शंघाई किनकाई इंडस्ट्री कंपनी लिमिटेड ने सेंट लूसिया हॉल्स ऑफ जस्टिस परियोजना के लिए उन्नत भूकंपीय सहायता गणनाएँ प्रस्तुत कीं।

कैस्ट्रीज़, सेंट लूसिया और शंघाई, चीन — कैरेबियन बुनियादी ढांचे और सार्वजनिक सुरक्षा के लिए एक महत्वपूर्ण उपलब्धि के रूप में, औद्योगिक केबल प्रबंधन और भूकंपीय सहायता प्रणालियों के अग्रणी वैश्विक निर्माता और डिज़ाइनर, शंघाई किनकाई इंडस्ट्री कंपनी लिमिटेड ने प्रतिष्ठित सेंट लूसिया हॉल्स ऑफ जस्टिस (एचओजे) परियोजना के लिए एक व्यापक भूकंपीय सहायता डिज़ाइन और गणना रिपोर्ट सफलतापूर्वक प्रस्तुत की है। यह रिपोर्ट इस महत्वपूर्ण कानूनी परिसर में निलंबित भूकंपीय सहायता प्रणालियों के लिए किए गए कठोर यांत्रिक इंजीनियरिंग, भार गणना और संरचनात्मक सुरक्षा सत्यापन का विवरण देती है। यह संरचनात्मक प्रमाणीकरण एक महत्वपूर्ण उपलब्धि है, जो यह सुनिश्चित करती है कि सेंट लूसिया की प्राथमिक न्यायिक सुविधा का महत्वपूर्ण विद्युत वितरण बुनियादी ढांचा भूकंपीय घटनाओं का सामना कर सकता है और आपात स्थितियों के दौरान परिचालन निरंतरता बनाए रख सकता है।

सार्वजनिक अवसंरचना में भूकंपीय इंजीनियरिंग की महत्वपूर्ण भूमिका

आधुनिक सार्वजनिक और संस्थागत भवनों को केवल सौंदर्य और बुनियादी संरचनात्मक मजबूती से कहीं अधिक की आवश्यकता होती है; उन्हें उच्च-प्रदर्शन भूकंपरोधी क्षमता की आवश्यकता होती है। यह विशेष रूप से न्यायिक, प्रशासनिक और आपातकालीन सुविधाओं के लिए सत्य है, जैसे कि सेंट लूसिया हॉल्स ऑफ जस्टिस, जो स्थानीय सरकार के लिए आवश्यक केंद्र के रूप में कार्य करते हैं। भूवैज्ञानिक गतिविधि से प्रभावित क्षेत्रों में, गैर-संरचनात्मक घटकों—जैसे कि निम्न-वोल्टेज और उच्च-वोल्टेज केबल ट्रे, जल पाइपलाइन और एचवीएसी सिस्टम—की सुरक्षा प्राथमिक दायित्व है।

भूकंप के दौरान, बिना सहारे के या गलत तरीके से गणना किए गए लटके हुए तार हिंसक रूप से हिल सकते हैं, जिससे संरचनात्मक क्षति, बिजली की आपूर्ति में रुकावट और भवन में रहने वालों के लिए गंभीर खतरे पैदा हो सकते हैं। लटके हुए भूकंपरोधी सहारे तंत्र कठोर लंगर की तरह काम करते हैं जो पार्श्व और अनुदैर्ध्य गति को नियंत्रित करते हैं, और गतिशील भार को सुरक्षित रूप से मुख्य कंक्रीट संरचना में वापस वितरित करते हैं।

इन कड़े सुरक्षा मानकों को पूरा करने के लिए, शंघाई किनकाई इंडस्ट्री कंपनी लिमिटेड ने अंतरराष्ट्रीय और राष्ट्रीय संरचनात्मक मानकों के संयोजन को लागू किया। एचओजे परियोजना के लिए इंजीनियरिंग डिजाइन के आधारों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• GB50017-2003: इस्पात संरचनाओं के डिजाइन के लिए संहिता
• GB50009-2001: भवन संरचनाओं के भार डिजाइन के लिए संहिता
• JGJ145-2013: कंक्रीट संरचनाओं के पोस्ट-एंकरिंग के लिए तकनीकी संहिता
• GB50303-2002: भवन विद्युत अभियांत्रिकी परियोजनाओं की निर्माण गुणवत्ता की स्वीकृति हेतु संहिता
• 03S402 और 03SR417-2: इनडोर पाइपलाइन सपोर्ट और इंस्टॉलेशन मानक

