Хүчтэрүүлсэн салхины ачаалалд төрөлхийн гуурцаган бүтцүүдийн төлөвлөлтийн цэврүүд

Стальными бүтээцүүдийн үндесний салхины ачааллын зарчимууд

Сталь барилгын гадаад хавтгай дээрх салхины даралт ба сорбцоны тархалт

Хөнгөн цагаан гангаар хийсэн барилгын дээр салхин тусах үед бүх бүтцэд янз бүрийн даралт үүсдэг. Салхин тусаж буй талд эергүй даралт үүсдэг, харин урвуу талд инженерүүд хананууд, шалфейлүүд, ажиглан үзэхдээ онцгой хурц өнцгүүд дээр сүүдлүүд үүсдэг гэж нэрлэдэг. Заримдаа түүн даралт хүчтүүд маш их болж, ASCE 7-22 стандартын дагуу том шуургын үед квадрат фут тутамд 60 фунт (272 ньютон) хүртэл хүрдэг. Барилгын гадаад хэлбэр нь салхины түүнд үзүүлэх нөлөөнд их хувь оролцоодог. Дугуй юм уу муруй гадаргуу нь талбайт ханануудтай харьцуулж салхины сөрөг нөлөөг ойролцоогоор 30% хүртэл бүүр бууруулдэг. Гэтэл барилгын хэлбэр нь сонин юм уу өнцгүүдтэй бол тодорхой бүснүүд дээр салхины жижиг бүрхүүлүүд — вортексүүд үүсдэг. Сайн ганган барилгын дизайн нь салхины нөлөөнд зохиомжлон бүтцийн хэсгүүдийн хэлбэрүүдийг тодорхойлдэг, өөрөөр хэлбэл салхины нөлөөнд тулгарахын оронд түүнтэй хамтран ажилладаг, мөн сүүдлүүд хамгийн хүчтүүд байдаг сул өнцгүүд дээр нэмэлт хүчтүүд нэмдэг. Одоогийн олон ховд барилгын төслийн үед барилгын бүтцэд үүсдэг нарийн даралтын загварүүдийг барилгын бүтээлд дор хаяж компьютерын симуляци — CFD загварлалын тусламжтайгаар зурагт дүрсэлдэг, үүн дагуу инженерүүд хүчтүүд нэмдэг бүснүүдийг тодорхойлох, компонентүүдийн хэлбэрүүдийг илүү сайн ажиллахын тулд яаж хийхийг шударга шийдвэр гаргаж чаддэг.

ASCE 7-16-ийн салхины ачааллын зааврын хүчтэй гүрвэлдүүр бүтээдмүүдийн хувьд чухал үзүүлэлтүүд

ASCE 7-16 нь заавал хэрэглэх салхины ачааллын тооцооны арга зүйсүүдийг тогтоодог, түүнд бүснүүдийн тодорхой салхины хурдны газрын зураг ба 3D чиглэлтүүдийн үзүүлэлтүүд орж ирдэг. Түүний гол онцлог нь чухал үзүүлэлт (I _w ), якотор нь эсвэл хөнгөн хүндрэлтүүдийн ангилалаас хамааран үүрдүүр бүтээдмүүдийн (жишээ нь: өвчтний газар, аварга нөхцөлдүүр төвүүд) дизайн ачааллыг 15–40% хүртэл нэмэгдүүрдэг.

Үндсэн хуулийн дагуу хандахын тулд холболт, дарамтын бүсэд материал нь илүү их нягталж, бие даасан үзлэгт хамрагдах шаардлагатай. Стандарт нь хурдац, даралтын тооцооллыг түлхүүр болон түвшний салхины бүрэлдэхүүн хэсгийг тодорхой тооцож, салхины хэт хүчтэй үйл явдлын эсрэг бүхэлд нь тэсвэртэй байдлыг хангадаг.

