Ганц бүтэц: Бүтэн бүтэцтүүн хадгалах үндесний хүчин зүйлс

Ганц бүтэцтүүн төслийн үндэсний бүтэн бүтэцтүүн зарчимууд

Хүч: Хүчлүүн хязгаар ба таталцан төрүүлэх чадвар нь ачаалал түрүүлэх хязгаарыг тодорхойлдог

Материалын тогтвортой хэлбэр өөрчлөлтөнд орж эхлэх цэгийг хүчлэлт хязгаар гэдэг, харин сунгалтын багтаамж нь юмс ямар хүчний үйлчлэлд нь бүрэн разрушитьсяс үүрд хүртэл тааруулж чадах чадварыг илтгэнэ. Эдгээр шинж чанарууд нь бүтэцүүдийн янз бүрийн нөхцөлд аюулгүй байхыг хангах үндэс болой. Жишээ нь ASTM A36 ган: түүний хүчлэлт хязгаар нь 250 МПа бөгөөд 10 квадрат метр хөндлөн огтлосын талбайтай багана теоретик хувирд 2500 метрик тонн ачаа тааруулж чадах бөгөөд үүн дээр ямар нэгэн газардаж эхлэх шинж тэмдэг үзүүрлэхгүй. Олонх барилгын дүрэмжүүд нь үнэндээ өдөр тутмын ажиллах нөхцөлд хүртэл хүрэх төвшинд хүртэл бүтэцүүдийн төсөлд аюулгүйн хязгаарыг хамгийн багадаа 40%–60% нэмэлт багтаамж үлдээхийг шаардаж. ASCE 7-22 зааврын дагуу, эдгээр аюулгүйн буферууд ихэвчлэн нэмэлт багтаамжийн 40%–60%-ийн хооронд колебацийн хөдөлгөөнүүдийн хүчлэлт-деформацийн хамаарлыг шинжилж, нарийн тооцож гаргасан аюулгүйн үржүүлэгчидийг хэрэглэж. Энэ арга барилга нь газар хөдөлгөөнүүдийн хүчтэр хүчлэлтүүд, зунд хүнд цасны уурхай нь дүүрч хүнд ачаа тааруулж чадах барилгын шалдын төлөөлөлтүүдийн хүчлэлтүүдийн тулд төсөлд хүртэл хүрэх төвшинд хүртэл бүтэцүүдийн төсөлд аюулгүйн хязгаарыг хамгийн багадаа 40%–60% нэмэлт багтаамж үлдээхийг шаардаж.

Хатуужил: Урт хатууралтай цамхаг байгууламжийн хязгаарлагдлыг удирдах

Урт хугацааны хэрэглээний хувьд

• Инэртийн момент (I) үр ашигтай I-баар эсвэл хавтан хатуужууны профилийн дагуу
• Эластик байдлын модуль (Б = 200 ГПа бүтцийн зэс) нь ихэвчлэн тогтмол байдаг боловч материалын сонгон шалгаруулалт болон найрлага үйлдлийн тусламжтайгаар ашигладаг
• Тэмцээний хуваарилалт нь тэсрэх болон кабелийн тэтгэврийн системээр

100 м гүүрний зайд 0.1%-ийн уян хатан (100 мм) ч гэсэн мэдрэмтгий тоног төхөөрөмжийн тохируулалтыг доройтолж болно.

Тогтвортой байдал: Геометри, барьцааны оптималжуулалтаар буцалтгүй байдлыг урьдчилан сэргийлэх

Өндөр барилга байгууламжийн бүтцийн 30%-иас дээш нь даралтын элементийн эргэн тойрон дахь тогтворгүй байдлаас болж уналт үүсдэг (CTBUH, 2023). Эулерийн хямд ачааны формула (P _б.б. = πEI/(KL) ²) нь тогтвортой байдал нь үр дүнтэй урт (KL) -ээс ихээхэн хамаардаг бөгөөд K нь төгсгөлд суух байдлыг илэрхийлдэг. K-г бууруулах нь:

