Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. furnizează calcule avansate de susținere seismică pentru proiectul Palatului de Justiție din St. Lucia

CASTRIES, St. Lucia și SHANGHAI, China — Într-o dezvoltare majoră pentru infrastructura și siguranța publică din Caraibe, Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd., un producător și proiectant global de top de sisteme industriale de gestionare a cablurilor și sisteme de susținere seismică, a livrat cu succes un Raport cuprinzător de proiectare și calcul al susținerii seismice pentru prestigiosul proiect al Palatului de Justiție din St. Lucia (HOJ). Acesta prezintă ingineria mecanică riguroasă, calculele de sarcină și verificările de siguranță structurală executate pentru sistemele suspendate de susținere seismică din cadrul complexului juridic emblematic. Această certificare structurală reprezintă o etapă importantă, asigurând că infrastructura critică de distribuție a energiei electrice a principalei instalații judiciare din St. Lucia poate rezista la evenimente seismice și poate menține continuitatea operațională în timpul situațiilor de urgență.

Rolul critic al ingineriei seismice în infrastructura publică

Clădirile publice și instituționale moderne necesită mai mult decât o simplă integritate estetică și structurală de bază; ele necesită o rezistență seismică de înaltă performanță. Acest lucru este valabil în special pentru facilitățile judiciare, administrative și de urgență, cum ar fi Palatul de Justiție din St. Lucia, care servesc drept centre nervoase esențiale pentru administrația locală. În regiunile predispuse la activitate geologică, protejarea componentelor nestructurale - cum ar fi jgheaburile de cabluri de joasă și înaltă tensiune, conductele de apă și sistemele HVAC - este un mandat de siguranță primordial.

În timpul unui cutremur, utilitățile suspendate, necontrafăcute sau calculate necorespunzător, se pot balansa violent, ducând la deteriorarea structurii, întreruperea alimentării electrice și pericole grave pentru ocupanții clădirii. Sistemele de susținere seismică suspendate acționează ca ancore rigide care controlează mișcarea laterală și longitudinală, distribuind în siguranță încărcările dinamice înapoi în structura primară de beton.

Pentru a îndeplini aceste praguri de siguranță exigente, Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. a aplicat o combinație de standarde structurale internaționale și naționale. Bazele de proiectare inginerească pentru proiectul HOJ includ:

• GB50017-2003: Cod pentru proiectarea structurilor din oțel
• GB50009-2001: Cod pentru proiectarea structurilor de construcții la încărcare
• JGJ145-2013: Cod tehnic pentru ancorarea structurilor de beton post-ancorare
• GB50303-2002: Cod pentru acceptarea calității construcției în proiectele de inginerie electrică a clădirilor
• 03S402 și 03SR417-2: Standarde de instalare și suporturi pentru conducte interioare

Aceste coduri guvernează selecția materialelor, limitele de solicitare admisibile, factorii de siguranță și pragurile de deformare pentru sistemele suspendate, asigurând că fiecare consolă este proiectată cu o marjă excepțională de siguranță.

Specificații tehnice și designul ansamblului suportului

Cel/Cea/Cei/Celesistem de susținere seismicProiectat pentru Palatul de Justiție din St. Lucia, utilizează o configurație de console suspendate pe mai multe niveluri (consolă ZJ-13) pentru a organiza și susține diverse clase de jgheaburi pentru cabluri electrice. Designul ia în considerare atât rețelele de distribuție de joasă tensiune, cât și cele de înaltă tensiune care funcționează în paralel pe tavanele clădirii.

Parametrii de încărcare a jgheaburilor de cabluri

Calculele se bazează pe următoarele criterii specifice de încărcare liniară sub o distanță standard între reazeme de 1,5 metri:

1. Jgheaburi de cabluri de joasă tensiune:
   • 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. Jgheaburi de cabluri de înaltă tensiune:
   • 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)

Un factor de siguranță de 1,2 se aplică tuturor cazurilor de încărcare pentru a ține cont de variațiile dinamice și de extinderile viitoare ale cablajului.

Configurația ansamblului structural

Ansamblul principal utilizează un canal în formă de U de 41×41 mm (profil de sprijin) fabricat din oțel carbon Q235 de înaltă calitate, suspendat prin tije șuruburi M10 și șuruburi de ancorare încorporate în placa de beton a tavanului.

Mai jos este desenul tehnic detaliat de ansamblu care ilustrează dimensiunile exacte, spațierea și accesoriile de fixare utilizate în suportul seismic suspendat ZJ-13:

După cum se arată în Figura 1, configurația de suspendare prezintă trei niveluri de caneluri în U de 41×41 mm, cu o deschidere laterală de 600 mm și o distanță între punctele de suspendare de 550 mm. Căderea verticală este ancorată în siguranță de betonul suspendat folosind șuruburi de ancorare pentru beton M10×80 și adaptoare pentru tije filetate M10. Tijele filetate M10 de înaltă rezistență la tracțiune leagă multiplele grinzi transversale, care sunt fixate în poziție cu piulițe hexagonale M10 și fitinguri plate M11, oferind o colivie rigidă, rezistentă la vibrații.

Excelență în materie de materiale: Profilul canalului de susținere de 41×41 mm

Coloana vertebrală structurală a Qinkaisistem de susținere seismiceste profilul cu canelură în U de 41×41 mm. Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. produce aceste canale pentru montanti din oțel carbon structural Q235, un material standard în industrie, apreciat pentru echilibrul său excelent între rezistența la tracțiune, ductilitate și sudabilitate.

