Konsepsyon ankadreman asye estriktirèl pou yon otèl 4 etaj nan Papua New Guinea

 

Kote: Papwa Nouvèl Gine

Zòn sismik: Entansite sismik nan8 degre(ekivalan a PGA ≈ 0.3g ki baze sou ASCE 7 oswa kòd lokal ki sanble)

Chaj van: Vitès van debaz =120 km/h (~33.3 m/s)

Chaj nèj: Okenn

Itilizasyon bilding:

Nivo 1: garaj pakin (wotè=3.8 m)

Nivo 2–4: Chanm envite otèl yo (etaj-a-wotè etaj=3.7 m, 3.7 m, ak 3.4 m respektivman)

Kalite do-kay: Twati pant sèl-(sipoze pant=2% pou drenaj)

Mi eksteryè: Blòk beton kre ki pa-estriktirèl (konstwi lokalman;pa chaje-portman)

Sistèm etaj: Tabliye asye konpoze ak jete-in-anplasman konkrè(pou espesifye)

 

 

Longè total bilding: 80 m

Konfigirasyon Plan:

Zèl Lès: 55.6 m (L) × 27 m (W)

Zèl Lwès: 25 m (L) × 41.7 m (W)

Remak: plan an seki pa-rektangilè, gen anpil chans ki gen fòm L-oswa etap. Pou analiz estriktirèl, bilding nan trete kòm de blòk konekte ak posib jwenti ekspansyon oswa koneksyon rijid depann sou detay sismik.

Gwosè Bay tipik: Sipoze kolòn espacement de7.5 m longitudinalepi6.0 m transversal(reglabl pou chak opinyon achitekti).

 

 

Kòd Prensipal: AISC 360-16 (Specifikasyon pou bilding asye estriktirèl)

Konsepsyon sismik: ASCE 7-16 (oswa ekivalan - adapte pou sismisite PNG)

Chaj van: ASCE 7-16, Chapit 27 (Direksyon Pwosedi)

Estanda Materyèl: ASTM A992 (travès/kolòn), ASTM A36 (plak, manm segondè)

 

 

 

Eleman	Chaj (kN/m²)
Tabliye asye + 125 mm Dalle konkrè (ρ=24 kN/m³)	0.25 + (0.125×24) = 3.25
Plafon, MEP, Fini	0.5
Twati (metal pil + izolasyon)	0.3
Mi blòk kre (ki pa-estriktirèl, men aplike kòm chaj liy sou travès)	~3.0 kN/m(pou chak mèt wotè)

 

 

Nivo	LL (kN/m²)	Referans
Nivo 1 (Pakin)	2.5	ASCE 7
Nivo 2–4 (Otèl)	1.9	ASCE 7 (rezidansyèl)
Do-kay	0.5	Chaj antretyen

 

 

Vitès van debaz:V = 33.3 m/s

Kategori Ekspozisyon:C(asepte tèren banlye/iben)

Faktè rafal:G = 0.85

Koefisyan presyon (Cp):

Miray (nan van):+0.8

Mi (sou sous la):–0.5

Do-kay (yon sèl-pant):–0.9 a –0.3(depann zòn)

Sèvi ak ASCE 7 Eq. 27.3-1:
[ q_z=0.613 K_z K_{zt} K_d V^2 I ]
Sipoze (K_z=0.85) nan mitan-wotè (~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 ]

Presyon van konsepsyon:
[ p = q_z G C_p ≈ 0.49 × 0.85 × C_p ]
→ Max presyon miray ≈0.33 kN/m²(van van), aspirasyon ≈-0.21 kN/m²(souvent)

Remak: Akòz ti ogmantasyon (<15 m), wind governs lateral stability but seismic may control due to high seismicity.

 

 

Repons Spectral: Pou zòn 8-degre, asimeS_DS=1.0, S_D1 = 0.6(estimasyon konsèvatif pou chak adaptasyon lokal ASCE 7)

Kategori Risk: II

R-faktè (ankadreman moman asye): R = 8(pou kad espesyal moman - SMF)

Faktè Enpòtans: (I_e = 1.0)

Apwoksimatif Peryòd Fondamantal:
[ T_a = C_t h_n^x = 0.028 × (14.6)^{0.8} ≈ 0.028 × 8.5 ≈ 0.24 s ]
(Wòtè total (h_n=3.8 + 3×3.7 – 0.3=14.6) m apeprè)

Taye sismik baz:
[ V=\\frac{S_{DS}}{R/I_e} W=\\frac{1.0}{8} W=0.125 W ]
→ 12.5% ​​nan pwa total- enpòtan.