• Тусгай дэмжлэггүй урттай болохын тулд тэсрэх төхөөрөмжийг суурилуулах
• Уран эргэлтийн тогтвортой байдлыг хангасан цаг хугацааны эсэргүүцэлтэй холболт ашиглах
• Хөгжлийн эрсдэлтэй хээрийн болон ургамлын нягтралтай хатуу замыг сонгох (жишээ нь, цогц сэлбэг дээр хатуу бүтцийн замыг сонгох)

Газар хөдлөлтийн бүсэд тусгай үе шатны хязгаарлагыг хүчилтэй бетоны цацагтай ханатай хослуулсан хос системтэй загвар нь зөвхөн үе шатны хязгаарлагыг хангасан загваруудаас (55%) багасдаг.

Төмрийн байгууламжийн бүрэн бүтэн байдлыг хангах төмрийн хүдрийн ангилал, материалын үйл ажиллагаа

ASTM A992 vs A572: өндөр барилга, аж үйлдвэрийн цаазат байгууламжийн хамгийн сайн цаазат тоног төхөөрөмжийн ангилалыг сонгох

Өндөр барилгын балкас бүтээхдээ инженерүүд ихэвчлэн ASTM A992 ган ашигладаг. Түүний хүчлэлт хязгаар дор хаяж 50 ksi (ойролцоогоор 345 МПа) бөөрнүүр, мөн түүн дээр хүнд холбогч хийх нь хялбар бөөрнүүр, иймд бүтээлтийн хурд ургааж, найдвартай болж, үүн дээр түүний холбогч чанар нь сайн бөөрнүүр. Үйлдвэрлэлийн нөхцөлд зузаан плита болон нарийн холбогч шаардлагатай тохиолдолд ASTM A572 50-р ангилалын ган илүү тохиромжтой, учир нь түүн дээр хугалах нь хялбар бөөрнүүр, гэтэд түүний хүчлэлт хязгаар хадгалагдаж үлддэг. Хоёр төрлийн ган хугарах үед дор хаяж 18% уртасса, иймд түүнд хэт ачаалал үүсгэхдээ гэнэт хугарахын оронд анхны сүүдлүүр шамдаг. Энэ шинж чанар нь аюулгүй байдлын хувьд их чухал, учир нь хүмүүсийн амь нас барилгын тодорхой хүчлэлт нөхцөлд таамагласан хүчин зүйлсийн дагуу үйлчлэхдээ хамаардаг.

Харилцан адилтгах чанарын үзүүлэлтүүд (уртасса хувь, n-утга) ба түүний сталь барилгын газар хөдөлгөөний төвд төдий л үлдэх чадварын рөл

Цаасан дээр нь цаасан дээр нь цаасан дээр нь цаасан дээр Хэрэв цамц нь дор хаяж 20%-иар сунгаж чадвал бүх урт нь илүү сайн тэсрэх чадвартай болдог. Н-тэмцэл нь цамхаг нь хэлбэлзэх үед хэрхэн бэхждэг талаар тодорхойлдог бөгөөд ялангуяа баганатай уулзах үед сул тал үүсэхээс урьдчилан сэргийлэхын тулд 0.20-аас дээш байх ёстой. Турк, Сирийн 2023 оны газар хөдлөлтийн үеэр хийсэн туршилтууд гайхалтай зүйл илрүүлсэн. Эдгээр хатуужилтын стандартыг хангасан барилга байгууламж нь дэлхийн газар хөдлөлтийн аюулгүй байдлын тайлангийн дагуу 40%-иар бага уналттай байжээ. Энэ нь газар хөдлөлтийн дараа хүмүүс аюулгүй гарч чадсан гэсэн үг бөгөөд олон барилга байгууламж нь яаралтай онцгой үйл ажиллагаа явуулахад ашиглах боломжтой хэвээр байна.

