Шанхай Qinkai Industry Co., Ltd. предоставя усъвършенствани изчисления за сеизмична поддръжка за проекта „Зали на правосъдието в Сейнт Лусия“

КАСТРИС, Сейнт Лусия и ШАНХАЙ, Китай — В рамките на важно развитие за карибската инфраструктура и обществената безопасност, Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd., водещ световен производител и дизайнер на индустриални системи за управление на кабели и сеизмични опори, успешно предостави подробен доклад за проектиране и изчисления на сеизмична опора за престижния проект „Зали на правосъдието“ в Сейнт Лусия (HOJ). Докладът очертава стриктното машиностроене, изчисленията на натоварването и проверките за структурна безопасност, извършени за окачените сеизмични опорни системи в рамките на забележителния съдебен комплекс. Това структурно сертифициране представлява важен етап, гарантиращ, че критичната електроразпределителна инфраструктура на основното съдебно здание на Сейнт Лусия може да издържи на сеизмични събития и да поддържа оперативна непрекъснатост по време на извънредни ситуации.

Критичната роля на сеизмичното инженерство в обществената инфраструктура

Съвременните обществени и институционални сгради изискват повече от просто естетическа и основна структурна цялост; те изискват висока сеизмична устойчивост. Това важи особено за съдебните, административните и аварийните съоръжения, като например съдебните зали на Сейнт Лусия, които служат като важни нервни центрове за местната власт. В региони, предразположени към геоложка активност, защитата на неструктурните компоненти – като кабелни скари за ниско и високо напрежение, водопроводи и ОВК системи – е основна задача за безопасност.

По време на земетресение, неукрепени или лошо изчислени окачени комунални услуги могат да се люлеят силно, което води до структурни повреди, прекъсване на електрическото захранване и сериозни опасности за обитателите на сградата. Окачените сеизмични опорни системи действат като твърди котви, които контролират страничното и надлъжното движение, разпределяйки динамичните натоварвания безопасно обратно в основната бетонна конструкция.

За да отговори на тези високи прагове за безопасност, Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. приложи комбинация от международни и национални структурни стандарти. Инженерните основи на проекта HOJ включват:

• GB50017-2003: Код за проектиране на стоманени конструкции
• GB50009-2001: Код за проектиране на товарни конструкции
• JGJ145-2013: Технически кодекс за последващо анкериране на бетонни конструкции
• GB50303-2002: Кодекс за приемане на качеството на строителството на електротехнически проекти за сгради
• 03S402 и 03SR417-2: Стандарти за монтаж и опори на вътрешни тръбопроводи

Тези кодове уреждат избора на материали, допустимите граници на напрежение, коефициентите на безопасност и праговете на отклонение за окачените системи, като гарантират, че всяка скоба е проектирана с изключителен запас от безопасност.

Технически спецификации и дизайн на скобата

Theсеизмична поддържаща системаПроектирана за съдебните зали на Сейнт Лусия, използва многостепенна конфигурация с окачени скоби (скоба ZJ-13) за организиране и поддържане на различни класове електрически кабелни скари. Дизайнът отчита както нисковолтови, така и високоволтови разпределителни мрежи, преминаващи паралелно през таваните на съоръжението.

Параметри на натоварване на кабелни скари

Изчисленията се основават на следните специфични критерии за линейно натоварване при стандартно разстояние между опорите от 1,5 метра:

1. Кабелни скари за ниско напрежение:
   • 100×100 мм (12 кг/м²)
   • 200×100 мм (22,5 кг/м²)
   • 300×50 мм (20 кг/м²)
   • 300×100 мм (40 кг/м²)
2. Кабелни скари за високо напрежение:
   • 100×100 мм (16 кг/м²)
   • 200×100 мм (32 кг/м²)
   • 300×50 мм (30 кг/м²)
   • 300×100 мм (55 кг/м²)
   • 400×150 мм (85 кг/м²)

Коефициент на безопасност от 1,2 се прилага за всички случаи на натоварване, за да се отчетат динамичните отклонения и бъдещите разширения на окабеляването.

Конфигурация на структурния монтаж

Основният монтаж използва U-образен канал (профил за подпори) с размери 41×41 мм, изработен от висококачествена въглеродна конструкционна стомана Q235, окачен чрез винтови пръти M10 и анкерни болтове, вградени в бетонната таванна плоча.

По-долу е даден подробен технически чертеж на монтажа, илюстриращ точните размери, разстояние и закрепващи елементи, използвани в окачената сеизмична опора ZJ-13:

Както е показано на Фигура 1, конфигурацията на окачването включва три нива U-образни слотове 41×41 мм със страничен обхват от 600 мм и разстояние между точките на окачване от 550 мм. Вертикалният спад е здраво закрепен към бетонната конструкция на тавана с помощта на бетонни анкерни болтове M10×80 и адаптери за винтови пръти M10. Високоякостни винтови пръти M10 свързват множеството напречни греди, които са заключени на място с шестостенни гайки M10 и плоски фитинги M11, осигурявайки твърда, устойчива на вибрации клетка.

Превъзходство в материалите: Профил на удължителния канал 41×41 мм

Структурният гръбнак на Цинкайсеизмична поддържаща системае U-образен профил с размери 41×41 мм. Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. произвежда тези подпорни канали от въглеродна конструкционна стомана Q235, стандартен за индустрията материал, известен с отличния си баланс между якост на опън, пластичност и заваряемост.

