome del materiale	Specifica	Quantità	Unità	Applicazione
C30 Cemento armato	Fondazione indipendente	25	m³	Fondazione Villa (32 fondazioni indipendenti)
Acciaio di rinforzo	Φ16mm, Φ12mm	3.5	tonnellate	Rinforzo della fondazione
Bulloni di ancoraggio	M24×800mm, zincato	128	pezzi	Collegamento della base della colonna alla fondazione
Membrana impermeabile	Membrana impermeabile SBS, spessore 4 mm	150	㎡	Impermeabilizzazione delle fondazioni

 

 

Nome del materiale	Specifica	Quantità	Unità	Applicazione
Membrana impermeabile per tetto	Membrana impermeabile in TPO, spessore 1,5 mm	140	㎡	Impermeabilizzazione del tetto (resistenza alla pioggia di uragani)
Tegole del tetto	Tegole in cemento leggero	150	㎡	Copertura del tetto (resistente al vento-)
Porte e finestre	Lega di alluminio, resistente al vento-, impermeabile (dimensione personalizzata)	12	insiemi	Porte e finestre della villa (6 finestre per piano, 2 porte per piano)
Cotone isolante	Spessore 50 mm, lana di vetro	180	㎡	Isolamento delle pareti e del tetto (adattamento al clima tropicale)
Materiali per scale	Struttura leggera in acciaio + gradini in cemento	1	impostato	Scale interne (collegamento di due piani)

 

Il design strutturale di questa villa a due piani in acciaio leggero a due piani è completamente adattato alle condizioni climatiche estreme degli uragani nell'Isola della Riunione, concentrandosi sulla resistenza al vento, stabilità e durata. L’analisi strutturale dettagliata è la seguente:

 

 

Il punto forte della struttura è la sua eccellente resistenza al vento, che può resistere efficacemente agli uragani estremi (velocità del vento maggiore o uguale a 150 km/h) comuni nell'isola della Riunione. In primo luogo, la struttura portante principale-adotta acciaio a sezione a C-con pareti sottili-formato a freddo G550AZ150-con elevata resistenza allo snervamento e buona tenacità, che può sopportare grandi carichi di vento laterali senza deformazione. In secondo luogo, l'intera struttura è rinforzata con pannelli strutturali OSB da 18 mm, formando un sistema composito chiuso di pareti di taglio e tetto, che migliora notevolmente la rigidità laterale e l'integrità dell'edificio e resiste efficacemente alla pressione laterale e alla forza di aspirazione generata dagli uragani. In terzo luogo, la base della colonna è saldamente collegata alla fondazione indipendente tramite bulloni di ancoraggio, con forte capacità anti-ribaltamento e anti-trazione, impedendo che l'edificio venga rovesciato o sollevato dal carico del vento dell'uragano. Inoltre, i pannelli per pareti esterne AAC sono leggeri e fissati saldamente, il che può ridurre il carico del vento garantendo allo stesso tempo prestazioni antivento.

 

 

La villa adotta un sistema integrato di struttura leggera in acciaio, in cui colonne, travi, arcarecci, travi e pannelli OSB sono strettamente collegati tramite connettori ad alta-resistenza, formando un sistema completo-portante e anti-vento. La struttura a traliccio del tetto migliora la rigidità del tetto, evitando deformazioni o danni in caso di impatto di un uragano. La soletta composita composta da lamiera di acciaio zincato CBC e calcestruzzo gettato sul posto-in-ha elevata rigidità e capacità portante, garantendo l'integrità del pavimento e prevenendo crepe o danni causati dalle vibrazioni del vento. Tutti i punti di connessione sono rinforzati con sigillante e acciaio angolare, migliorando ulteriormente l'integrità strutturale e le prestazioni impermeabili e antivento.

 

L'Isola della Riunione si trova nella zona climatica marina tropicale, con alta temperatura, elevata umidità e forte corrosività della nebbia salina marina. La struttura considera pienamente questa caratteristica: la chiglia in acciaio leggero adotta il materiale G550AZ150 con rivestimento zincato a caldo-(AZ150), che ha un'eccellente resistenza alla corrosione e può resistere efficacemente all'erosione della nebbia salina e dell'umidità. La piastra portante del pavimento CBC è in lamiera di acciaio zincato spessa 1 mm, che ha anche una buona resistenza alla corrosione. I pannelli strutturali OSB sono trattati con trattamento anti-corrosivo e resistente all'umidità-, mentre i pannelli per pareti esterne AAC sono atossici,-tossici, insapori e-resistenti alla corrosione. Tutti i connettori sono zincati o trattati antiruggine-, garantendo la durabilità a lungo-termine della struttura e la durata di servizio può raggiungere più di 50 anni.

