A Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. fejlett szeizmikus alátámasztási számításokat végez a St. Lucia-i igazságszolgáltatási projekt számára

CASTRIES, St. Lucia és SANGHAJ, Kína — A karibi infrastruktúra és közbiztonság jelentős fejlesztése keretében a Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd., az ipari kábelrendező és szeizmikus tartórendszerek vezető globális gyártója és tervezője sikeresen elkészítette a rangos St. Lucia-i Igazságügyi Csarnokok (HOJ) projekt átfogó szeizmikus tartószerkezeti tervezési és számítási jelentését. A jelentés felvázolja a nevezetes jogi komplexumban található felfüggesztett szeizmikus tartórendszerekre vonatkozóan végrehajtott szigorú gépészeti tervezést, terhelésszámításokat és szerkezeti biztonsági ellenőrzéseket. Ez a szerkezeti tanúsítvány jelentős mérföldkövet jelent, amely biztosítja, hogy St. Lucia elsődleges igazságszolgáltatási létesítményének kritikus villamoselosztó infrastruktúrája ellenálljon a szeizmikus eseményeknek, és vészhelyzetek esetén is fenntartsa a működési folytonosságot.

A szeizmikus mérnöki munka kritikus szerepe a közinfrastruktúrában

A modern középületek és intézményi épületek nem csupán esztétikai és alapvető szerkezeti integritást igényelnek; nagy teljesítményű földrengésállóságot is igényelnek. Ez különösen igaz az igazságszolgáltatási, közigazgatási és sürgősségi létesítményekre, mint például a St. Lucia-i Igazságügyi Csarnokok, amelyek a helyi önkormányzatok alapvető idegközpontjaiként szolgálnak. A geológiai aktivitásnak kitett régiókban a nem tartószerkezeti elemek – például a kisfeszültségű és nagyfeszültségű kábeltálcák, vízvezetékek és HVAC-rendszerek – védelme elsődleges biztonsági előírás.

Földrengés esetén a merevítés nélküli vagy rosszul méretezett felfüggesztett közművek hevesen lenghetnek, ami szerkezeti károsodáshoz, áramkimaradáshoz és az épületben tartózkodók súlyos veszélyéhez vezethet. A felfüggesztett szeizmikus tartórendszerek merev horgonyként működnek, amelyek szabályozzák az oldalirányú és hosszanti mozgást, és biztonságosan elosztják a dinamikus terheléseket az elsődleges betonszerkezetben.

A szigorú biztonsági küszöbértékek teljesítése érdekében a Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. nemzetközi és nemzeti szerkezeti szabványok kombinációját alkalmazta. A HOJ projekt mérnöki tervezési alapjai a következők:

• GB50017-2003: Acélszerkezetek tervezésének szabványa
• GB50009-2001: Épületszerkezetek terheléstervezésének szabványa
• JGJ145-2013: Betonszerkezetek utólagos lehorgonyzásának műszaki előírásai
• GB50303-2002: Épületvillamossági projektek építési minőségének elfogadási kódexe
• 03S402 és 03SR417-2: Beltéri csővezeték-tartók és telepítési szabványok

Ezek a szabványok szabályozzák a függesztett rendszerek anyagválasztását, megengedett feszültséghatárait, biztonsági tényezőit és elhajlási küszöbértékeit, biztosítva, hogy minden konzol kivételes biztonsági tartalékkal legyen megtervezve.

Műszaki adatok és konzol összeszerelési terv

Aszeizmikus tartórendszerA St. Lucia-i Igazságügyi Palota számára tervezett rendszer többszintes függesztett konzol-konfigurációt (ZJ-13 konzol) használ a különféle típusú elektromos kábeltálcák rendszerezésére és megtartására. A terv figyelembe veszi mind a kisfeszültségű, mind a nagyfeszültségű elosztóhálózatokat, amelyek párhuzamosan futnak a létesítmény mennyezetén.

