Шанхайська компанія Qinkai Industry Co., Ltd. виконує розширені розрахунки сейсмічної підтримки для проекту Залів правосуддя Сент-Люсії

КАСТРІС, Сент-Люсія та ШАНХАЙ, Китай — Компанія Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd., провідний світовий виробник та розробник промислових систем кабельного управління та сейсмічної підтримки, успішно завершила комплексний звіт про проектування та розрахунки сейсмічної підтримки для престижного проєкту Залів правосуддя Сент-Люсії (HOJ), що є важливим кроком для розвитку інфраструктури та громадської безпеки Карибського басейну. Звіт окреслює ретельне машинобудування, розрахунки навантаження та перевірки структурної безпеки, виконані для підвісних сейсмічних систем підтримки в межах знакового юридичного комплексу. Ця структурна сертифікація є важливою віхою, що гарантує, що критична інфраструктура розподілу електроенергії головного судового закладу Сент-Люсії може витримувати сейсмічні події та підтримувати безперервність роботи під час надзвичайних ситуацій.

Критична роль сейсмічної інженерії в громадській інфраструктурі

Сучасні громадські та інституційні будівлі вимагають не лише естетичної та базової структурної цілісності; вони вимагають високої сейсмостійкості. Це особливо стосується судових, адміністративних та аварійно-рятувальних установ, таких як будівлі правосуддя Сент-Люсії, які слугують важливими нервовими центрами для місцевого самоврядування. У регіонах, схильних до геологічної активності, захист неструктурних компонентів, таких як низьковольтні та високовольтні кабельні лотки, водопроводи та системи опалення, вентиляції та кондиціонування повітря, є першочерговим завданням безпеки.

Під час землетрусу незкріплені або погано розраховані підвісні комунікації можуть сильно коливатися, що призводить до пошкодження конструкції, відключення електроенергії та серйозної небезпеки для мешканців будівлі. Підвісні сейсмічні опорні системи діють як жорсткі анкери, що контролюють поперечні та поздовжні рухи, безпечно розподіляючи динамічні навантаження назад у основну бетонну конструкцію.

Щоб відповідати цим вимогливим вимогам безпеки, компанія Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. застосувала поєднання міжнародних та національних конструкційних стандартів. Основи інженерного проектування для проекту HOJ включають:

• GB50017-2003: Кодекс проектування сталевих конструкцій
• GB50009-2001: Код для розрахунку навантаження будівельних конструкцій
• JGJ145-2013: Технічний кодекс для пост-анкерного кріплення бетонних конструкцій
• GB50303-2002: Кодекс приймання якості будівництва будівельних електротехнічних проектів
• 03S402 та 03SR417-2: Опори для внутрішніх трубопроводів та стандарти їх монтажу

Ці норми регулюють вибір матеріалів, допустимі межі напруження, коефіцієнти запасу міцності та пороги прогину для підвісних систем, гарантуючи, що кожен кронштейн спроектовано з винятковим запасом міцності.

Технічні характеристики та конструкція кронштейна

Theсейсмічна система підтримкиРозроблений для Залів правосуддя Сент-Люсії, використовує багаторівневу конфігурацію підвісних кронштейнів (кронштейн ZJ-13) для організації та підтримки різних класів електричних кабельних лотків. Конструкція враховує як низьковольтні, так і високовольтні розподільчі мережі, що проходять паралельно через стелі приміщення.

Параметри навантаження кабельного лотка

Розрахунки базуються на наступних критеріях лінійного навантаження за стандартної відстані між опорами 1,5 метра:

1. Низьковольтні кабельні лотки:
   • 100×100 мм (12 кг/м)
   • 200×100 мм (22,5 кг/м²)
   • 300×50 мм (20 кг/м)
   • 300×100 мм (40 кг/м)
2. Високовольтні кабельні лотки:
   • 100×100 мм (16 кг/м)
   • 200×100 мм (32 кг/м)
   • 300×50 мм (30 кг/м)
   • 300×100 мм (55 кг/м)
   • 400×150 мм (85 кг/м)

Коефіцієнт запасу міцності 1,2 застосовується для всіх випадків навантаження, щоб врахувати динамічні коливання та майбутнє розширення кабельних ліній.

Конфігурація структурної збірки

Первинний вузол використовує U-подібний паз (профіль для стійки) 41×41 мм, виготовлений з високоякісної вуглецевої конструкційної сталі Q235, підвішений за допомогою гвинтових стрижнів M10 та анкерних болтів, вбудованих у бетонну перекриття.

Нижче наведено детальне технічне креслення складання, що ілюструє точні розміри, відстань між елементами та кріпильні елементи, що використовуються в підвісній сейсмостійкій опорі ZJ-13:

Як показано на рисунку 1, конфігурація підвіски включає три яруси U-подібних пазів 41×41 мм з поперечним прольотом 600 мм та відстанню між точками підвіски 550 мм. Вертикальне падіння надійно закріплене до бетонної перекриття за допомогою бетонних анкерних болтів M10×80 та адаптерів для гвинтових стрижнів M10. Високоміцні гвинтові стрижні M10 з'єднують кілька поперечних балок, які фіксуються шестигранними гайками M10 та плоскими фітингами M11, забезпечуючи жорстку, стійку до вібрацій каркас.

Досконалість матеріалів: профіль канального швелера 41×41 мм

Структурна основа Цінькайсейсмічна система підтримки– це U-подібний профіль 41×41 мм. Компанія Shanghai Qinkai Industry Co., Ltd. виготовляє ці розпірні швелери з вуглецевої конструкційної сталі Q235, стандартного для промисловості матеріалу, відомого своїм чудовим балансом міцності на розрив, пластичності та зварюваності.

