Шангај Кинкаи Индустри Ко., Лтд. испорачува напредни пресметки за сеизмичка поддршка за проектот „Салата на правдата во Света Луција“

КАСТРИС, Света Луција и ШАНГАЈ, Кина — Во голем развој за карипската инфраструктура и јавната безбедност, „Шангај Кинкаи Индустри Ко., Лтд.“, водечки светски производител и дизајнер на индустриски системи за управување со кабли и сеизмичка поддршка, успешно испорача сеопфатен извештај за дизајн и пресметка на сеизмичка поддршка за престижниот проект „Сали на правдата“ (HOJ) во Света Луција. Во него се наведени ригорозните механички инженеринг, пресметки на оптоварувањето и верификации за структурна безбедност извршени за суспендираните сеизмички системи за поддршка во рамките на значајниот правен комплекс. Оваа структурна сертификација претставува значајна пресвртница, осигурувајќи дека критичната инфраструктура за електрична дистрибуција на главниот судски објект во Света Луција може да издржи сеизмички настани и да одржи континуитет на работа за време на вонредни состојби.

Критичната улога на сеизмичкото инженерство во јавната инфраструктура

Современите јавни и институционални згради бараат повеќе од само естетски и основен структурен интегритет; тие бараат високо-перформансна сеизмичка отпорност. Ова е особено точно за судските, административните и итни објекти, како што се Салите на правдата „Света Луција“, кои служат како основни нервни центри за локалната самоуправа. Во регионите склони кон геолошка активност, заштитата на неструктурните компоненти - како што се нисконапонските и високонапонските кабелски послужавници, водоводните цевководи и HVAC системите - е примарен безбедносен мандат.

За време на земјотрес, незацврстените или лошо пресметаните висечки инсталации можат насилно да се нишаат, што доведува до структурни оштетувања, прекин на електричната енергија и сериозни опасности за жителите на зградата. Висечките сеизмички потпорни системи дејствуваат како цврсти сидра кои го контролираат страничното и надолжното движење, безбедно распределувајќи ги динамичките оптоварувања назад во примарната бетонска конструкција.

За да ги исполни овие барани безбедносни прагови, „Шангај Кинкаи Индустри Ко., Лтд.“ примени комбинација од меѓународни и национални структурни стандарди. Основите за инженерски дизајн за проектот HOJ вклучуваат:

• GB50017-2003: Код за проектирање на челични конструкции
• GB50009-2001: Код за проектирање на оптоварување на градежни конструкции
• JGJ145-2013: Технички код за пост-анкорирање на бетонски конструкции
• GB50303-2002: Код за прифаќање на квалитетот на изградбата на електротехнички проекти
• 03S402 и 03SR417-2: Стандарди за внатрешна инсталација и потпори за цевководи

Овие кодови го регулираат изборот на материјал, дозволените граници на напрегање, факторите на безбедност и праговите на деформација за висечките системи, осигурувајќи дека секој држач е конструиран со исклучителна маргина на безбедност.

Технички спецификации и дизајн на склопот на држачот

Насистем за сеизмичка поддршкадизајниран за Судските сали во Света Луција, користи повеќеслојна конфигурација на суспендирани држачи (држач ZJ-13) за организирање и поддршка на различни класи на електрични кабли. Дизајнот ги зема предвид и нисконапонските и високонапонските дистрибутивни мрежи што работат паралелно низ таваните на објектот.

Параметри на оптоварување на кабелската тацна

Пресметките се базираат на следните специфични критериуми за линеарно оптоварување под стандарден растојание за потпора од 1,5 метри:

1. Нисконапонски кабелски послужавници:
   • 100×100 мм (12 кг/м)
   • 200×100 мм (22,5 кг/м)
   • 300×50 мм (20 кг/м)
   • 300×100 мм (40 кг/м)
2. Високонапонски кабелски послужавници:
   • 100×100 мм (16 кг/м)
   • 200×100 мм (32 кг/м)
   • 300×50 мм (30 кг/м)
   • 300×100 мм (55 кг/м)
   • 400×150 мм (85 кг/м)

Фактор на безбедност од 1,2 се применува во сите случаи на оптоварување за да се земат предвид динамичките варијации и идните проширувања на каблите.

Конфигурација на структурното склопување

Примарниот склоп користи U-жлеб (канал за потпора) од 41×41 mm изработен од висококвалитетен јаглероден конструкциски челик Q235, суспендиран преку завртки M10 и сидрови завртки вградени во бетонската плоча на таванот.

Подолу е прикажан деталниот технички цртеж за склопување што ги илустрира точните димензии, растојанието и прицврстувачкиот хардвер што се користи во висечката сеизмичка потпора ZJ-13:

Како што е прикажано на Слика 1, конфигурацијата на суспензијата се состои од три нивоа на U-жлебови од 41×41 mm со страничен распон од 600 mm и растојание помеѓу точките на суспензијата од 550 mm. Вертикалниот пад е безбедно прицврстен на бетонската надземна површина со помош на бетонски анкерни завртки M10×80 и адаптери за навртки M10. Високо затегнувачките навртки M10 ги поврзуваат повеќекратните попречни греди, кои се заклучени на место со шестоаголни навртки M10 и рамни фитинзи M11, обезбедувајќи цврст кафез отпорен на вибрации.

Материјална извонредност: Профил на канал за потпора од 41×41 mm

Структурниот 'рбет на Ќинкаисистем за сеизмичка поддршкае профилот со U-жлеб од 41×41 mm. „Шангај Кинкаи Индустри Ко., Лтд.“ ги произведува овие потпорни канали од јаглероден конструкциски челик Q235, индустриски стандарден материјал познат по својот одличен баланс на затезна цврстина, еластичност и заварливост.