 

 

Oltre alla resistenza al vento, la struttura si adatta anche al clima tropicale dell'isola della Riunione. I pannelli murali esterni AAC da 50 mm di spessore e il cotone isolante in lana di vetro da 50 mm di spessore hanno buone prestazioni di isolamento termico, che possono ridurre efficacemente la temperatura interna nella stagione calda e risparmiare energia. La membrana impermeabile per fondazione SBS e la membrana impermeabile per tetto TPO possono prevenire efficacemente le perdite di acqua piovana causate da forti piogge accompagnate da uragani. La struttura leggera della villa si adatta alle caratteristiche geologiche dell'Isola della Riunione (aree prevalentemente montuose e collinari), riducendo la pressione sulla fondazione e facilitando la costruzione nelle zone montuose.

 

 

La struttura soddisfa gli standard di sicurezza edilizia locali dell'Isola della Riunione, con elevate prestazioni di sicurezza. La struttura leggera in acciaio ha buone prestazioni sismiche (l'Isola della Riunione si trova in una zona sismica) e il sistema composito di pareti di taglio può resistere efficacemente alle onde sismiche. I pannelli per pareti esterne AAC e i pannelli strutturali OSB hanno una buona resistenza al fuoco, che può prevenire la propagazione del fuoco. Il solaio ha un'elevata capacità portante, che può sopportare il carico di mobili, personale e altri usi quotidiani e ha una buona resistenza agli urti.

 

In combinazione con le caratteristiche dell'Isola della Riunione (clima marino tropicale, frequenti uragani, turismo sviluppato, diverse esigenze residenziali) e i vantaggi di questa villa in acciaio leggero, il mercato target è chiaramente posizionato, coprendo principalmente i seguenti gruppi e campi:

 

 

L'Isola della Riunione ha una piccola superficie e un terreno prevalentemente montuoso e i residenti locali hanno una forte richiesta di edifici residenziali sicuri, durevoli,-rispettosi dell'ambiente e-salvaspazio. Questa villa in acciaio leggero ha un'eccellente resistenza agli uragani e durata, che possono risolvere il problema delle preoccupazioni dei residenti locali sulla sicurezza degli edifici in condizioni meteorologiche estreme. Allo stesso tempo, la villa ha un layout flessibile, può essere personalizzata in base alle esigenze dei residenti e il ciclo di costruzione è breve (solo 45-60 giorni), il che può soddisfare l'urgente domanda di alloggi da parte dei residenti. Inoltre, la struttura leggera della villa è adatta per la costruzione nelle zone montuose dell'Isola della Riunione, cosa difficile per gli edifici tradizionali in mattoni e cemento, e ha un ampio spazio di mercato nel mercato residenziale locale.

 

 

L'Isola della Riunione è una famosa località turistica nell'Oceano Indiano, con ricche risorse turistiche e un gran numero di turisti ogni anno. La domanda di case vacanza, soggiorni in famiglia e hotel resort è forte. Questa villa in acciaio leggero presenta i vantaggi di un bell'aspetto, un ambiente di vita confortevole, isolamento termico e acustico e può essere progettata come una casa per le vacanze o un soggiorno in famiglia di fascia alta-. La resistenza al vento e la durabilità della villa possono garantire il funzionamento stabile a lungo-termine delle proprietà per le vacanze e il metodo di costruzione prefabbricato può completare rapidamente la costruzione di comunità di vacanza, riducendo il ciclo di investimento degli sviluppatori. Inoltre, la villa può essere smontata e riutilizzata, il che è adatto alle esigenze di case vacanza temporanee o permanenti degli sviluppatori turistici.

 

Anche le piccole strutture commerciali locali dell'Isola della Riunione (come minimarket, cliniche, centri di servizi comunitari) e le strutture pubbliche (come scuole temporanee, rifugi di emergenza) hanno una richiesta di edifici sicuri, efficienti e a basso-costo. Questa leggera villa in acciaio può essere convertita in piccoli spazi commerciali o strutture pubbliche modificando la disposizione interna, che presenta i vantaggi di un basso investimento, un breve ciclo di costruzione e una facile manutenzione. Soprattutto nella costruzione di rifugi di emergenza, il rapido assemblaggio della villa e la resistenza al vento possono fornire uno spazio di vita sicuro per i residenti locali in caso di uragani o altri disastri naturali, che è supportato dal governo locale.

