Stahlkonstruktionsanalyse für das Lagerhausprojekt Le-Tigre in Neukaledonien (teilweise)

Kraftanalyse der Stahlkonstruktion mit der 3D3S-Software (für ein dreistöckiges Stahlkonstruktionsprojekt in Neukaledonien)

Die 3D3S-Software, eine professionelle Strukturanalyse- und Entwurfssoftware für Stahlkonstruktionen, wird zur Durchführung einer umfassenden Kraftanalyse für das dreistöckige Stahlkonstruktionsprojekt in Neukaledonien eingesetzt, um die Rationalität, Sicherheit und Stabilität des Strukturentwurfs sicherzustellen. In Kombination mit den tatsächlichen Arbeitsbedingungen und Umgebungsbedingungen des Projekts vervollständigt die Software die Kraftberechnung und -überprüfung des gesamten Prozesses und bietet zuverlässige technische Unterstützung für die Projektplanung und -konstruktion.

Der Kraftanalyseprozess und die wichtigsten Inhalte auf Basis der 3D3S-Software lauten wie folgt: Erstellen Sie zunächst ein dreidimensionales Modell der 3-stöckigen Stahlkonstruktion in der Software und geben Sie dabei Strukturparameter wie Bauteilabschnitte, Verbindungsformen und Materialeigenschaften (im Einklang mit der tatsächlichen Stahlsorte und -spezifikation des Projekts) genau ein. Laden Sie dann alle relevanten Lasten in das Modell, einschließlich Eigenlast (Eigengewicht von Stahlelementen, Bodenplatten und anderen dauerhaften Lasten), Nutzlast (Bodennutzungslast, Personal- und Gerätelast), Windlast und seismische Last entsprechend der geografischen Lage Neukaledoniens, um den tatsächlichen Kraftzustand der Struktur umfassend zu simulieren.

Während der Analyse führt die Software eine Finite-Elemente-Berechnung für jedes Stahlelement (Stützen, Träger, Pfetten usw.) und Verbindungsknoten durch, wobei der Schwerpunkt auf der Überprüfung der Axialkraft, Scherkraft, des Biegemoments und der Durchbiegung der Elemente sowie der Tragfähigkeit und Stabilität der Knoten liegt. Für die Hauptspannungsteile der dreistöckigen Struktur (z. B. die Verbindung zwischen den Böden, die Unterseite der Stützen und die Teile, die konzentrierte Lasten tragen) führt die Software eine lokale Spannungsanalyse durch, um lokale Verformungen oder Schäden durch übermäßige Spannung zu vermeiden.

Darüber hinaus kann die 3D3S-Software die dynamische Reaktion der Struktur unter seismischen und starken Windlasten simulieren, überprüfen, ob die strukturelle Steifigkeit und Duktilität den Entwurfsanforderungen entsprechen, und die Querschnittsgröße und Verbindungsform der Elemente entsprechend den Analyseergebnissen optimieren, um so ein Gleichgewicht zwischen struktureller Sicherheit und Wirtschaftlichkeit zu erreichen. Die Analyseergebnisse zeigen, dass das dreistöckige Stahlkonstruktionsprojekt in Neukaledonien die relevanten Designstandards erfüllt und verschiedene Designlasten sicher tragen kann, wodurch der langfristig stabile Betrieb des Projekts gewährleistet wird.

 

1 Designcodes

„Code für die Gestaltung von Stahlkonstruktionen“ (GB50017-2003)

„Gebäudestrukturelle Lastspezifikation“ (GB50009-2012)

„Code für die Erdbebenplanung von Gebäuden“ (GB50011-2010)

„Building Foundation Design Code“ (GB50007-2011)

„Stahlschweißcode“ (GB50661-2011)

„Technische Spezifikation für die Verbindung von Stahlbolzen“ (JGJ82-2011)

2 Berechnungsmodell

Berechnungsmodell (Kreise bezeichnen Beschränkungen)

3 Lasten und Kombinationen

Struktureller Bedeutungsfaktor: 1,00

3.1 Knotenlasten

3.2 Elementlasten

1) Fall-Nr.: 0

*Flächenlasten:

NEIN.	Lasttyp	Verteilungsmodus	Formfaktor	Wert laden (Referenzwinddruck) kN/m2
1	Totlast	ein-way Elem	--	4.00
2	Totlast	ein-way Elem	--	0.40

Diagramm zur Flächenlast:

Oberflächenlast Nr. . 1-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

Oberflächenlast Nr. . 2-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

2) Fall Nr.: 1

*Flächenlasten:

NEIN.	Lasttyp	Verteilungsmodus	Formfaktor	Wert laden (Referenzwinddruck) kN/m2
1	Live-Last	ein-way Elem	--	10.00
2	Live-Last	ein-way Elem	--	0.30

Diagramm zur Flächenlast:

Oberflächenlast Nr. . 1-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

Oberflächenlast Nr. . 2-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

3) Fall Nr.: 2

*Flächenlasten:

