Tragwerksplanung eines 18 m × 55 m × 6 m großen Stahllagers für Papua-Neuguinea mit 5-Tonnen-Laufkran

Tragwerksplanung eines 18 m × 55 m × 6 m großen Stahllagers für Papua-Neuguinea mit 5-Tonnen-Laufkran, Dachventilatoren und Oberlichtern

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Standort: Papua-Neuguinea (PNG)

Klima: Tropisch; kein Schnee, vernachlässigbare seismische Aktivität

Windgeschwindigkeit: 120 km/h (≈33,3 m/s) → Grundwinddruck ≈ 0,7 kN/m² (gemäß AS/NZS 1170.2 oder entsprechender lokaler Vorschriften)

Gebäudeabmessungen:

Breite: 18 m

Länge: 55 m

Traufhöhe: 6 m

Dachneigung: 5 Grad (Standard für Entwässerung; Anstieg ≈ 0,8 m in der Mitte der Spannweite)

Wand- und Dachverkleidung: 0,45 mm vorlackierte Wellstahlbleche (einschalig)

Interne Ausrüstung: Ein 5-Tonnen-Elektrolaufkran (EOT), Spannweite ≈ 16,5 m, Laufbahnträger werden von Hauptsäulen getragen

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Hauptrahmen: Starre Portalrahmen im Abstand von 7,86 m (7 Felder über 55 m Länge → insgesamt 8 Rahmen, optional sind 9 Felder in 6,11 m pro Feld).

Rahmenkonfiguration:

Säulen: CBC-kundenspezifische H-Profile (geschweißte Plattenprofile)

Sparren: Konisch zulaufende -aufgebaute I--Abschnitte

Sockel: Gestifteter oder fester Sockel (bei Kranlasten bevorzugt fest montiert), eingebettet in Stahlbetonfundamenten

Kranbahnsystem:

Kranbahnträger: HEA/UB 300–350 (je nach Durchbiegungskriterien)

Konsolenverbindungen an den Säulenflanschen in ca. 5,5 m Höhe angeschweißt

Kranschiene: Standard QU70 oder ähnlich

Aussteifung: Horizontale und vertikale Aussteifung zwischen den Laufbahnträgern

 

 

Pfetten: C--Abschnitte (C200×60×20×2,5 mm) im Abstand von 1,5 m auf dem Dach

Gürtel: C--Abschnitte (C150×60×20×2,0 mm) bei 1,2 m vertikalem Abstand an Wänden

Verstrebungssystem:

Dach: X-Aussteifung in den Endfeldern + Längsaussteifung entlang des Firsts/der Traufe

Wände: Kreuzverstrebungen an den Giebelenden und an einer Seitenwand

Alle Aussteifungen: Ø12–16 mm Stahlstangen oder Winkelprofile

 

 

Ventilatoren: Durchgehender Firstlüfter (Polycarbonat oder Metall) – 55 m Länge

Oberlichter: Lichtdurchlässige FRP- oder Polycarbonat-Paneele, die in jedem dritten Pfettenfeld integriert sind (Abstand ca. 4,5 m) und ca. 10 % der Dachfläche abdecken → ca. . 100 m²

 

 

Verstärkte Betonplattenfundamente unter jeder Säule (Größe geschätzt auf 2,0 m × 2,0 m × 0,8 m tief, je nach Bodentragfähigkeit größer oder gleich 100 kPa)

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Totlast (DL):

Dacheindeckung + Pfetten: 0,12 kN/m²

Kranträger + Schiene: 0,5 kN/m (Streckenlast auf Säulen)

Nutzlast (LL): Wartungslast=0.25 kN/m² (nicht-zugängliches Dach)

Windlast (WL):

Grundgeschwindigkeitsdruck q=0.613 × V² (V in m/s) → q ≈ 0,68 kN/m²

Außendruckkoeffizienten (Cp):

Luvwand: +0.7

Leewand: –0,5

Dach (5 Grad Neigung): –0,9 (Sog)

Innendruck: ±0,2 (angenommenes teilweise offenes Gebäude)

Nettoauslegungsdruck ≈ 1,0–1,2 kN/m² (kritischer Sog auf dem Dach)

Kranlast:

Vertikal: 50 kN (5 t) + Schlagfaktor (25 %) → 62,5 kN pro Rad

Seitlich: 10 % der angehobenen Last → 5 kN pro Rad

Längs: 5 % Bremskraft

 

 

Portalrahmen: Entwickelt für kombinierte Schwerkraft-, Wind- und Kranlasten unter Verwendung einer Analyse zweiter Ordnung (P-Δ-Effekte berücksichtigt)