 

 

Zòn etaj ≈ (55.6×27) + (25×41.7) ≈ 1501 + 1043 =2544 m²

3 etaj okipe + do-kay ≈ 4 nivo

Mwayèn DL + LL pou chak etaj ≈ (3.75 + 1.9) ≈5.65 kN/m²

Pwa total (W ≈ 2544 × 5.65 × 4 ≈57,500 kN

Taye baz (V ≈ 0.125 × 57,500 ≈7,200 kN

→ Sismik gouvène sou vanpou konsepsyon lateral.

 

 

Sistèm ki reziste fòs lateral (LFRS):

Ankadreman espesyal konsantrikman (SCBF)oswaAnkadreman Moman Espesyal (SMF)

Bay fleksibilite achitekti ak bezwen pou pakin ouvè,SCBFpi pito pou efikasite ak duktilite nan zòn wo-sismik.

Sistèm gravite:

Travès konpoze(Fòm W-ak poto taye + tabliye metal + plak konkrè)

Kolòn: HSS oswa W-seksyon kontinyèl soti nan fondasyon jiska do kay

Bracing: X-anraje nan toude direksyon nan nwayo eskalye/asansè ak perimèt kote sa posib

Do-kay: Sel-pant ki sipòte pa travès do kay ki gen pant oswa ankadreman konik; purlins sou tèt.

 

 

6.1 Travès etaj (Enteryè tipik)

Evènman: 7.5 m

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

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

Modil seksyon obligatwa: (Z_x Pi gran pase oswa egal a M / (0.9 F_y)=217×10⁶ / (0.9×345) ≈ 700×10³ mm³)

Seksyon Jijman: W410×60(Zₓ=773×10³ mm³, OK)

6.2 Travès Edge (ak chaj miray)

Lòt chaj mi: 3.0 kN/m × 3.7 m =11.1 kN/m

Total w ≈ 30.9 + 11.1 =42.0 kN/m

M ≈ 295 kN·m →W460×74(Zₓ=942×10³ mm³)

6.3 Kolòn (Enteryè, 4 istwa)

Zòn aflu: 7.5 m × 6.0 m=45 m²

Chaj axial pou chak etaj: (3.25 + 1.9) × 45=232 kN

Total P ≈ 4 × 232 =928 kN

Ajoute 20% pou efè sismik axial →P_u ≈ 1,115 kN

Longè efikas (KL ≈ 0.8 × 3700=2, 960 mm)

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

Sèvi ak W250×67 oswa HSS203×203×9.5 pou ekonomi

6.4 Manm anfòsman (SCBF)

Sipoze bracing nan 2 baies pa direksyon

Cheay istwa sismik pou chak baie ≈ 7,200 / (kantite ankadreman antravay)

Sipoze 4 ankadreman brated nan chak direksyon → ~900 kN pou chak ankadreman

Fòs dyagonal: (F=V / sinθ); θ=45 degre → F ≈ 900 / 0.707 ≈1,270 kN

Obligatwa A_g Pi gran pase oswa egal a 1,270,000 / (0.9×345) ≈4,090 mm²

Jijman: HSS152 × 152 × 9.5(A=5,200 mm², OK pou tansyon/konpresyon ak chèk mens)

 

 

Metal Deck: Conform® 2.0 oswa Bondek®(pwofondè pwofil=60 mm)

Dalle konkrè: 125 mm epè, f'c=25 MPa

Poto Chea: 19 mm dyamèt × 100 mm wotè, espace nan300 mm ocansanm travès

Aksyon konpoze: Entèraksyon konplè sipoze dapre AISC 360 Chapit I

 

 

Rapò Tè Obligatwa- asime kapasite pote modere (150 kPa)

Reyaksyon Kolòn: Max ~ 1,200 kN → gwosè pye ≈ √(1,200 / 150) ≈2.8 m × 2.8 mbaz izole

Anchorage sismik: Baton jete ki fèt pou soulèvman ak taye dapre ACI 318

 

 

Travèse-a-Kolòn: Plak fen boulon oswa koneksyon moman soude (si SMF itilize)