ये संहिताएं निलंबित प्रणालियों के लिए सामग्री चयन, अनुमेय तनाव सीमा, सुरक्षा कारक और विक्षेपण सीमा को नियंत्रित करती हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि प्रत्येक ब्रैकेट को सुरक्षा के असाधारण मार्जिन के साथ इंजीनियर किया गया है।

तकनीकी विशिष्टताएँ और ब्रैकेट असेंबली डिज़ाइन

भूकंपीय सहायता प्रणालीसेंट लूसिया हॉल्स ऑफ जस्टिस के लिए डिज़ाइन की गई इस प्रणाली में विभिन्न प्रकार के विद्युत केबल ट्रे को व्यवस्थित और सहारा देने के लिए बहुस्तरीय निलंबित ब्रैकेट संरचना (ZJ-13 ब्रैकेट) का उपयोग किया गया है। यह डिज़ाइन भवन की छतों पर समानांतर रूप से चलने वाले निम्न-वोल्टेज और उच्च-वोल्टेज वितरण नेटवर्क दोनों को ध्यान में रखता है।

केबल ट्रे लोड पैरामीटर

ये गणनाएँ 1.5 मीटर की मानक सपोर्ट दूरी के तहत निम्नलिखित विशिष्ट रैखिक भार मानदंडों पर आधारित हैं:

1. कम वोल्टेज केबल ट्रे:
   • 100×100 मिमी (12 किलोग्राम/मीटर)
   • 200×100 मिमी (22.5 किलोग्राम/मीटर)
   • 300×50 मिमी (20 किलोग्राम/मीटर)
   • 300×100 मिमी (40 किलोग्राम/मीटर)
2. उच्च वोल्टेज केबल ट्रे:
   • 100×100 मिमी (16 किलोग्राम/मीटर)
   • 200×100 मिमी (32 किलोग्राम/मीटर)
   • 300×50 मिमी (30 किलोग्राम/मीटर)
   • 300×100 मिमी (55 किलोग्राम/मीटर)
   • 400×150 मिमी (85 किलोग्राम/मीटर)

गतिशील भिन्नताओं और भविष्य में केबलिंग विस्तार को ध्यान में रखने के लिए सभी लोड मामलों में 1.2 का सुरक्षा कारक लागू किया जाता है।

संरचनात्मक संयोजन विन्यास

प्राथमिक असेंबली में उच्च गुणवत्ता वाले Q235 कार्बन संरचनात्मक इस्पात से बना 41×41 मिमी का यू-स्लॉट (स्ट्रट चैनल) उपयोग किया जाता है, जिसे कंक्रीट की छत की स्लैब में लगे M10 स्क्रू रॉड और एंकर बोल्ट के माध्यम से निलंबित किया जाता है।

नीचे ZJ-13 सस्पेंडेड सीस्मिक सपोर्ट में उपयोग किए गए सटीक आयामों, रिक्ति और फास्टनिंग हार्डवेयर को दर्शाने वाला विस्तृत तकनीकी असेंबली चित्र दिया गया है:

चित्र 1 में दर्शाए अनुसार, निलंबन संरचना में 41×41 मिमी के तीन स्तरों वाले यू-स्लॉट हैं, जिनका पार्श्व विस्तार 600 मिमी और निलंबन बिंदुओं के बीच की दूरी 550 मिमी है। ऊर्ध्वाधर ड्रॉप को M10×80 कंक्रीट एंकर बोल्ट और M10 स्क्रू रॉड एडेप्टर का उपयोग करके कंक्रीट की ऊपरी सतह से मजबूती से जोड़ा गया है। उच्च तन्यता वाले M10 स्क्रू रॉड कई क्रॉसबीम को आपस में जोड़ते हैं, जिन्हें M10 षट्कोणीय नट और M11 फ्लैट फिटिंग से लॉक किया गया है, जिससे एक कठोर और कंपन-प्रतिरोधी पिंजरा बनता है।