NEIN.	Lasttyp	Verteilungsmodus	Formfaktor	Wert laden (Referenzwinddruck) kN/m2
1	Windlast	ein-way Elem	0.80	2.55
2	Windlast	ein-way Elem	-0.50	2.55
3	Windlast	ein-way Elem	-0.70	2.55
4	Windlast	ein-way Elem	-0.60	2.55
5	Windlast	ein-way Elem	-0.50	2.55

Diagramm zur Flächenlast:

Oberflächenlast Nr. . 1-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

Oberflächenlast Nr. . 2-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

Oberflächenlast Nr. . 3-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

Oberflächenlast Nr. . 4-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

Oberflächenlast Nr. . 5-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

4) Fall Nr.: 3

*Flächenlasten:

NEIN.	Lasttyp	Verteilungsmodus	Formfaktor	Wert laden (Referenzwinddruck) kN/m2
1	Windlast	ein-way Elem	0.80	2.55
2	Windlast	ein-way Elem	-0.50	2.55
3	Windlast	ein-way Elem	-0.70	2.55

Diagramm zur Flächenlast:

Oberflächenlast Nr. . 1-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

Oberflächenlast Nr. . 2-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

Oberflächenlast Nr. . 3-Verteilungsdiagramm (Elemente mit durchgezogenen Linien, denen Lasten zugewiesen sind)

4.1.2 Hüllkräfte

 

Farbanzeige nach maximaler Axialkraft N (kN);

Maximale Axialkräfte N von 10 Elementen (Einheit: m,kN,kN.m)

NEIN.	Elem	Combo Nr.	Combo Nr.	Standort	N	Q2	Q3	M	M2	M3
1	122	3	1	0.000	50.9	53.9	-0.0	0.0	0.0	47.1
2	125	3	1	0.000	45.3	66.3	0.1	0.0	-0.2	69.6
3	118	3	1	0.000	45.3	66.4	0.0	-0.0	-0.0	69.8
4	128	3	1	0.000	40.9	-4.1	0.0	-0.0	-0.2	-6.4
5	695	3	1	0.000	37.3	-4.3	-0.0	-0.0	0.0	-8.5
6	468	6	4	1.704	31.3	-46.2	-0.0	-0.0	-0.0	0.0
7	733	6	4	1.663	30.1	-35.9	-0.0	0.0	0.0	0.0
8	90	3	1	0.000	27.2	-96.3	-0.1	0.0	0.2	-124.3
9	89	3	1	0.000	27.2	123.1	0.2	0.0	-0.3	129.8
10	694	3	1	0.000	25.7	0.7	-0.0	-0.0	0.0	5.1

 

Farbanzeige bei minimaler Axialkraft N (kN);

Minimale Axialkräfte N von 10 Elementen (Einheit: m,kN,kN.m)

NEIN.	Elem	Combo Nr.	Combo Nr.	Standort	N	Q2	Q3	M	M2	M3
1	396	3	1	3.550	-1091.9	-0.1	0.3	-0.0	0.6	0.2
2	480	3	1	3.550	-1081.1	-0.8	4.6	0.0	5.3	1.3
3	383	3	1	0.000	-1053.7	-0.5	0.8	-0.0	-1.5	0.0
4	392	3	1	0.000	-1035.5	1.3	0.6	-0.0	-0.9	1.1
5	476	3	1	0.000	-1028.6	1.7	4.3	-0.0	-5.0	1.7
6	413	3	1	3.550	-1028.1	0.0	-1.9	-0.0	-2.1	-0.1
7	469	3	1	0.000	-1019.9	-0.5	4.1	-0.0	-4.8	0.1
8	390	3	1	0.000	-1019.3	-0.6	0.6	0.0	-0.9	-0.9
9	385	3	1	0.000	-1017.4	0.6	0.6	-0.0	-1.1	1.0
10	474	3	1	0.000	-1012.6	-0.2	4.0	0.0	-4.7	-0.2

 

Farbanzeige nach maximalem Biegemoment M2 (kN.m);

Maximale Biegemomente M2 von 10 Elementen (Einheit: m,kN,kN.m)

NEIN.	Elem	Combo Nr.	Combo Nr.	Standort	N	Q2	Q3	M	M2	M3
1	493	3	1	0.000	-269.8	-2.9	-40.9	-0.0	70.0	-4.3
2	484	3	1	0.000	-274.8	-2.1	-40.9	-0.0	68.6	0.7
3	491	3	1	0.000	-270.1	-1.2	-39.6	0.0	68.1	-2.8
4	486	3	1	0.000	-271.0	-0.6	-39.5	-0.0	68.1	-2.5
5	496	3	1	0.000	-274.2	2.8	-35.4	-0.0	56.6	6.8
6	375	3	1	3.200	-242.4	-2.7	29.7	-0.0	44.5	4.4
7	366	3	1	3.200	-228.7	-0.4	29.5	0.0	44.4	-2.0
8	368	3	1	3.200	-243.2	0.2	28.8	-0.0	42.9	-0.3
9	373	3	1	3.200	-241.2	-0.5	28.8	0.0	42.9	0.5
10	378	3	1	3.200	-243.1	0.0	26.9	0.0	42.0	-0.1