Atache-a-Gusset: Metòd seksyon Whitmore dapre Dispozisyon Sismik AISC

Sipò Pont: Senp kote yo pote sou gwo bout bwa tèt bride

 

 

Atik	Spesifikasyon
LFRS	Ankadreman espesyal konsantrikman (SCBF)
Travès gravite	W410×60 (enteryè), W460×74 (kwen)
Kolòn	W250 × 67 oswa HSS203 × 203 × 9.5
Atèl	HSS152 × 152 × 9.5
Deck etaj	60 mm pwofondè pil metal konpoze + 125 mm konkrè
Taye sismik baz	~ 7,200 kN (gouvène konsepsyon)
Presyon van	~0.33 kN/m² (ki pa-gouvène)
Pant do-kay	2% pant sèl, ki sipòte pa chevron an pant

 

 

Angaje enjenyè jeoteknik lokal pou rapò tè.

Kowòdone ak achitèk pou jwenn ankadreman antravay san yo pa anpeche pakin oswa chanm yo.

Sèvi ak sistèm penti ki reziste -kowozyon (anviwònman C4 dapre ISO 12944 - PNG bò lanmè).

Bay jwenti mouvman si zèl lès/wès yo konpanse anpil.

Fè analiz estriktirèl 3D detaye lè l sèvi avèk lojisyèl (pa egzanp, ETABS, SAP2000) ki gen ladan efè P-Δ.

 

 

 

Estimasyon tonnaj asye sa a kouvri eleman prensipal ak segondè estriktirèl asye ki nesesè pou sistèm gravite ak chaj lateral-rezistans nan otèl 4 etaj la, tankou:

Kolòn (soti nan fondasyon rive nan do kay)

Travès etaj ak do-kay (konpozisyon konpoze)

Manm atalaj (ankadreman espesyal konsantrikman – SCBF)

Ankadreman do kay (chevron an pant ak purlin)

Koneksyon (estime kòm 5% nan pwa manm prensipal)

Ekskli:

Tabliye an metal (konsidere sipò ki pa-estriktirèl pou plakaj/dal)

Baton jete, plak baz (ki enkli nan alokasyon pou koneksyon)

Eskalye, balistrad, asye divès kalite

 

 

Plan bilding konsiste de de blòk konekte:

Blòk East: 55.6 m × 27 m

Lwès blòk: 25 m × 41.7 m
→ Anprint total ≈2,544 m²

Griy kolòn tipik:7.5 m (longitudinal) × 6.0 m (transverse)

Kantite kolòn:

Blòk lès: (55.6/7.5 ≈ 8 bè → 9 liy) × (27/6 ≈ 4.5 → 5 liy) =45 kolòn

Blòk lwès: (25/7.5 ≈ 3.3 → 4 liy) × (41.7/6 ≈ 7 → 8 liy) =32 kolòn

Dedwi sipèpoze nan junction (~5 kolòn pataje) →Kolòn total ≈ 72

Planche: 4 nivo (ki gen ladan twati)

Ankadreman braced: 2 pou chak direksyon pou chak blòk →8 total de baies

Pant do-kay: 2%, sipòte pa travès an pant; pa gen fermye

 

 

Etandone nati pwojè a kòm lojman rezidansyèl piblik, nou te deside ranfòse tout sistèm estriktirèl la pou kreye yon bilding solid ak yon lavi sèvis ki depase 100 ane. Pou reyalize sa, nou ranplase kolòn konvansyonèl yo ak kolòn bwat-seksyon asye epi ranpli yo sou plas-ak beton, sa ki te amelyore anpil fòs estriktirèl la.

 

 

Seksyon:Kalite bwat 400X400x12x12mm(mas=146.2 kg/m)

Wotè pou chak kolòn:

Nivo 1: 3.8 m

Nivo 2–3: 3.7 m chak

Nivo 4: 3.4 m
→ Wotè total =14.6 m

Longè kolòn total=72 × 14.6 =1,051 m

Pwa kolòn=1,051 m × 146.2 kg/m =153,656 kg ≈ 153.7 tòn

Remak: Kolòn etaj tè yo ka pi lou; sa a se yon mwayèn.