उत्कृष्ट सामग्री: 41×41 मिमी स्ट्रट चैनल प्रोफ़ाइल

किंकाई की संरचनात्मक रीढ़भूकंपीय सहायता प्रणालीयह 41×41 मिमी यू-स्लॉट प्रोफाइल है। शंघाई किनकाई इंडस्ट्री कंपनी लिमिटेड इन स्ट्रट चैनलों का निर्माण क्यू235 कार्बन स्ट्रक्चरल स्टील से करती है, जो अपनी उत्कृष्ट तन्यता शक्ति, तन्यता और वेल्डेबिलिटी के संतुलन के लिए प्रसिद्ध एक उद्योग-मानक सामग्री है।

Q235 यांत्रिक गुणधर्म:

• गुरुत्वाकर्षण घनत्व (
  $\rho$

  ρ):

  $78.5\; किलोन्यूटन/मीटर³$

  78.5 किलोन्यूटन/मीटर³

• प्रत्यास्थ मापांक (
  $E$

  ई):

  $2.06\times 10⁵\; N/mm²$

  2.06×10⁵ N/mm²

• पिज़ोन अनुपात (
  $\nu$

  ν):

  $0.3$

  0.3

• तन्यता/झुकने की डिज़ाइन क्षमता (
  $f$

  एफ):

  $215\; एन/मिमी2$

  215 एन/मिमी2

• कतरनी डिजाइन शक्ति (
  $fv$

  fv​):

  $120\; एन/मिमी2$

  120 एन/मिमी2

• अंतिम सतह दबाव शक्ति (
  $एससीई$

  sCE​):

  $310\; एन/मिमी2$

  310 एन/मिमी2

सेंट लूसिया की आर्द्र, उष्णकटिबंधीय समुद्री जलवायु में दीर्घकालिक स्थायित्व सुनिश्चित करने के लिए, इन स्ट्रट चैनलों को उच्च-प्रदर्शन सुरक्षात्मक फिनिश के साथ आपूर्ति की जाती है, जिसमें प्री-गैल्वनाइज्ड (Z275), हॉट-डिप गैल्वनाइज्ड (HDG), और इलेक्ट्रोप्लेटेड जिंक (EZ) शामिल हैं।

चित्र 2 में किंकाई की 41×41 मिमी यू-स्लॉट श्रृंखला (आइटम नंबर 004120 / TG-41 GI) के आयामी सहनशीलता, उपलब्ध फिनिश और यांत्रिक उत्पाद प्रकारों का विवरण दिया गया है। इसके अंदर की ओर मुड़े हुए दांतेदार किनारेचैनलचैनल नट के साथ जोड़े जाने पर प्रोफाइल बेहतर फिसलन प्रतिरोध और उच्च कतरनी-लॉकिंग शक्ति प्रदान करता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि भूकंपीय कंपन के तहत असेंबली कठोर बनी रहे।

परिमित तत्व और संरचनात्मक भार गणनाएँ

इंजीनियरिंग रिपोर्ट का मुख्य उद्देश्य यह सत्यापित करना है कि अधिकतम भार के तहत प्रत्येक क्षैतिज क्रॉसबीम का बेंडिंग स्ट्रेस, शीयर स्ट्रेस और डिफ्लेक्शन क्यू235 स्टील की स्वीकार्य सामग्री सीमा के भीतर हैं।

क्रॉसबीम 1 भार विश्लेषण

क्रॉसबीम 1 सबसे भारी भार संयोजन को सहारा देता है, जिसमें उच्च वोल्टेज 400×150 मिमी केबल ट्रे लगी होती है।

• फैक्टरयुक्त वितरित भार:
  $85\; kg/m\; \times \; 1.5\; m\; \times \; 10\; N/kg\; \times \; 1.2\; \approx \; 1.53\; kN$

  85 kg/m × 1.5 m × 10 N/kg × 1.2 ≈ 1.53 kN

• बेंडिंग मोमेंट: अधिकतम बेंडिंग मोमेंट (
  $एममैक्स$

  किरण द्वारा अनुभव किए गए Mmax की गणना इस प्रकार की जाती है:

  $124\; एन\cdot एम$

  124 एन⋅मी.