Durchbiegungsgrenzen:

Dach: L/180 bei Wind

Kranbahn: L/600 unter Vertikallast

Lokales Knicken: Stegversteifungen an den Standorten der Kranhalterungen

Verbindungen: Geschweißte Momentverbindungen an Sparren-Stützen-Verbindungen; Schraubverbindungen für den Transport

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Artikel	Beschreibung	Menge	Stückgewicht (kg/m)	Gesamtgewicht (kg)
Hauptrahmen	Konische I-Abschnitte (Durchschnitt. 110 kg/m)	8 Rahmen × (2×6 m col + 18.5 m Sparren)=236 m	110	25,960
Kranbahnträger	UB 356×171×51 (51 kg/m)	2 × 55 m	51	5,610
Pfetten	C200×2,5 mm	(55/1.5 +1) × 18 m ≈ 684 m	3.2	2,189
Wandgürtel	C150×2,0 mm	2×(55+18)×(6/1.2) ≈ 730 m	2.3	1,679
Verspannung	Ø16 Stange / L50×5 Winkel	~400 m	1,5 durchschn	600
Dach-/Wandplatten	0,45 mm PPGL	Dach: 55×18,2 ≈ 1.001 m²; Wände: 2×(55+18)×6=876 m²	4,5 kg/m²	8,457
Befestigungselemente, Schienen, Zubehör	-	-	-	~2,000
Gesamtgewicht des Stahls				≈46.495 kg

Hinweis: Ausgenommen sind Fundamentbewehrung und Beton.

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Windgeschwindigkeit: Bis 250 km/h (z. B. Taifun Haiyan) → q ≈ 3,0 kN/m²

Wichtige Änderungen:

Erhöhen Sie die Größe der Hauptrahmenabschnitte um 30–50 %

Reduzieren Sie den Portalrahmenabstand auf 6 m (9 Felder), um die Last besser zu verteilen

Verwenden Sie eine dickere Beplankung (0,55–0,60 mm) mit verbesserter Befestigung (geringerer Schraubenabstand, Sturmklammern).

Verstärken Sie die Verbindungen zwischen Dach- und-Rahmen (verwenden Sie Stollen anstelle von Gurten).

Fügen Sie weitere Aussteifungen hinzu (sowohl quer als auch längs).

Höhere Sicherheitsfaktoren bei der Windsogkonstruktion (insbesondere an Traufen und Ecken)

Erwägen Sie ein doppelwandiges isoliertes Dach, um die thermische Belastung zu reduzieren und die Haltbarkeit zu verbessern

 

 

Seismischer Koeffizient: Sa(T) ≈ 0,6–0,9g (je nach Boden und Zeitraum)

Wichtige Änderungen:

Wechseln Sie von starren Portalrahmen zuverspannte RahmenoderMoment-beständige Rahmen mit dehnbaren Details

Verwenden Sie einheitliche (nicht-konische) H--Abschnitte, um die Bildung von Kunststoffscharnieren zu kontrollieren

Grundplatten sind für volles Moment + Scherung + Auftrieb durch seismisches Umkippen ausgelegt

Kranstützen müssen erdbebensicher sein (Snubber oder seitliche Anschläge)

Die Dachmembran muss als starres horizontales Fachwerk fungieren → engerer Pfettenabstand (1,2 m) und stärkere Blechbefestigung

Anforderungen an die Duktilitätsklasse gemäß AISC 341 oder lokalen chilenischen Vorschriften (z. B. ist die Verwendung von niedrig{3}}ergiebigem-Spitzenstahl nicht zulässig)

Fundamente, die auf hohen Auftrieb und Gleitwiderstand ausgelegt sind

Vermeiden Sie spröde Elemente (z. B. dünne Stäbe); Verwenden Sie zur Aussteifung Konstruktionswinkel oder Rohre

Notiz: In seismischen Zonen kann der Kran selbst besondere Verankerungs- und Dämpfungsmaßnahmen erfordern, die in PNG nicht erforderlich sind.

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Das geplante Lager für Papua-Neuguinea ist für mäßige Windlasten und den Kranbetrieb optimiert und verwendet kostengünstige, sich verjüngende Rahmen und eine leichte{1}Verkleidung. Für die von Taifunen-anfälligen Philippinen bestimmt die Robustheit gegenüber extremen Winden das Design, während im erdbebengefährdeten Chile Duktilität, Redundanz und Energiedissipation im Vordergrund stehen-was zu grundlegend unterschiedlichen Struktursystemen und Materialverwendungen führt. Die örtlichen Bauvorschriften (NSCP für die Philippinen, NCh für Chile) müssen in jedem Fall strikt befolgt werden.