Ашигт малтмалын замны бүрэн бүтэн байдал, зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн зөөврийн

Өндөр салхитай цамхаг конструкцийн хатуу ачааны замыг хамаргаас суурь хүртэл хангах

Хүчтэй салхин бүсд гуурсан бүтцүүдтэй ажиллах үед салхины хүчнүүд гадаад халхавчийн дотор төвөрхөн бүтцүүдийн дотогш суулгасан суурин хүртэл зөв замд хөдөлж, дамжуулах нь үл хоригдох шаардлага. Хэрэв түүн дотор ямар нэгэн таславч, хоосон зай бүтүүнд байвал түүнд хүчний төвд хүчдүүрлүүд цуглуулж, хүчтэй цаг агаарын үзэгдлүүд үед бүтцүүдийн бат бүтэмжийг жинхэнэ утгаар нь хоосондуурлуж болой. 2022 онд Флоридын Их Сургуульд хийгдсэн судалгаа нь таашаалд хүртүүлж буй юм: түүн дотор хүчний замд таславч бүтүүнд байгаа барилгасууд Категори 3-ийн ураган үед тодорхой холбогчдын гэмтлийн тоо 47% илүү байв. Моментын төвөрхөн холбогчдын ба хөдөлгөөний хүчний дамжуулалтын бүсд хүчний замын зөв ажиллахыг хангахын тулд бодит физик туршилтууд ба компьютерын симуляци хоёулхан шаардлагатай. 2023 онд FEMA-н сүүлийн зааврууд чухал барилгасуудын хувьд олон давхар хүчний замын бүтүүдийн чухалыг тусгайлан тэмдэглүүд. Түүн дотор интеграцилан хийгдсэн гуурсан бүтцүүд нь традициональ арга барилгасуудаас илүү сайн үр дүн үзүүлд, учир нь түүн дотор хүчдүүрлүүд нь нэг цэгт төвлөрөх бүтүүдийн оронд хэд хэдэн бүтцүүдийн дунд тархаж, тархмуй. Харин хүчдүүрлүүдийн хэмжүүрүүд нь түүн дотор системүүдийн бодит нөхцөлд хэрхэн төвөрхөн үлдэхийг баталж, харин олон инженерүүд хүчний замын зөв дизайн хийх нь практикт хүндрүүлж буй юм.

Хүйтэн хэлбэрт өгсөн ган холболтын дутагдалд хандаж: Хүчтүүд холболтуудаас илүү үр дүнтэй

Хуурай хэлбэртэй цамцны (CFS) бүтэц дэх холбогдлууд нь жижиг материалууд, хатуу хувилбартай тул сул тал байдаг. NIST-ийн 2024 оны судалгаагаар, давтагдалтай салхины дарамтын үед тохиолддог бүх СХД-ийн алдааны гуравны хоёр нь бид холбоонд ашигладаг буудалд эхлэнэ. Өөрөөр хэлбэл, нэг нэгдэлтэй цамцны рамз нь нэгдэлтэй эсвэл халуун дулаантай цамцнаас хийсэн нь өөр өөр байдлаар ажилладаг. Эдгээр төрлийн рамс нь эд анги хоорондын тусдаа холболт дээр тулгуурладаггүй. Харин бүтцийн бүтэн бүтэн байдлыг хангахын тулд ачааг бүтэн хүрээнд байгалийн дагуу хувааж өгдөг. Энэ нь цамц нь бүр ч их хэмжээний буулт хүчтэй газарт, жишээнүүд баганатай уулздаг газарт хүч чадал нь хадгалагддаг гэсэн үг юм. Эдгээр рамз нь нэг нэгдэл болгон үйл ажиллагаагаа явуулдаг нь тэдгээрийг нэг нэг холболттой холбоотой уламжлалт аргуудаас илүү бүтцийн алдаанаас илүү аюулгүй болгодог.