 

 

Il posizionamento sul mercato di questa villa è "edificio in acciaio leggero di alta-qualità,-resistente al vento,-rispettoso dell'ambiente ed economico-economico", incentrato sulla risoluzione dei punti critici degli edifici locali (scarsa resistenza al vento, lungo ciclo di costruzione, costi di manutenzione elevati) e sul soddisfacimento delle diverse esigenze dei residenti, degli sviluppatori del turismo e dei dipartimenti governativi. I clienti target sono principalmente residenti locali a reddito medio e alto-, imprese di sviluppo turistico, proprietari di piccole imprese e dipartimenti governativi locali.

 

Rispetto ai tradizionali edifici in mattoni-cemento e ad altri tipi di edifici in acciaio leggero, questa villa a due-piani in acciaio leggero presenta evidenti vantaggi, particolarmente adatta alla domanda del mercato dell'Isola della Riunione, e i suoi vantaggi principali sono i seguenti:

 

 

Pensata per il clima estremo degli uragani sull'Isola della Riunione, la villa adotta una serie di design resistenti al vento-: chiglia in acciaio leggero ad alta resistenza-G550AZ150, pannello strutturale OSB da 18 mm, rinforzo completo, base solida della colonna e collegamento alla fondazione, porte e finestre resistenti al vento-. La struttura complessiva ha un'elevata rigidità laterale e integrità, che può resistere efficacemente a uragani estremi con velocità del vento maggiore o uguale a 150 km/h, garantendo la sicurezza dell'edificio e dei residenti, che rappresenta il più grande vantaggio rispetto ad altri edifici.

 

 

La villa adotta una struttura leggera prefabbricata in acciaio e tutti i componenti principali (chiglia in acciaio, pannello OSB, pannello AAC) sono pre-prodotti in fabbrica, trasportati al sito per l'assemblaggio. Il ciclo di costruzione dura solo 45-60 giorni, ovvero 1/3-1/2 dell'edificio tradizionale in mattoni e cemento (120-180 giorni). L'assemblaggio in loco richiede meno manodopera, il che può ridurre i costi di costruzione e soddisfare la domanda urgente dei clienti di alloggi o spazi commerciali.

 

 

La leggera struttura in acciaio è leggera e il peso totale della villa è solo 1/4-1/5 del tradizionale edificio in mattoni-cemento, il che riduce notevolmente la pressione sulle fondamenta. Il design della fondazione indipendente è semplice e facile da costruire, adatto a vari terreni, in particolare alle aree montuose e collinari dell'Isola della Riunione, dove gli edifici tradizionali in mattoni e cemento sono difficili da costruire. La villa può essere costruita su pendii ripidi o su lotti stretti, migliorando il tasso di utilizzo del terreno.

 

I materiali principali della villa (chiglia in acciaio leggero, pannello OSB, pannello AAC) sono tutti materiali ecologici e riciclabili, che non producono rifiuti di costruzione durante il processo di costruzione e sono conformi alla politica di protezione ambientale locale dell'Isola della Riunione. I pannelli murali esterni AAC da 50 mm di spessore e il cotone isolante in lana di vetro da 50 mm di spessore hanno buone prestazioni di isolamento termico, che possono ridurre il consumo energetico dell'aria condizionata e del riscaldamento nella villa, risparmiare energia e ridurre il costo della vita dei residenti.

 

 

La chiglia in acciaio leggero adotta il materiale G550AZ150 con rivestimento zincato a caldo-, che ha un'eccellente resistenza alla corrosione e può resistere all'erosione della nebbia salina e dell'umidità marina tropicale. I pannelli per pareti esterne AAC e i pannelli strutturali OSB sono durevoli e non facili da invecchiare. La vita utile complessiva della villa può raggiungere più di 50 anni e la manutenzione quotidiana richiede solo una semplice ispezione e pulizia, con bassi costi di manutenzione (solo 1/3 del tradizionale edificio in mattoni-cemento).

 

 

La leggera struttura in acciaio ha una forte flessibilità e la disposizione interna della villa può essere liberamente adattata in base alle esigenze dei clienti, come aumentare o diminuire le stanze, modificare le dimensioni del soggiorno e convertire spazi commerciali. Anche l'aspetto della villa può essere personalizzato in base alle esigenze estetiche dei clienti, adattandosi allo stile architettonico locale e alle caratteristiche della località turistica.

 

 

Sebbene l'investimento iniziale della villa in acciaio leggero sia leggermente superiore a quello del tradizionale edificio in mattoni-cemento, considerando il breve ciclo di costruzione, il basso costo della manodopera, i bassi costi di manutenzione e i materiali riciclabili, nel lungo periodo il costo complessivo è inferiore a quello del tradizionale edificio in mattoni-cemento. Per gli sviluppatori turistici e i proprietari di piccole imprese, può ridurre il ciclo di investimento e i costi operativi e offre prestazioni ad alto costo.