 

Farbanzeige nach minimalem Biegemoment M2 (kN.m);

Minimale Biegemomente M2 von 10 Elementen (Einheit: m,kN,kN.m)

NEIN.	Elem	Combo Nr.	Combo Nr.	Standort	N	Q2	Q3	M	M2	M3
1	484	3	1	3.200	-277.4	-2.1	-40.9	-0.0	-62.4	7.3
2	493	3	1	3.200	-272.4	-2.9	-40.9	-0.0	-60.8	4.9
3	491	3	1	3.200	-272.7	-1.2	-39.6	0.0	-58.5	1.2
4	486	3	1	3.200	-273.6	-0.6	-39.5	-0.0	-58.5	-0.5
5	496	3	1	3.200	-276.7	2.8	-35.4	-0.0	-56.6	-2.2
6	375	3	1	0.000	-239.8	-2.7	29.7	-0.0	-50.5	-4.3
7	366	3	1	0.000	-226.1	-0.4	29.5	0.0	-49.9	-3.3
8	368	3	1	0.000	-240.7	0.2	28.8	-0.0	-49.2	0.3
9	373	3	1	0.000	-238.6	-0.5	28.8	0.0	-49.2	-1.1
10	378	3	1	0.000	-240.5	0.0	26.9	0.0	-44.0	-0.1

 

Farbanzeige nach maximalem Biegemoment M3 (kN.m);

Maximale Biegemomente M3 von 10 Elementen (Einheit: m,kN,kN.m)

NEIN.	Elem	Combo Nr.	Combo Nr.	Standort	N	Q2	Q3	M	M2	M3
1	66	3	1	0.000	-38.9	148.5	0.0	0.0	-0.0	158.2
2	38	3	1	0.000	-38.9	145.4	0.0	0.0	-0.0	156.8
3	167	3	1	0.000	25.1	144.1	-0.0	0.0	0.0	154.7
4	45	3	1	0.000	-37.4	145.2	-0.0	0.0	0.1	154.7
5	59	3	1	0.000	-37.4	145.1	0.0	-0.0	-0.1	154.6
6	153	3	1	0.000	18.8	144.4	-0.0	-0.0	0.0	154.4
7	175	3	1	5.800	-0.9	-146.3	0.0	-0.0	0.1	151.1
8	176	3	1	0.000	-1.5	134.8	0.0	0.0	-0.1	151.1
9	536	3	1	0.000	1.7	145.2	0.3	0.0	-0.3	151.0
10	52	3	1	0.000	-25.9	140.5	0.0	0.0	-0.0	148.2

 

Farbanzeige bei minimalem Biegemoment M3 (kN.m);

Minimale Biegemomente M3 von 10 Elementen (Einheit: m,kN,kN.m)

NEIN.	Elem	Combo Nr.	Combo Nr.	Standort	N	Q2	Q3	M	M2	M3
1	174	3	1	3.250	-1.1	-0.0	0.0	0.0	0.0	-219.0
2	630	3	1	3.250	0.9	-0.0	0.0	0.0	-0.0	-219.0
3	181	3	1	3.250	-1.1	-0.0	0.0	-0.0	0.0	-219.0
4	188	3	1	3.250	-2.2	-0.0	0.0	-0.0	0.0	-214.1
5	195	3	1	3.250	-1.9	-0.0	0.0	-0.0	0.0	-214.1
6	616	3	1	3.250	1.3	-0.0	-0.0	-0.0	0.0	-214.1
7	209	3	1	3.250	-2.2	-0.0	0.0	-0.0	0.0	-214.1
8	602	3	1	3.250	1.1	-0.0	-0.0	0.0	-0.0	-214.1
9	623	3	1	3.250	1.4	-0.0	0.0	-0.0	-0.0	-214.1
10	609	3	1	3.250	1.3	-0.0	-0.0	0.0	0.0	-214.1

4.2 Verschiebungen

4.2.1 Kombinationsverschiebungen

 

Kombination 1: Uz(mm)

 

Kombination 2: Uz(mm)

 

Kombination 3: Uz(mm)

 

Kombination 4: Uz(mm)

 

Kombination 5: Uz(mm)

 

Kombination 6(1): Uz(mm)

 

Kombination 6(2): Uz(mm)

 

Kombination 6(3): Uz(mm)

 

Kombination 6(4): Uz(mm)

5 Designergebnisse

Material 2:

Q235: Elastizitätsmodul: 2,06*10⁵N/mm²;Poissonzahl: 0,30; Ausdehnungskoeffizient: 1,20*10^-5;Dichte: 7850 kg/m³.

Q345: Elastizitätsmodul: 2,06*10⁵N/mm²;Poissonzahl: 0,30; Ausdehnungskoeffizient: 1,20*10^-5;Dichte: 7850 kg/m³.

5.1 Diagramme der Designergebnisse

Das maximale Spannungsverhältnis beträgt 0,92.

Stressverhältnis

 

Notiz:

Oben nur ein kleiner Teil des gesamten Berichts.