Салхины нөлөөнд түрүүлж чадах гуурсан бүтцүүдийн хатуулагч системүүд ба хөндлөн хүчинд түрүүлж чадах чадвар

Циклд салхины ачаалал доор холбогч холбоосын хатуулагч систем, K-хатуулагч систем ба гуурсан хөндлөн хүчний хана: харьцуулалт

Гуурсан бүтцүүд салхины давтамжит, олон чиглэлт ачааллыг түрүүлж чадах хазыгт хүчнийг төвшилж чадах системүүд дээр суурилж, түүнд төвшилж чадах системүүд нь салхин циклон бүхий бүснүүдэд тухайн бүтцүүдийн түрүүлж чадах чадварыг хангаж чадах. Гурван үндсэн систем нь өөрсдийн онцлог тааруулалтуудыг санал болгож буй:

• Холбогч холбоосын хатуулагч систем зөвхөн сунгалт хүчнийг түрүүлж чадах хөндлөн хүчнийг түрүүлж чадах чадварыг хямд үнэтэйгээр хангаж чадах бөлгөөн, гэтэд салхины нарийн төвөгтэй шүүрлүүд доор түрүүлж чадах чадварын тодорхой бүснүүдэд хязгаарлалт үзүүлж буй
• K-хатуулагч систем багана дээр нийлж буй диагоналийн тусламжтайгаар илүү өндөр хатуулагч чадварыг хангаж чадах бөлгөөн, гэтэд хүчний замын нарийн төвөгтэй бүтцүүд нь холболтын зохиомжийн түүхийн анхаарал шаардуулж буй
• Гуурсан хөндлөн хүчний хана , тасралтгүй гуурсан хавтангуудаас бүрдмүүд, салхин туннелд хийсэн туршилтанд хатуулагч рамүүдтэй харьцуулан 40% илүү энергийн диссипац (хассаа) хангаж чадаж буй

Цаг замд 150 гаруй км/цаг хурдтай салхиг даван туулж чаддаг цахилгаан төхөөрөмж, сайн тэсвэртэй системтэй нийлүүлсэн тохиолдолд. Үүнийг бүтцийн цамхаг нь өөрөө уян хатан байдаг. Энэ нь цорын ганцхан халдвар гарахаас илүү дарамтад ухран, буурдаг. Энэ нь салхины хүчнийг бүрэн бүрдэхгүйгээр өөртөө шингээхэд тусалдаг. Энэ төрлийн уян хатан байдал хүчтэй салхитай удаан хугацаанд маш чухал. Жижиг барилгад сэлбэг нь сайн ажилладаг ч өндөр барилгад илүү сайн зүйл хэрэгтэй. Нүүрсний шилжих хана нь хүчтэй салхитай бүсэд олон давхарт барилга байгууламжийн хамгийн сайн сонголт юм. Тэд бүтэн барилгад давтамжийг тэгш хувааж, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоорондын холболт дээр тийм ч их хамаардаггүй.

Салхид тэсвэртэй цаасан байгууламжийн загварын дүрмийн биелэлт, нэгдсэн стандарт

Барилгыг хүчтэй салхитай тэмцэх боломжтой болгоход янз бүрийн барилга байгууламжийн дүрэм, материалын стандартууд хэрхэн хамтран ажилладаг вэ гэдэг нь чухал. Олон улсын барилгын дүрэмд салхины ачаалалтай холбоотой үндсэн шаардлагыг тогтооход ASCE 7-ийг дурддаг. Энэ хооронд AISC 341-22 нь газар хөдлөлтийн эсрэг барилга байгууламжийн зориулалттай салхины эсэргүүцлийн талаар тодорхой мэдээлэлтэй. Хоёр нөхцөлд ч олон тусалгын цэгээр гэнэтийн хүчнийг даван туулж чаддаг уян хатан загвар хэрэгтэй. Орон нутгийн дүрэм журмаар ч илүүг зааж өгдөг. Жишээ нь Флоридагийн өндөр хурдны хар салхины бүс. Тэнд барилга байгууламжийн холбоос нь 2023 оноос хойшхи сүүлийн үеийн бүтцийн туршилттай холбогдуулан стандарт IBC-ээс шаарддагээс дор хаяж 25% илүү хүчтэй байх ёстой. Эдгээр давхардсан дүрэмүүд нь инженерүүд барилгын системд олон гол сул талыг тогтоож, цогц дүрмийн шаардлагыг хэрэгжүүлэх шаардлагатай тул бий.