Q235 Механічні властивості:

• Гравітаційна щільність (
  $\rho$

  ρ):

  $78,5\; кН/м3$

  78,5 кН/м3

• Модуль пружності (
  $E$

  Е):

  $2,06\times 10⁶\; Н/мм²$

  2,06×10⁶ Н/мм²

• Коефіцієнт Пуассона (
  $\nu$

  ν):

  $0,3$

  0,3

• Розрахункова міцність на розтяг/вигин (
  $f$

  е):

  $215\; Н/мм2$

  215 Н/мм2

• Розрахункова міцність на зсув (
  $fv$

  fv​):

  $120\; Н/мм2$

  120 Н/мм2

• Міцність на тиск на торці (
  $sCE$

  sCE​):

  $310\; Н/мм2$

  310 Н/мм2

Щоб забезпечити довговічність у вологому тропічному морському кліматі Сент-Люсії, ці профілі для стійки постачаються з високоефективним захисним покриттям, включаючи попереднє оцинкування (Z275), гаряче оцинкування (HDG) та гальванізоване цинкування (EZ).

На рисунку 2 детально показано допуски на розміри, доступні варіанти оздоблення та варіанти механічних виробів серії U-подібних пазів Qinkai 41×41 мм (артикул № 004120 / TG-41 GI). Зубчасті краї всерединуканалПрофіль забезпечує чудовий опір ковзанню та високу міцність на зсув у поєднанні з гайками-шанкерами, гарантуючи жорсткість конструкції під час сейсмічних коливань.

Розрахунки скінченних елементів та структурних навантажень

Основна частина інженерного звіту зосереджена на перевірці того, що напруження згину, напруження зсуву та прогин кожної горизонтальної поперечної балки під максимальним навантаженням знаходяться в межах допустимих значень для сталі Q235.

Розрахунок навантаження на поперечну балку 1

Поперечна балка 1 витримує найважчу комбінацію навантаження, утримуючи високовольтний кабельний лоток 400×150 мм.

• Розподілене навантаження з урахуванням факторів:
  $85\; кг/м\times 1,5\; м\times 10\; Н/кг\times 1,2\approx 1,53\; кН$

  85 кг/м×1,5 м×10 Н/кг×1,2≈1,53 кН

• Згинальний момент: Максимальний згинальний момент (
  $Ммакс$

  Mmax​), що випробовується променем, розраховується при

  $124\; Н\cdot м$

  124 Н⋅м.

• Сили реакції опори: Вертикальні сили реакції в лівій та правій точках підвісу
  $0,756\; кН$

  0,756 кН кожен.

Перевірка структурного вигину та прогину

Використовуючи теорію балок, максимальне напруження згину (

σ) перевіряється на відповідність розрахунковій міцності

215 Н/мм2. Розрахунки показують, що напруження згину є дуже безпечним.

Крім того, прогин балки має бути обмежений, щоб запобігти провисанню конструкції та розтріскуванню сусідніх оздоблень. Максимально допустимий прогин під сейсмічним навантаженням зазвичай становить

л/200 (де

L – проліт). Для

Проліт 550 мм, допустимий прогин становить

2,75 мм.

Як показано на кривій прогину методом скінченних елементів на рисунку 3, максимальний прогин під повним навантаженням відбувається саме посередині прольоту балки (

0,275 м) і сягає лише

0,29 мм. Це значно нижче

Поріг 2,75 мм, що підтверджує виняткову жорсткість конструкції завдяки U-подібному пазу Qinkai.

Цілісність кріплення та запаси міцності анкерування

Сейсмічна система опори настільки міцна, наскільки міцна її найслабша ланка, тому інженерна команда Qinkai провела вичерпні перевірки несучої здатності всіх анкерних та кріпильних елементів. Усі стрижні, анкерні болти та гайки виготовлені з високоміцної сталі марки 4.8.

Перевірка навантаження анкерного болта та гвинтового стрижня:

• Максимальна сила розтягування на стрижні:
  $1,206\; кН$

  1,206 кН

• Допустима межа розтягу для гвинтового стрижня M10 класу 4.8:
  $7,0\; кН$

  7,0 кН

• Запас міцності: Фактична сила (
  $1,206\; кН$

  1,206 кН) менше ніж

  $17\%$

  17% від допустимої вантажопідйомності вудилища, що забезпечує величезний запас міцності.

• Максимальне зусилля розтягування на анкерному болті:
  $1,206\; кН$

  1,206 кН

• Допустима межа розтягу для анкерного болта M10 класу міцності 4.8:
  $6,0\; кН$

  6,0 кН

• Запас міцності: Анкерний болт працює лише при
  $20\%$

  20% від допустимої тягової здатності, що гарантує відсутність ризику виривання бетону.

Перевірка на зсув шестигранної гайки та плоского фітинга:

• Максимальна сила на шестигранній гайці:
  $0,756\; кН$

  0,756 кН (Допустима межа:

  $7,0\; кН$

  7,0 кН)

• Максимальне зусилля на плоских фітингах:
  $0,756\; кН$

  0,756 кН (Допустима межа:

  $7,0\; кН$

  7,0 кН)

Оскільки всі рівні напружень та прогини винятково нижчі за максимальні проектні межі, інженерний звіт робить висновок зі 100% впевненістю, що загальна несуча здатність кронштейна ZJ-13 повністю відповідає нормам сейсмічної безпеки.