Kábeltálca terhelési paraméterek

A számítások a következő, specifikus lineáris terhelési kritériumokon alapulnak, 1,5 méteres szabványos tartótávolság mellett:

1. Alacsony feszültségű kábeltálcák:
   • 100 × 100 mm (12 kg/m²)
   • 200 × 100 mm (22,5 kg/m²)
   • 300 × 50 mm (20 kg/m²)
   • 300 × 100 mm (40 kg/m²)
2. Nagyfeszültségű kábeltálcák:
   • 100 × 100 mm (16 kg/m²)
   • 200 × 100 mm (32 kg/m²)
   • 300 × 50 mm (30 kg/m²)
   • 300 × 100 mm (55 kg/m²)
   • 400 × 150 mm (85 kg/m²)

Minden terhelési esetre 1,2-es biztonsági tényezőt alkalmaznak a dinamikus eltérések és a jövőbeni kábelezési bővítések figyelembevételére.

Szerkezeti összeszerelési konfiguráció

Az elsődleges szerelvény egy 41×41 mm-es U-hornyot (merevítőprofilt) használ, amely kiváló minőségű Q235 szénacélból készült, és M10-es csavarokkal és a beton födémbe ágyazott horgonycsavarokkal van felfüggesztve.

Az alábbiakban a ZJ-13 függesztett szeizmikus tartószerkezet pontos méreteit, távolságát és rögzítőelemeit bemutató részletes műszaki rajz látható:

Amint az 1. ábrán látható, a felfüggesztési konfiguráció három szinten helyezkedik el, 41×41 mm-es U-hornyokkal, 600 mm oldalirányú fesztávolsággal és 550 mm felfüggesztési pontok távolságával. A függőleges esőcsövet M10×80-as betonhorgonycsavarok és M10-es csavaros rudak adaptereivel rögzítik a beton feletti részhez. Nagy szakítószilárdságú M10-es csavaros rudak kötik össze a több keresztgerendát, amelyeket M10-es hatszögletű anyákkal és M11-es lapos szerelvényekkel rögzítenek, így merev, rezgésálló ketrecet képeznek.

Anyagkiválóság: A 41×41 mm-es támasztócsatorna-profil

A Qinkai szerkezeti gerinceszeizmikus tartórendszera 41×41 mm-es U-horony profil. A Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. ezeket a támasztósíneket Q235 szénacélból gyártja, amely egy ipari szabványnak számító anyag, és kiváló szakítószilárdságáról, alakíthatóságáról és hegeszthetőségéről ismert.

Q235 Mechanikai tulajdonságok:

• Gravitációs sűrűség (
  $\rho$

  ρ):

  $78,5\; kN/m3$

  78,5 kN/m3

• Rugalmassági modulus (
  $E$

  E):

  $2,06\; \times \; 10⁻¹⁶\; N/mm²$

  2,06 × 10⁻¹⁶ N/mm²

• Poisson-tényező (
  $\nu$

  ν):

  $0,3$

  0,3

• Szakító-/hajlítószilárdság tervezése (
  $f$

  f):

  $215\; N/mm²$

  215 N/mm²

• Nyírási tervezési szilárdság (
  $fv$

  (előző érték):

  $120\; N/mm2$

  120 N/mm2

• Véglapi nyomásszilárdság (
  $sCE$

  sCE):

  $310\; N/mm2$

  310 N/mm2

A St. Lucia párás, trópusi tengeri éghajlatán való hosszú távú tartósság biztosítása érdekében ezeket a támasztósíneket nagy teljesítményű védőbevonatokkal látjuk el, beleértve az előre horganyzott (Z275), tűzihorganyzott (HDG) és galvanizált cink (EZ) bevonatokat.

A 2. ábra a Qinkai 41×41 mm-es U-hornyú sorozatának (cikkszám: 004120 / TG-41 GI) mérettűréseit, elérhető felületkezelését és mechanikai termékváltozatait részletezi. A befelé ívelt, recézett élek...csatornaA profil kiváló csúszásállóságot és nagy nyírószilárdságot biztosít a csatornaanyákkal együtt, biztosítva, hogy a szerelvény szeizmikus rezgések alatt is merev maradjon.

Végeselemes és szerkezeti terhelésszámítások

A mérnöki jelentés lényege annak ellenőrzése, hogy az egyes vízszintes keresztgerendák hajlítófeszültsége, nyírófeszültsége és elhajlása maximális terhelés alatt a Q235 acél megengedett anyagküszöbértékein belül van-e.