• समर्थन प्रतिक्रिया बल: बाएं और दाएं निलंबन बिंदुओं पर ऊर्ध्वाधर प्रतिक्रिया बल इस प्रकार हैं:
  $0.756\; किलोटन$

  प्रत्येक का भार 0.756 किलोनाइट है।

संरचनात्मक झुकाव और विक्षेपण सत्यापन

बीम सिद्धांत का उपयोग करते हुए, अधिकतम बेंडिंग तनाव (

σ) की जाँच डिज़ाइन शक्ति के विरुद्ध की जाती है।

215 एन/मिमी²। गणनाओं से पता चलता है कि बेंडिंग स्ट्रेस अत्यंत सुरक्षित है।

इसके अलावा, संरचनात्मक झुकाव और आस-पास की सतहों में दरार को रोकने के लिए बीम के विक्षेपण को सीमित करना आवश्यक है। भूकंपीय भार के तहत अधिकतम अनुमेय विक्षेपण आमतौर पर

एल/200 (जहां

L विस्तार है)।

550 मिमी के विस्तार पर, अनुमेय विक्षेपण है

2.75 मिमी.

चित्र 3 में परिमित तत्व विक्षेपण वक्र द्वारा दर्शाए अनुसार, पूर्ण भार के अंतर्गत अधिकतम विक्षेपण बीम के मध्य भाग में ठीक उसी स्थान पर होता है (

0.275 मीटर) और मात्र तक पहुँचता है

0.29 मिमी। यह असाधारण रूप से कम है।

2.75 मिमी की सीमा, यह सत्यापित करती है कि किंकाई यू-स्लॉट असाधारण संरचनात्मक कठोरता प्रदान करता है।

फास्टनर अखंडता और एंकरिंग सुरक्षा मार्जिन

भूकंपरोधी सहायता प्रणाली की मजबूती उसके सबसे कमजोर हिस्से पर निर्भर करती है, इसीलिए किनकाई इंजीनियरिंग टीम ने सभी एंकरिंग और फास्टनिंग हार्डवेयर पर भार वहन क्षमता का व्यापक सत्यापन किया। सभी रॉड, एंकर बोल्ट और नट ग्रेड 4.8 उच्च-शक्ति वाले स्टील से निर्मित हैं।

एंकर बोल्ट और स्क्रू रॉड लोड की जाँच:

• छड़ पर अधिकतम तनाव बल:
  $1.206\; किलोटन$

  1.206 किलोटन

• ग्रेड 4.8 एम10 स्क्रू रॉड के लिए अनुमेय तन्यता सीमा:
  $7.0\; किलोन्यूटन$

  7.0 किलोन्यूटन

• सुरक्षा मार्जिन: वास्तविक बल (
  $1.206\; किलोटन$

  1.206 kN) से कम है

  $17\%$

  रॉड की अनुमत क्षमता का 17%, जो सुरक्षा का एक जबरदस्त मार्जिन प्रदान करता है।

• एंकर बोल्ट पर अधिकतम तनाव बल:
  $1.206\; किलोटन$

  1.206 किलोटन

• ग्रेड 4.8 एम10 एंकर बोल्ट के लिए अनुमेय तन्यता सीमा:
  $6.0\; किलोन्यूटन$

  6.0 किलोन्यूटन

• सुरक्षा मार्जिन: एंकर बोल्ट केवल
  $20\%$

  इसकी अनुमत खींचने की क्षमता का 20%, जिससे कंक्रीट के बाहर निकलने का कोई खतरा नहीं रहता।

षट्कोणीय नट और फ्लैट फिटिंग की कतरन जांच:

• षट्कोणीय नट पर अधिकतम बल:
  $0.756\; किलोटन$

  0.756 केएन (अनुमत सीमा:

  $7.0\; किलोन्यूटन$

  7.0 किलोटन)

• फ्लैट फिटिंग पर अधिकतम बल:
  $0.756\; किलोटन$

  0.756 केएन (अनुमत सीमा:

  $7.0\; किलोन्यूटन$

  7.0 किलोटन)

सभी तनाव स्तर और विक्षेपण अधिकतम डिजाइन सीमाओं से काफी नीचे होने के कारण, इंजीनियरिंग रिपोर्ट 100% विश्वास के साथ यह निष्कर्ष निकालती है कि ZJ-13 ब्रैकेट असेंबली की समग्र भार वहन क्षमता भूकंपीय सुरक्षा नियमों का पूरी तरह से अनुपालन करती है।