חברת Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. מספקת חישובי תמיכה סייסמיים מתקדמים עבור פרויקט הולכי הצדק של סנט לוסיה

קסטריס, סנט לוסיה ושנגחאי, סין - במסגרת פיתוח משמעותי לתשתיות בקריביים ולבטיחות הציבור, Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd., יצרנית ומעצבת עולמית מובילה של מערכות ניהול כבלים תעשייתיות ותמיכה סייסמית, סיפקה בהצלחה דוח תכנון וחישוב מקיף של תמיכה סייסמית עבור פרויקט הולכי המשפט היוקרתי של סנט לוסיה (HOJ). דוח זה מתאר את ההנדסה המכנית הקפדנית, חישובי העומס ואימות הבטיחות המבני שבוצעו עבור מערכות התמיכה הסייסמיות התלויות בתוך המתחם המשפטי ההיסטורי. אישור מבני זה מייצג אבן דרך משמעותית, המבטיחה שתשתית החלוקה החשמלית הקריטית של מתקן המשפט הראשי של סנט לוסיה תוכל לעמוד באירועים סייסמיים ולשמור על המשכיות תפעולית במהלך חירום.

התפקיד הקריטי של הנדסה סייסמית בתשתיות ציבוריות

מבני ציבור ומוסדות מודרניים דורשים יותר מאשר רק שלמות מבנית אסתטית ובסיסית; הם דורשים עמידות סייסמית בעלת ביצועים גבוהים. זה נכון במיוחד לגבי מתקני שיפוט, מנהלה וחירום כמו אולמות הצדק של סנט לוסיה, המשמשים כמרכזי עצבים חיוניים עבור הממשל המקומי. באזורים המועדים לפעילות גיאולוגית, הגנה על רכיבים שאינם מבניים - כגון מגשי כבלים במתח נמוך ובמתח גבוה, צינורות מים ומערכות HVAC - היא חובת בטיחות עיקרי.

במהלך רעידת אדמה, תשתיות תלויות שאינן מחוברות או מחושבות בצורה גרועה עלולות להתנדנד באלימות, מה שמוביל לנזק מבני, ניתוק חשמל וסכנות חמורות לדיירי הבניין. מערכות תמיכה סייסמיות תלויות פועלות כעוגנים קשיחים השולטים בתנועה צידית ואורכית, ומחלקות עומסים דינמיים בבטחה בחזרה למבנה הבטון הראשוני.

כדי לעמוד בספי הבטיחות התובעניים הללו, חברת Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. יישמה שילוב של סטנדרטים מבניים בינלאומיים ולאומיים. בסיסי התכנון ההנדסי לפרויקט HOJ כוללים:

• GB50017-2003: קוד לתכנון מבני פלדה
• GB50009-2001: קוד לתכנון עומסים של מבני בניין
• JGJ145-2013: קוד טכני לעיגון מבני בטון לאחר חיבור
• GB50303-2002: קוד לקבלת איכות בנייה של פרויקטים של הנדסת חשמל בבניינים
• 03S402 ו-03SR417-2: תומכי צנרת פנימיים ותקני התקנה

קודים אלה מסדירים את בחירת החומרים, מגבלות המאמץ המותרות, גורמי הבטיחות וספי העיוות עבור המערכות התלויות, ומבטיחים שכל תושבת תוכננה עם מרווח בטיחות יוצא דופן.

מפרט טכני ותכנון הרכבת תושבת

המערכת תמיכה סייסמיתשתוכנן עבור אולמות הצדק של סנט לוסיה, משתמש בתצורת תושבת תלויה רב-שכבתית (תושבת ZJ-13) כדי לארגן ולתמוך בסוגים שונים של מגשי כבלים חשמליים. התכנון מתחשב ברשתות חלוקה במתח נמוך ובמתח גבוה הפועלות במקביל על פני תקרות המתקן.

פרמטרים של עומס מגש כבלים

החישובים מבוססים על קריטריוני העומס הליניארי הספציפיים הבאים תחת מרווח תמיכה סטנדרטי של 1.5 מטרים:

1. מגשי כבלים במתח נמוך:
   • 100×100 מ"מ (12 ק"ג/מ"ר)
   • 200×100 מ"מ (22.5 ק"ג/מ"ר)
   • 300×50 מ"מ (20 ק"ג/מ"ר)
   • 300×100 מ"מ (40 ק"ג/מ"ר)
2. מגשי כבלים למתח גבוה:
   • 100×100 מ"מ (16 ק"ג/מ"ר)
   • 200×100 מ"מ (32 ק"ג/מ"ר)
   • 300×50 מ"מ (30 ק"ג/מ"ר)
   • 300×100 מ"מ (55 ק"ג/מ"ר)
   • 400×150 מ"מ (85 ק"ג/מ"ר)

מקדם בטיחות של 1.2 מוחל על פני כל מקרי העומס כדי להתחשב בשונות דינמית והרחבות חיווט עתידיות.