1. kereszttartó terheléselemzése

Az 1. keresztgerenda a legnehezebb teherkombinációt tartja, megtartva a 400×150 mm-es nagyfeszültségű kábeltálcát.

• Faktorizált elosztott terhelés:
  $85\; kg/m\; \times \; 1,5\; m\; \times \; 10\; N/kg\; \times \; 1,2\approx 1,53\; kN$

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

• Hajlítónyomaték: A maximális hajlítónyomaték (
  $Mmax$

  A gerenda által tapasztalt Mmax) értéket a következőképpen számítjuk ki:

  $124\; Nm$

  124 Nm.

• Támasztóreakcióerők: A bal és jobb felfüggesztési pontokon fellépő függőleges reakcióerők
  $0,756\; kN$

  0,756 kN mindegyik.

Szerkezeti hajlítás és alakváltozás ellenőrzése

A gerendaelmélet alapján a maximális hajlítófeszültség (

σ) értékét a tervezési szilárdsághoz viszonyítva ellenőrizzük

215 N/mm2. A számítások azt mutatják, hogy a hajlítófeszültség rendkívül biztonságos.

Továbbá a gerendák lehajlását korlátozni kell, hogy megakadályozzuk a szerkezet megereszkedését és a közeli felületek repedését. A szeizmikus terhelés alatt megengedett legnagyobb lehajlás jellemzően

L/200 (ahol

L a fesztávolság). Egy

550 mm-es fesztávolság esetén a megengedett elhajlás

2,75 mm.

Amint a 3. ábrán látható végeselemes elhajlási görbe mutatja, teljes terhelés alatt a maximális elhajlás pontosan a gerenda fesztávolságának közepén jelentkezik (

0,275 m) és mindössze egy

0,29 mm. Ez kiemelkedően a

2,75 mm-es küszöbérték, ami igazolja, hogy a Qinkai U-horony kivételes szerkezeti merevséget biztosít.

Rögzítőelemek integritása és rögzítési biztonsági tartalékok

Egy szeizmikus tartórendszer csak annyira erős, mint a leggyengébb láncszeme, ezért a Qinkai mérnöki csapata kimerítő teherbírási ellenőrzéseket végzett az összes lehorgonyzó és rögzítő hardveren. Minden rúd, horgonycsavar és anya 4.8-as minőségű nagy szilárdságú acélból készül.

Horgonycsavar és csavarrúd terhelésének ellenőrzése:

• Maximális szakítóerő a rúdon:
  $1,206\; kN$

  1,206 kN

• Megengedett szakítószilárdság a 4.8-as fokozatú M10-es csavaros rúdhoz:
  $7,0\; kN$

  7,0 kN

• Biztonsági ráhagyás: A tényleges erő (
  $1,206\; kN$

  1,206 kN) kisebb, mint

  $17\%$

  A rúd megengedett kapacitásának 17%-a, ami óriási biztonsági ráhagyást kínál.

• Maximális húzóerő a horgonycsavaron:
  $1,206\; kN$

  1,206 kN

• Megengedett szakítószilárdság 4.8-as minőségű M10 horgonycsavar esetén:
  $6,0\; kN$

  6,0 kN

• Biztonsági ráhagyás: A horgonycsavar éppen
  $20\%$

  megengedett húzóképességének 20%-a, így nem áll fenn a beton kihúzódásának veszélye.

Hatlapú anya és lapos illesztés nyírási ellenőrzése:

• Maximális erő a hatszögletű anyára:
  $0,756\; kN$

  0,756 kN (Megengedett határérték:

  $7,0\; kN$

  7,0 kN)

• Maximális erő lapos szerelvényeken:
  $0,756\; kN$

  0,756 kN (Megengedett határérték:

  $7,0\; kN$

  7,0 kN)

Mivel minden feszültségszint és alakváltozás kivételesen a maximális tervezési határértékek alá esik, a mérnöki jelentés 100%-os bizonyossággal megállapítja, hogy a ZJ-13 konzol szerelvény teljes teherbírása teljes mértékben megfelel a földrengésbiztonsági előírásoknak.