Q235 Механични свойства:

• Гравитационна плътност (
  $\rho$

  ρ):

  $78,5\; kN/m3$

  78,5 kN/m3

• Модул на еластичност (
  $E$

  Д):

  $2,06\times 10⁶\; N/mm²$

  2,06×10⁶ N/mm²

• Коефициент на Поасон (
  $\nu$

  ν):

  $0.3$

  0.3

• Проектна якост на опън/огъване (
  $f$

  е):

  $215\; N/mm2$

  215 N/mm2

• Якост на срязване (
  $fv$

  fv​):

  $120\; N/mm2$

  120 N/mm2

• Якост на натиск върху челната повърхност (
  $sCE$

  sCE​):

  $310\; N/mm2$

  310 N/mm2

За да се осигури дълготрайна издръжливост във влажния, тропически морски климат на Сейнт Лусия, тези подпорни канали са снабдени с високоефективни защитни покрития, включително предварително поцинковани (Z275), горещо поцинковани (HDG) и галванично поцинковани (EZ).

Фигура 2 показва подробно размерните допустими отклонения, наличните покрития и вариантите на механичните продукти за серията U-слот 41×41 мм на Qinkai (Артикулен номер 004120 / TG-41 GI). Назъбените ръбове навътре са...каналПрофилът осигурява превъзходна устойчивост на хлъзгане и висока якост на срязване, когато е свързан с канални гайки, гарантирайки, че сглобката остава твърда при сеизмични вибрации.

Изчисления на крайни елементи и структурно натоварване

Същността на инженерния доклад се фокусира върху проверката дали напрежението на огъване, напрежението на срязване и отклонението на всяка хоризонтална напречна греда при максимално натоварване са в рамките на допустимите прагове за материала на стомана Q235.

Анализ на натоварването на напречна греда 1

Напречна греда 1 поддържа най-тежката комбинация от товари, като държи кабелната скара за високо напрежение 400×150 мм.

• Факторизирано разпределено натоварване:
  $85\; кг/м\times 1,5\; м\times 10\; N/кг\times 1,2\approx 1,53\; kN$

  85 кг/м×1,5 м×10 N/кг×1,2≈1,53 kN

• Огъващ момент: Максималният огъващ момент (
  $Ммакс$

  Mmax​), изпитвано от лъча, се изчислява при

  $124\; N\cdot m$

  124 N⋅m.

• Сили на реакция на опората: Вертикалните сили на реакция в лявата и дясната точка на окачване са
  $0,756\; кН$

  0,756 kN всяка.

Проверка на структурното огъване и деформация

Използвайки теорията на гредите, максималното напрежение на огъване (

σ) се проверява спрямо проектната якост на

215 N/mm2. Изчисленията показват, че напрежението на огъване е с висока степен на безопасност.

Освен това, отклонението на гредата трябва да бъде ограничено, за да се предотврати структурно провисване и напукване на близките покрития. Максимално допустимото отклонение при сеизмично натоварване обикновено е

L/200 (където

L е обхватът). За a

550 мм разстояние, допустимото отклонение е

2,75 мм.

Както е показано на кривата на отклонение от метода на крайните елементи на Фигура 3, максималното отклонение при пълно натоварване се получава точно в средата на разстоянието между гредите (

0,275 м) и достига едва

0,29 мм. Това е значително под

Праг от 2,75 мм, потвърждаващ, че U-образният слот на Qinkai осигурява изключителна структурна твърдост.

Цялостност на крепежните елементи и граници на безопасност при закрепване

Сеизмичната подпорна система е толкова здрава, колкото е здрава най-слабата ѝ връзка, поради което инженерният екип на Qinkai извърши изчерпателни проверки за носеща способност на всички анкерни и закрепващи елементи. Всички пръти, анкерни болтове и гайки са произведени от високоякостна стомана клас 4.8.

Проверка на натоварването на анкерния болт и винтовия прът:

• Максимална сила на опън върху пръта:
  $1,206\; кН$

  1,206 кН

• Допустима граница на опън за винтова пръчка M10 клас 4.8:
  $7,0\; кН$

  7,0 кН

• Граница на безопасност: Действителната сила (
  $1,206\; кН$

  1,206 kN) е по-малко от

  $17\%$

  17% от допустимия капацитет на въдицата, предлагайки огромен запас от безопасност.

• Максимална сила на опън върху анкерния болт:
  $1,206\; кН$

  1,206 кН

• Допустима граница на опън за анкерен болт M10 клас 4.8:
  $6,0\; кН$

  6,0 кН

• Граница на безопасност: Анкерният болт работи точно при
  $20\%$

  20% от допустимата му товароносимост, което гарантира липса на риск от издърпване на бетона.

Проверка на срязване на шестоъгълна гайка и плосък фитинг:

• Максимална сила върху шестоъгълната гайка:
  $0,756\; кН$

  0,756 kN (Допустима граница:

  $7,0\; кН$

  7,0 кН)

• Максимална сила върху плоските фитинги:
  $0,756\; кН$

  0,756 kN (Допустима граница:

  $7,0\; кН$

  7,0 кН)

Тъй като всички нива на напрежение и отклонения са изключително под максималните проектни граници, инженерният доклад заключава със 100% увереност, че общата носеща способност на скобата ZJ-13 е напълно в съответствие с разпоредбите за сеизмична безопасност.