 

 

Travès Enteryè: WH500X290X10X16mm (mas=109.6 kg/m)

Evènman: 7.5 m

Nimewo pou chak etaj:

Blòk lès: 5 liy transversal × 8 baie longitudinal=40

Blòk lwès: 8 liy transversal × 3 baie longitudinal=24
→ 64 travès enteryè pou chak etaj

Total pou 3 etaj + ankadreman twati=4 × 64 =256 travès

Longè=256 × 7.5 =1,920 m

Pwa=1, 920 × 109.6=210,432 kg

Travès Edge/Perimèt: WH600X200X12X12mm (mas=92 kg/m)

Longè perimèt pou chak etaj ≈ 2×(55.6+27) + 2×(25+41.7) – sipèpoze ≈290 m / etaj

Sipoze travès kwen chak 6 m → ~48 travès kwen pou chak etaj

Total=4 × 48 =192 travès, mwayèn span=6.0 m

Longè=192 × 6 =1,152 m

Pwa=1, 152 × 92=105,984 kg

Pwa gwo bout bwa total = 210,432 + 105,984 = 316,416 kg ≈ 316.4 tòn

 

 

Seksyon:HSS152 × 152 × 9.5(mas=42.5 kg/m)

Bay antre: 8 total (4 nan E-W, 4 nan N-S)

Chak bè gen 2 dyagonal pou chak etaj → 4 etaj × 2 =8 dyagonal pou chak liy ankadreman braced

Total dyagonal=8 ankadreman × 8 =64 aparèy òtopedik

Mwayèn Longè dyagonal (pou 7.5 m × 3.7 m Bay nan 45 degre):
(L=\\sqrt{7.5^{2 + 3.7^2} ≈ 8.4 m )

Longè total de atèl=64 × 8.4 =538 m

Pwa atèl=538 × 42.5 =22,865 kg ≈ 22.9 tòn

 

 

Chevron prensipal twati yo swiv yon sèl -profil pant; itilizeW310×45(45 kg/m)

Espas: 3.0 m oc (pou sipòte panèl)

Zòn total do kay=2, 544 m² → longè chevron ≈ lajè bilding (max 41.7 m)

Kantite chevrons ≈ 80 m / 3.0 ≈27 liy

Mwayèn longè chevron=35 m (mwayèn pondéré nan lajè lès/lwès)

Longè chevron total=27 × 35 =945 m

Pwa chevron=945 × 45 =42,525 kg

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

Longè purlin total ≈ (2,544 m² / 1.5 m espas) × 1.0 m =1,696 m

Pwa=1, 696 × 5.5 =9,328 kg

Total Do-Kay Steel = 42,525 + 9,328 = 51,853 kg ≈ 51.9 tòn

 

 

Pratik estanda:5%nan pwa total manm prensipal la

Total manm prensipal=153.7 + 316.4 + 22.9 + 51.9 =533.9 tòn

Koneksyon=0.05 × 533,900 =27,245 kg ≈ 27.3 tòn

 

 

Eleman	Pwa (tòn)
Kolòn	153.7
Floor & Edge Travès	316.4
Atout (SCBF)	22.9
Ankadreman do kay (chevron + purlin)	51.9
Koneksyon (5%)	27.3
Total estime estriktirèl Steel	572.2 tòn

 

 

Sipèfisi etaj total =2,544 m²

Asye pou chak inite zòn=572.2 t / 2,544 m² =225 kg/m²

Sa a se rezonab pou yon bilding asye 4-etaj ki reziste sismik- ak ankadreman antravay nan yon rejyon ki gen gwo sismik.

 

 

Potansyèl Optimizasyon: Itilizasyon pi gwo baies oswa atout redwi ka diminye tonnaj, men demann sismik nan PNG limite rediksyon.

Fabrikasyon lokal: Konsidere disponiblite seksyon estanda nan PNG oswa Ostrali (seksyon komen tankou W-fòm ak HSS).

Pwoteksyon korozyon: Tout asye pou resevwa galvanizasyon cho -dip galvanised oswa sistèm penti duplex akòz anviwònman twopikal bò lanmè.

Enprevi: Ajoute5–10%pou devlopman konsepsyon, chanjman achitekti, oswa detaye inefikasite →Estimasyon bidjè final la: ~615–700 tòn. Si ajoute kèk eskalye ak estrikti pou asansè, an jeneral yo pral alantou650 ~ 750 tònan final.

Prepare pa: Hangzhou Xixi Building co, LTD.
Dat: 16 janvye 2026
Baz: AISC 360-16, layout preliminè, ASCE 7-16 sipozisyon sismik