A Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. fornece cálculos avançados de suporte sísmico para o projeto do Palácio da Justiça de Santa Lúcia.

CASTRIES, Santa Lúcia e XANGAI, China — Em um importante desenvolvimento para a infraestrutura e segurança pública do Caribe, a Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd., fabricante e projetista líder global de sistemas industriais de gerenciamento de cabos e suporte sísmico, concluiu com sucesso um abrangente Relatório de Projeto e Cálculo de Suporte Sísmico para o prestigiado projeto do Palácio da Justiça de Santa Lúcia. O relatório descreve a rigorosa engenharia mecânica, os cálculos de carga e as verificações de segurança estrutural executadas para os sistemas de suporte sísmico suspensos dentro do emblemático complexo judicial. Essa certificação estrutural representa um marco significativo, garantindo que a infraestrutura crítica de distribuição elétrica da principal instalação judicial de Santa Lúcia possa resistir a eventos sísmicos e manter a continuidade operacional durante emergências.

O papel crucial da engenharia sísmica na infraestrutura pública.

Edifícios públicos e institucionais modernos exigem mais do que apenas integridade estética e estrutural básica; demandam alta resiliência sísmica. Isso é particularmente verdadeiro para instalações judiciais, administrativas e de emergência, como o Palácio da Justiça de Santa Lúcia, que serve como centro nevrálgico essencial para o governo local. Em regiões propensas a atividades geológicas, a proteção de componentes não estruturais — como bandejas de cabos de baixa e alta tensão, tubulações de água e sistemas de climatização — é uma exigência primordial de segurança.

Durante um terremoto, instalações suspensas sem suporte adequado ou mal projetadas podem oscilar violentamente, causando danos estruturais, interrupção do fornecimento de energia elétrica e graves riscos para os ocupantes do edifício. Os sistemas de suporte sísmico suspensos atuam como âncoras rígidas que controlam o movimento lateral e longitudinal, distribuindo as cargas dinâmicas de forma segura para a estrutura principal de concreto.

Para atender a esses exigentes padrões de segurança, a Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. aplicou uma combinação de normas estruturais internacionais e nacionais. As bases do projeto de engenharia para o projeto HOJ incluem:

• GB50017-2003: Código para Projeto de Estruturas de Aço
• GB50009-2001: Código para dimensionamento de cargas em estruturas de edifícios
• JGJ145-2013: Código Técnico para Ancoragem Posterior de Estruturas de Concreto
• GB50303-2002: Código para Aceitação da Qualidade de Construção de Projetos de Engenharia Elétrica de Edifícios
• 03S402 e 03SR417-2: Suportes para Tubulações Internas e Normas de Instalação

Essas normas regem a seleção de materiais, os limites de tensão admissíveis, os fatores de segurança e os limites de deflexão para os sistemas suspensos, garantindo que cada suporte seja projetado com uma margem de segurança excepcional.

Especificações técnicas e projeto de montagem do suporte

Osistema de suporte sísmicoProjetado para o Palácio da Justiça de Santa Lúcia, o sistema utiliza uma configuração de suportes suspensos em vários níveis (Suporte ZJ-13) para organizar e suportar diversas classes de eletrocalhas. O projeto leva em consideração as redes de distribuição de baixa e alta tensão que correm em paralelo pelos tetos do edifício.

Parâmetros de carga da bandeja de cabos

Os cálculos são baseados nos seguintes critérios específicos de carga linear, considerando um espaçamento padrão entre os suportes de 1,5 metros:

1. Bandejas de cabos de baixa tensão:
   • 100×100 mm (12 kg/m)
   • 200×100 mm (22,5 kg/m)
   • 300×50 mm (20 kg/m)
   • 300×100 mm (40 kg/m)
2. Bandejas de cabos de alta tensão:
   • 100×100 mm (16 kg/m)
   • 200×100 mm (32 kg/m)
   • 300×50 mm (30 kg/m)
   • 300×100 mm (55 kg/m)
   • 400×150 mm (85 kg/m)

Um fator de segurança de 1,2 é aplicado a todos os casos de carga para levar em consideração as variações dinâmicas e futuras expansões de cabeamento.

Configuração de montagem estrutural

A montagem principal utiliza um perfil em U de 41×41 mm (canal de suporte) feito de aço estrutural carbono Q235 de alta qualidade, suspenso por meio de hastes roscadas M10 e parafusos de ancoragem embutidos na laje de concreto do teto.

A seguir, encontra-se o desenho técnico detalhado da montagem, ilustrando as dimensões exatas, o espaçamento e os acessórios de fixação utilizados no suporte sísmico suspenso ZJ-13:

Conforme ilustrado na Figura 1, a configuração da suspensão apresenta três níveis de perfis em U de 41×41 mm com um vão lateral de 600 mm e espaçamento entre os pontos de suspensão de 550 mm. A queda vertical é ancorada com segurança à laje de concreto superior por meio de parafusos de ancoragem M10×80 e adaptadores de haste roscada M10. Hastes roscadas M10 de alta resistência conectam as múltiplas travessas, que são travadas com porcas sextavadas M10 e conexões planas M11, proporcionando uma estrutura rígida e resistente a vibrações.

Excelência em Materiais: O Perfil de Canaleta de 41×41 mm

A espinha dorsal estrutural do Qinkaisistema de suporte sísmicoTrata-se de um perfil com ranhura em U de 41×41 mm. A Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. fabrica esses perfis estruturais em aço carbono Q235, um material padrão da indústria reconhecido por seu excelente equilíbrio entre resistência à tração, ductilidade e soldabilidade.