תצורת הרכבה מבנית

המכלול העיקרי משתמש בחריץ U (תעלת תמך) בגודל 41×41 מ"מ, העשוי מפלדת פחמן מבנית Q235 באיכות גבוהה, התלוי באמצעות מוטות בורג M10 וברגי עוגן המוטמעים בלוח התקרה מבטון.

להלן שרטוט הרכבה טכני מפורט הממחיש את המידות המדויקות, המרווחים וחומרת ההידוק המשמשים בתמיכה הסייסמית התלויה ZJ-13:

כפי שמוצג באיור 1, תצורת המתלה כוללת שלוש שכבות של חריצי U בגודל 41×41 מ"מ עם מוטת רוחב של 600 מ"מ ומרווח נקודות מתלה של 550 מ"מ. הצניחה האנכית מעוגנת היטב למשטח הבטון שמעליה באמצעות ברגי עוגן בטון M10×80 ומתאמי מוטות הברגה M10. מוטות הברגה M10 בעלי מתיחה גבוהה מחברים את קורות הרוחב המרובות, הננעלות במקומן באמצעות אומים משושים M10 ואביזרים שטוחים M11, ומספקות כלוב קשיח ועמיד בפני רעידות.

מצוינות חומרית: פרופיל תעלת תמך 41×41 מ"מ

עמוד השדרה המבני של צ'ינקאימערכת תמיכה סייסמיתהוא פרופיל חריץ U בגודל 41×41 מ"מ. חברת Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. מייצרת תעלות תמוכה אלו מפלדת פחמן מבנית Q235, חומר סטנדרטי בתעשייה הידוע באיזון המצוין שלו בין חוזק מתיחה, גמישות ויכולת ריתוך.

תכונות מכניות Q235:

• צפיפות כבידה (
  $\rho$

  ρ):

  $78.5\; קילו-ניוטון/מ"ק$

  78.5 קילו-ניוטון/מ"ק

• מודול אלסטיות (
  $E$

  ה):

  $2.06\times 105\; ניוטון/מ"מ²$

  2.06×105 ניוטון/מ"מ²

• יחס פואסון (
  $\nu$

  נ):

  $0.3$

  0.3

• חוזק עיצוב מתיחה/כיפוף (
  $f$

  ו):

  $215\; ניוטון/מ"מ²$

  215 ניוטון/מ"מ²

• חוזק עיצוב גזירה (
  $fv$

  fv​):

  $120\; ניוטון/מ"מ²$

  120 ניוטון/מ"מ²

• חוזק לחץ פני הקצה (
  $sCE$

  sCE​):

  $310\; ניוטון/מ"מ²$

  310 ניוטון/מ"מ²

כדי להבטיח עמידות ארוכת טווח באקלים הימי הטרופי והלח של סנט לוסיה, תעלות תמוכה אלו מסופקות עם גימורים מגנים בעלי ביצועים גבוהים, כולל מגולוון מראש (Z275), מגולוון בטבילה חמה (HDG) ואבץ מצופה אלקטרוליטי (EZ).

איור 2 מפרט את הסבולות המימדיות, הגימורים הזמינים וגרסאות המוצר המכניות של סדרת חריצי U בגודל 41×41 מ"מ של Qinkai (מס' פריט 004120 / TG-41 GI). הקצוות המשוננים פנימה שלעָרוּץהפרופיל מספק עמידות מעולה להחלקה וחוזק נעילה גבוה בפני גזירה בשילוב עם אומי תעלה, ומבטיח שהמכלול יישאר קשיח תחת רעידות סייסמיות.

חישובי עומס מבני ואלמנטים סופיים

ליבת דוח ההנדסה מתמקדת באימות שמאמץ הכיפוף, מאמץ הגזירה והסטייה של כל קורת רוחב אופקית תחת עומס מקסימלי נמצאים במסגרת ספי החומר המותרים של פלדת Q235.

ניתוח עומס קורת רוחב 1

קורה 1 תומכת בשילוב העומסים הכבד ביותר, כשהיא מחזיקה את מגש הכבלים למתח גבוה בגודל 400×150 מ"מ.