Q235 Механички својства:

• Гравитациска густина (
  $\rho$

  ρ):

  $78,5\; kN/m3$

  78,5 kN/m3

• Модул на еластичност (
  $E$

  Е):

  $2,06\times 105\; N/mm2$

  2,06×105 N/mm2

• Поасонов однос (
  $\nu$

  ν):

  $0,3$

  0,3

• Јачина на дизајн при истегнување/свиткување (
  $f$

  ф):

  $215\; N/mm2$

  215 N/mm2

• Јачина на дизајн на смолкнување (
  $fv$

  fv​):

  $120\; N/mm2$

  120 N/mm2

• Јачина на притисок на крајната површина (
  $sCE$

  sCE​):

  $310\; N/mm2$

  310 N/mm2

За да се обезбеди долгорочна издржливост во влажната, тропска поморска клима на Света Луција, овие потпорни канали се испорачуваат со високо-перформансни заштитни завршни обработки, вклучувајќи претходно поцинкувани (Z275), топло поцинкувани (HDG) и електрогалванизирани цинкови (EZ).

Слика 2 ги прикажува димензионалните толеранции, достапните завршни обработки и механичките варијанти на производот од серијата U-слотови од 41×41 mm на Qinkai (артикал бр. 004120 / TG-41 GI). Свртените назабени рабови наканалпрофилот обезбедува супериорна отпорност на лизгање и висока цврстина на смолкнување кога е поврзан со канални навртки, осигурувајќи дека склопот останува цврст под сеизмички вибрации.

Пресметки на конечни елементи и структурни оптоварувања

Суштината на инженерскиот извештај се фокусира на потврдување дека напрегањето на свиткување, напрегањето на смолкнување и отклонувањето на секоја хоризонтална попречна греда под максимално оптоварување се во рамките на дозволените прагови на материјалот за челик Q235.

Анализа на оптоварување на попречна греда 1

Попречната греда 1 ја поддржува најтешката комбинација на оптоварување, држејќи го високонапонскиот кабелски послужавник од 400 × 150 mm.

• Факторизирано распределено оптоварување:
  $85\; кг/м\times 1,5\; м\times 10\; Н/кг\times 1,2\approx 1,53\; kN$

  85 кг/м×1,5 м×10 Н/кг×1,2≈1,53 kN

• Момент на свиткување: Максималниот момент на свиткување (
  $Ммакс$

  Mmax) што го доживува зракот се пресметува на

  $124\; N\cdot m$

  124 N⋅m.

• Сили на потпорна реакција: Вертикалните сили на реакција на левата и десната точка на суспензија се
  $0,756\; kN$

  0,756 kN секој.

Верификација на структурно свиткување и деформација

Користејќи ја теоријата на гредите, максималниот стрес на свиткување (

σ) се проверува во однос на проектната цврстина на

215 N/mm2. Пресметките покажуваат дека напрегањето на свиткување е многу безбедно.

Понатаму, отклонувањето на гредата мора да биде ограничено за да се спречи структурно спуштање и пукање на блиските завршни обработки. Максималното дозволено отклонување под сеизмичко оптоварување е обично

Л/200 (каде

L е распонот). За

550 mm распон, дозволеното отклонување е

2,75 мм.

Како што е прикажано на кривата на отклонување на конечни елементи на Слика 3, максималното отклонување под целосно оптоварување се јавува токму во средниот распон на гредата (

0,275 м) и достигнува само

0,29 мм. Ова е извонредно под

Праг од 2,75 mm, што потврдува дека U-жлебот Qinkai обезбедува исклучителна структурна цврстина.

Интегритет на прицврстувачите и маргини на безбедност при прицврстување

Сеизмичкиот систем за потпора е толку силен колку што е силна неговата најслаба алка, поради што инженерскиот тим на „Кинкаи“ изврши исцрпни проверки на носивоста на целиот хардвер за прицврстување и анкерирање. Сите прачки, анкерни завртки и навртки се произведени од челик со висока цврстина од степен 4.8.

Проверка на оптоварувањето на завртката за сидро и завртката:

• Максимална сила на затегнување на прачката:
  $1,206\; kN$

  1,206 kN

• Дозволена граница на затегнување за завртка M10 од класа 4.8:
  $7,0\; kN$

  7,0 kN

• Безбедносна маргина: Вистинската сила (
  $1,206\; kN$

  1,206 kN) е помалку од

  $17\%$

  17% од дозволениот капацитет на шипката, што нуди огромна маргина на безбедност.

• Максимална сила на затегнување на сидрото:
  $1,206\; kN$

  1,206 kN

• Дозволена граница на затегнување за сидро завртка M10 од класа 4.8:
  $6,0\; kN$

  6,0 kN

• Маргина на безбедност: Завртката за сидро работи само со
  $20\%$

  20% од дозволениот капацитет на влечење, што гарантира дека нема ризик од извлекување на бетонот.

Проверка на смолкнување на шестоаголна навртка и рамно фитинг:

• Максимална сила на шестоаголна навртка:
  $0,756\; kN$

  0,756 kN (Дозволена граница:

  $7,0\; kN$

  7,0 kN)

• Максимална сила на рамни фитинзи:
  $0,756\; kN$

  0,756 kN (Дозволена граница:

  $7,0\; kN$

  7,0 kN)

Со оглед на тоа што сите нивоа на напрегање и деформации паѓаат исклучително под максималните граници на дизајнот, инженерскиот извештај заклучува со 100% доверба дека вкупната носивост на склопот на држачот ZJ-13 е целосно во согласност со прописите за сеизмичка безбедност.