Propriedades mecânicas do Q235:

• Densidade gravitacional (
  $\rho$

  ρ):

  $78,5\; kN/m³$

  78,5 kN/m³

• Módulo de elasticidade (
  $E$

  E):

  $2,06\times 10⁵\; N/mm²$

  2,06×10⁵ N/mm²

• Razão de Poisson (
  $\nu$

  ν):

  $0,3$

  0,3

• Resistência de projeto à tração/flexão (
  $f$

  f):

  $215\; N/mm²$

  215 N/mm²

• Resistência ao cisalhamento de projeto (
  $fv$

  fv​):

  $120\; N/mm²$

  120 N/mm²

• Força de pressão na face final (
  $sCE$

  sCE​):

  $310\; N/mm²$

  310 N/mm²

Para garantir durabilidade a longo prazo no clima marítimo tropical e úmido de Santa Lúcia, esses perfis estruturais são fornecidos com acabamentos protetores de alto desempenho, incluindo pré-galvanização (Z275), galvanização a quente (HDG) e zincagem eletrolítica (EZ).

A Figura 2 detalha as tolerâncias dimensionais, os acabamentos disponíveis e as variantes mecânicas do produto da série de ranhuras em U de 41×41 mm da Qinkai (Item nº 004120 / TG-41 GI). As bordas serrilhadas voltadas para dentro docanalOs perfis proporcionam resistência superior ao deslizamento e alta resistência ao cisalhamento quando combinados com porcas de canal, garantindo que a montagem permaneça rígida sob vibrações sísmicas.

Cálculos de Elementos Finitos e Cargas Estruturais

O núcleo do relatório de engenharia concentra-se em verificar se a tensão de flexão, a tensão de cisalhamento e a deflexão de cada viga transversal horizontal sob carga máxima estão bem dentro dos limites permitidos para o aço Q235.

Análise de carga da travessa 1

A travessa 1 suporta a combinação de carga mais pesada, sustentando a bandeja de cabos de alta tensão de 400×150 mm.

• Carga distribuída fatorada:
  $85\; kg/m\; \times \; 1,5\; m\; \times \; 10\; N/kg\; \times \; 1,2\; \approx \; 1,53\; kN$

  85 kg/m × 1,5 m × 10 N/kg × 1,2 ≈ 1,53 kN

• Momento fletor: O momento fletor máximo (
  $Mmax$

  A massa máxima (Mmax) experimentada pelo feixe é calculada em

  $124\; N\cdot m$

  124 N⋅m.

• Forças de reação de apoio: As forças de reação verticais nos pontos de suspensão esquerdo e direito são
  $0,756\; kN$

  0,756 kN cada.

Verificação de flexão e deflexão estrutural

Usando a teoria de vigas, a tensão máxima de flexão (

σ) é verificado em relação à resistência de projeto de

215 N/mm². Os cálculos demonstram que a tensão de flexão é extremamente segura.

Além disso, a deflexão da viga deve ser limitada para evitar o arqueamento estrutural e o aparecimento de fissuras nos acabamentos próximos. A deflexão máxima permitida sob carga sísmica é tipicamente de [valor omitido].

L/200 (onde

L é o vão). Para um

Para um vão de 550 mm, a deflexão admissível é

2,75 mm.

Conforme demonstrado na curva de deflexão do elemento finito na Figura 3, a deflexão máxima sob carga total ocorre precisamente no meio do vão da viga (

0,275 m) e atinge apenas

0,29 mm. Isso é notavelmente inferior a

Limiar de 2,75 mm, comprovando que a ranhura em U da Qinkai proporciona rigidez estrutural excepcional.

Integridade dos fixadores e margens de segurança de ancoragem

Um sistema de suporte sísmico é tão forte quanto seu elo mais fraco, e é por isso que a equipe de engenharia da Qinkai realizou verificações exaustivas de capacidade de carga em todos os componentes de ancoragem e fixação. Todas as hastes, parafusos de ancoragem e porcas são fabricados em aço de alta resistência de grau 4.8.

Verificação da carga do parafuso de ancoragem e da haste roscada:

• Força de tração máxima na haste:
  $1,206\; kN$

  1,206 kN

• Limite de resistência à tração admissível para haste roscada M10 de grau 4.8:
  $7,0\; kN$

  7,0 kN

• Margem de segurança: A força real (
  $1,206\; kN$

  1,206 kN) é menor que

  $17\%$

  17% da capacidade permitida da haste, oferecendo uma enorme margem de segurança.

• Força de tração máxima no parafuso de ancoragem:
  $1,206\; kN$

  1,206 kN

• Limite de resistência à tração admissível para parafuso de ancoragem M10 de grau 4.8:
  $6,0\; kN$

  6,0 kN

• Margem de segurança: O parafuso de ancoragem opera com uma margem de segurança de apenas
  $20\%$

  20% da sua capacidade de tração permitida, garantindo que não haja risco de arrancamento do concreto.

Verificação de cisalhamento da porca sextavada e do encaixe plano:

• Força máxima aplicada na porca sextavada:
  $0,756\; kN$

  0,756 kN (Limite admissível:

  $7,0\; kN$

  7,0 kN)

• Força máxima em conexões planas:
  $0,756\; kN$

  0,756 kN (Limite admissível:

  $7,0\; kN$

  7,0 kN)

Com todos os níveis de tensão e deflexões excepcionalmente abaixo dos limites máximos de projeto, o relatório de engenharia conclui com 100% de certeza que a capacidade de carga geral do conjunto do suporte ZJ-13 está em total conformidade com as normas de segurança sísmica.