• עומס מבוזר מחושב:
  $85\; ק"ג/מ"ר\times 1.5\; מ"ר\times 10\; ניוטון/ק"ג\times 1.2\approx 1.53\; קילו-ניוטון$

  85 ק"ג/מ"ר×1.5 מ"ר×10 ניוטון/ק"ג×1.2≈1.53 קילו-ניוטון

• מומנט כיפוף: מומנט הכיפוף המקסימלי (
  $מקס$

  Mmax​) שחווה הקרן מחושב ב

  $124\; ניוטון\; מטר$

  124 ניוטון מטר.

• כוחות תגובת תמיכה: כוחות התגובה האנכיים בנקודות המתלה השמאלית והימנית הם
  $0.756\; קילו-ניוטון$

  0.756 קילו-ניוטון כל אחד.

אימות כיפוף וסטייה מבניים

באמצעות תורת הקורות, מאמץ הכיפוף המקסימלי (

σ) נבדק מול חוזק התכנון של

215 ניוטון/מ"מ². החישובים מראים כי מאמץ הכיפוף בטוח ביותר.

יתר על כן, יש להגביל את סטיית הקורה כדי למנוע שקיעה מבנית וסדקים בגימורים סמוכים. הסטיה המקסימלית המותרת תחת עומס סייסמי היא בדרך כלל

ליטר/200 (כאשר

L הוא המרווח). עבור

מוטת 550 מ"מ, הסטייה המותרת היא

2.75 מ"מ.

כפי שמודגם בעקומת הסטייה של האלמנטים הסופיים באיור 3, הסטייה המקסימלית תחת עומס מלא מתרחשת בדיוק באמצע הקורה (

0.275 מ') ומגיע עד לגובה של פחות מ-

0.29 מ"מ. זה מתחת באופן בולט ל-

סף של 2.75 מ"מ, מה שמאשר שחריץ ה-U של Qinkai מספק קשיחות מבנית יוצאת דופן.

שלמות מחברים ושולי בטיחות לעיגון

מערכת תמיכה סייסמית חזקה רק כמו החוליה החלשה ביותר שלה, ולכן צוות ההנדסה של צ'ינקאי ביצע אימותים מקיפים של נשיאת עומס על כל חומרת העיגון וההידוק. כל המוטות, ברגי העיגון והאומים מיוצרים מפלדת חוזק גבוהה דרגה 4.8.

בדיקת עומס של בורג עוגן ומוט בורג:

• כוח מתיחה מקסימלי על מוט:
  $1.206\; קילו-ניוטון$

  1.206 קילו-ניוטון

• גבול מתיחה מותר עבור מוט בורג M10 דרגה 4.8:
  $7.0\; קילו-ניוטון$

  7.0 קילו-ניוטון

• מרווח בטיחות: הכוח בפועל (
  $1.206\; קילו-ניוטון$

  1.206 kN) פחות מ

  $17\%$

  17% מהקיבולת המותרת של החכה, מה שמציע מרווח בטיחות עצום.

• כוח מתיחה מקסימלי על בורג עוגן:
  $1.206\; קילו-ניוטון$

  1.206 קילו-ניוטון

• גבול מתיחה מותר עבור בורג עוגן M10 דרגה 4.8:
  $6.0\; קילו-ניוטון$

  6.0 קילו-ניוטון

• מרווח בטיחות: בורג העוגן פועל בדיוק ב
  $20\%$

  20% מכושר המשיכה המותר שלו, מה שמבטיח שאין סיכון למשיכת בטון החוצה.

בדיקת גזירה של אום משושה ואביזרי שטוחים:

• כוח מקסימלי על אום משושה:
  $0.756\; קילו-ניוטון$

  0.756 kN (מגבלה מותרת:

  $7.0\; קילו-ניוטון$

  7.0 קילו-ניוטון)

• כוח מרבי על אביזרים שטוחים:
  $0.756\; קילו-ניוטון$

  0.756 kN (מגבלה מותרת:

  $7.0\; קילו-ניוטון$

  7.0 קילו-ניוטון)

כאשר כל רמות המאמץ והסטיות נופלות באופן חריג מתחת למגבלות התכנון המרביות, דוח ההנדסה מסכם בביטחון של 100% כי כושר נשיאת העומס הכולל של מכלול התושבת ZJ-13 תואם במלואו לתקנות הבטיחות הסייסמיות.