1. Хүнд замын тасралтгүй байдлыг дээвэрээс суурь хүртэл баталсан
2. Хөлжих хүчин чадал нь дулаан татах хүчнээс 40~60%-иар илүү
3. Бодит туршилтаар баталгаажуулсан зайлшгүй батлан даалтын систем

2022 оноос эхлэн салхины гэмтлийн тохиолдлыг эргэн харах нь маш аймшигтай зүйл: дөрвөн асуудлаас гурав нь барилга байгууламжийн дүрэмд нийцээгүй холбоос дээр эхэлжээ. Энэ нь барилгын дүрмийн янз бүрийн хэсгийг төсөлд нэг дор хэрэглэхгүй байх үед ноцтой асуудлуудыг илтгэж байна. Сайн мэдээ бол орчин үеийн барилга мэдээллийн загварчлалын системүүд нь одоо ажлын урсгалд нь автомат ёсны шалгалтыг багтаасан байна. Эдгээр хэрэгсэл нь инженерүүд нь 17 гаруй олон улсын цаасан стандартын дагуу төслийг газар дээр нь баталж, салхины ачаалалтай холбоотойгоор ASCE 7-22, бүтцийн цаасан загвар зохион бүтээхэд AISC 360-22 болон цаасан ширээнний тодорхойлолттой холбоотойгоор ASTM A653 Энэ арга нь маш үнэ цэнэтэй нь тусдаа баримт бичиг байх шаардлагагүй бөгөөд төслийн үе шатанд бүх чухал шаардлагыг хангасан байдаг.

Түгээмэл асуулт

Стальными бүтэцтүүдийн загварлах үед хүчилжүүлэх цахилгааны ачааллын үндсэн зарчмууд юу вэ?

Үндсэн зарчмууд нь цахилгааны даралтын тархалтыг ойлгох, ASCE 7-16 стандартын цахилгааны ачааллын заалтыг хамрах, ачааллын замын бүтэн бүтэц хадгалахын тулд хүчтүү холболтуудын загварлах орчинд оршдог.

Цахилгааны төвөгтүүлэлтүүдийн хувьд тойрог эсвэл муруй гадаргуунууд яаж туслах вэ?

Тойрог эсвэл муруй гадаргуунууд цахилгааны төвөгтүүлэлтүүдийг талбайт ханаас 30% хүртэл бүүр багасгаж, бүтэц цахилгааны даралтыг илүү үр дүнтүүн аргаар төвөгтүүлэлтүүдийн хувьд төлөөлдөг.

ASCE 7-16 стандартын цахилгааны ачааллын заалтад чухал бүтэцтүүдийн чухал бүтэцтүүдийн коэффициентууд яачин чухал вэ?

Чухал бүтэцтүүдийн хувьд чухал бүтэцтүүдийн коэффициентууд дизайн ачааллыг 15–40% хүртэл нэмж, экстремум цахилгааны үзэгдлүүдийн үед түүний тогтвортой бүтэцтүүдийн хамгаалалтыг хангаж.

Хүчтүү цахилгааны нөхцөлд сталь бүтэцтүүдийн бүтэн бүтэцтүүдийн хувьд яаж илүү сайн хамгаалалт үзүүлдөг вэ?

Тасралтгүй ачааллын замууд болон давхардмал загварлах арга хэрэглэн сталь бүтэцтүүд цахилгааны хүчнүүдийг гадаад хавтгайгаас суурин хүртэл тархалдуулж, нэг цэгт төвлөрсөн хүчнүүдийг бүүр багасгаж.