Proprietăți mecanice ale Q235:

• Densitatea gravitațională (
  $\rho$

  ρ):

  $78,5\; kN/m3$

  78,5 kN/m3

• Modul de elasticitate (
  $E$

  E):

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

  2,06×105 N/mm2

• Raportul Poisson (
  $\nu$

  ν):

  $0,3$

  0,3

• Rezistența de proiectare la tracțiune/încovoiere (
  $f$

  f):

  $215\; N/mm2$

  215 N/mm2

• Rezistența de proiectare la forfecare (
  $fv$

  (fv):

  $120\; N/mm2$

  120 N/mm2

• Rezistența la presiunea la capătul suprafeței (
  $sCE$

  sCE​):

  $310\; N/mm2$

  310 N/mm2

Pentru a asigura durabilitatea pe termen lung în climatul maritim tropical umed din St. Lucia, aceste șine pentru montanti sunt furnizate cu finisaje de protecție de înaltă performanță, inclusiv pre-galvanizat (Z275), galvanizat la cald (HDG) și zinc electrolizat (EZ).

Figura 2 detaliază toleranțele dimensionale, finisajele disponibile și variantele mecanice ale produsului din seria de canale în U de 41×41 mm de la Qinkai (cod articol 004120 / TG-41 GI). Marginile zimțate, strunjite spre interior alecanalProfilul oferă o rezistență superioară la alunecare și o rezistență ridicată la blocare la forfecare atunci când este cuplat cu piulițe de canal, asigurând că ansamblul rămâne rigid în fața vibrațiilor seismice.

Calcule cu Elemente Finite și Încărcări Structurale

Nucleul raportului tehnic se concentrează pe verificarea faptului că tensiunea de încovoiere, tensiunea de forfecare și deformarea fiecărei grinzi transversale orizontale sub sarcină maximă se încadrează în pragurile admisibile pentru oțelul Q235.

Analiza încărcării pe traversa 1

Traversa 1 susține cea mai mare combinație de sarcini, fixând jgheabul de cabluri de înaltă tensiune de 400×150 mm.

• Sarcină distribuită factorizată:
  $85\; kg/m\; \times \; 1,5\; m\; \times \; 10\; N/kg\; \times \; 1,2\approx 1,53\; kN$

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

• Moment de încovoiere: Momentul maxim de încovoiere (
  $Mmax$

  Mmax) experimentată de fascicul este calculată la

  $124\; N\cdot m$

  124 N⋅m.

• Forțe de reacție la susținere: Forțele de reacție verticale la punctele de suspendare din stânga și din dreapta sunt
  $0,756\; kN$

  0,756 kN fiecare.

Verificarea încovoierii și deformării structurale

Folosind teoria grinzilor, tensiunea maximă de încovoiere (

σ) este verificată în raport cu rezistența de proiectare a

215 N/mm2. Calculele demonstrează că tensiunea de încovoiere este foarte sigură.

În plus, deformarea grinzii trebuie limitată pentru a preveni lăsarea structurii și fisurarea finisajelor din apropiere. Deformarea maximă admisibilă sub sarcină seismică este de obicei

L/200 (unde

L este întinderea). Pentru o

deschidere de 550 mm, deformația admisibilă este

2,75 mm.

Așa cum se demonstrează în curba de deformare cu element finit din Figura 3, deformarea maximă sub sarcină maximă apare exact la mijlocul deschiderii grinzii (

0,275 m) și ajunge la doar o

0,29 mm. Aceasta este remarcabil de sub

Prag de 2,75 mm, verificând faptul că fanta în U Qinkai oferă o rigiditate structurală excepțională.

Margini de siguranță pentru integritatea elementelor de fixare și ancorare

Un sistem de susținere seismic este la fel de puternic ca veriga sa cea mai slabă, motiv pentru care echipa de ingineri Qinkai a efectuat verificări exhaustive ale rezistenței la sarcină asupra tuturor elementelor de ancorare și fixare. Toate tijele, șuruburile de ancorare și piulițele sunt fabricate din oțel de înaltă rezistență de gradul 4.8.

Verificarea sarcinii șurubului de ancorare și a tijei șurubului:

• Forța maximă de tracțiune pe tijă:
  $1,206\; kN$

  1,206 kN

• Limită de tracțiune admisibilă pentru tija șurub M10 de gradul 4.8:
  $7,0\; kN$

  7,0 kN

• Marja de siguranță: Forța reală (
  $1,206\; kN$

  1,206 kN) este mai puțin decât

  $17\%$

  17% din capacitatea admisă a tijei, oferind o marjă de siguranță imensă.

• Forța maximă de tracțiune pe șurubul de ancorare:
  $1,206\; kN$

  1,206 kN

• Limită admisibilă de tracțiune pentru șurubul de ancorare M10 de gradul 4.8:
  $6,0\; kN$

  6,0 kN

• Marjă de siguranță: Șurubul de ancorare funcționează la doar
  $20\%$

  20% din capacitatea sa de tracțiune admisă, asigurând că nu există riscul de smulgere a betonului.

Verificarea la forfecare a piuliței hexagonale și a fitingului plat:

• Forța maximă pe piulița hexagonală:
  $0,756\; kN$

  0,756 kN (Limita admisibilă:

  $7,0\; kN$

  7,0 kN)

• Forță maximă pe fitinguri plate:
  $0,756\; kN$

  0,756 kN (Limita admisibilă:

  $7,0\; kN$

  7,0 kN)

Având în vedere că toate nivelurile de solicitare și deformările scad excepțional sub limitele maxime de proiectare, raportul tehnic concluzionează cu o încredere de 100% că capacitatea portantă totală a ansamblului de console ZJ-13 este pe deplin conformă cu reglementările de siguranță seismică.