Холбооны систем: Ашигт малтмалын бүтцийн ачааны шилжилт, саатуулалтын тэсвэртэй байдлыг хангах

Динамик болон циклик ачаалалтай зөөврийн болон буталтай холболт

Хослуурууд давтагдалтай үед хэрхэн ажилладаг нь системүүд хэрхэн тогтвортой байдгийг тодорхойлох чухал ач холбогдолтой. Угаасан буудлууд нь ихэрч, хүчтэй статик ачаалалтай байдаг боловч тэдгээр угаасан буудлуудад дарамтын төвлөрлийг бий болгодог бөгөөд энэ нь цаг хугацааны явцад ялгарал үүсэх хандлагатай байдаг. Ялангуяа ачаалал өөр өөр хэмжээтэй үед. Гэхдээ буталтай холболт өөрөөр ажилладаг. Ялангуяа ханиад хязгаарлагдмал нь хэсгүүдийн хоорондын хамаарал дээр хяналттай хөдөлгөөн бий болгодог. Энэ нь эрчим хүчийг шингээж, бүтэн системийг эвдэхгүйгээр бүдүүлэх чадвар нь сайжирдаг. Тэсрэлтээс харахад, буудалдсан буудлууд нь ижил төстэй хайлуулсан байгууламжтай харьцуулахад бүтэлгүйтэхээс өмнө хэлбэлзлийн давтамжтай болж 30 хувиар удаан үргэлжилдэг. Мэдээж энэ талаар ч анхаарах хэрэгтэй:

• Барсан : Байнгын амплитудын ачааллын дор ядаргааны тэсвэртэй; статик доминируулсан орчинд хамгийн тохиромжтой
• Болттой : Газар дээр хяналт шалгалт хийх, солих, хойч үед тохируулах нь хязгааргүй, ялгаварлаг төхөөрөмж гэх мэт өндөр циклийн нөхцөлд илүү ашигтай

Хилбэрчилсэн шийдэл, ялгаварлан зөөврийн сүлжээтэй фланж зэрэг нь хүч, шалгалтын боломжийг тэнцвэртэй, эрчим хүчний урсалттай байхын тулд улам бүр хэрэглэгдэж байна.

Аталсын бүтцийн хэт ачаалалд зориулсан дэвшилтэт инженерчлэлийн шийдэл

Газар хөдлөлтийн эсрэг бат бөх цамхаг байгууламжийн тэсрэх стратеги, уян хатан эдлэлийн тоног төхөөрөмж

Газар хөдлөлтийн үед хүчтэй хэлбэржилттэй байхын тулд төмөр барилга байгууламж нь хөдөлгөөнд тэсвэртэй байдаг. Тусгайлагдсан хэсэгт цахилгаан шилжилт хийлгэхэд гол бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг засварлахын тулд тэдгээр нь тодорхой цэгт дампуурдаг. Өөр өөр хэлбэртэй цогцолборыг харахад, концентрикээр тохирсон цогцолборууд (CBF) болон тэдгээрийн хамаатан дүүс, экцентрикээр тохирсон цогцолборууд (EBF) -ийн гэмтэл нь солих нь хялбар газарт төвлөрдөг. Тусгай моментийн хүрээ (SMF) нь AISC 341 чиглэлийн дагуу бага зэрэг өөр логикээр ажилладаг бөгөөд пластикийн хэлбэрийн өөрчлөлтийг ялангуяа хальсны төгсгөлд чиглүүлдэг. 2023 онд FEMA P-1052 сэтгүүлд нийтлэгдсэн судалгаанаас эдгээр SMF-үүд дээр бас сонирхолтой зүйл илэрсэн байна. 5-8% хоорондын хатуужилтын харьцаатай SMF-ээр баригдсан бүтэц нь том газар хөдлөлтийн үед бүрэн уналтад 40% илүү бат бөх байдаг. Эдгээр судалгаа нь газар хөдлөлтийн инженерчлэлийн практикт хэд хэдэн үндсэн ойлголтыг бэхжүүлдэг.

• Тогцолборын өмнө хатууг, холболт болохоос өмнө хатууг хангах хүчин чадалны зураг төслийн дарааллын дараалал
• Бага температурт эвдэрэхгүйн эсрэг хамгийн бага хатуу (CVN ≥ 20 J -20°C)
• Дахин давтагдалтай хангахын тулд холболт геометрийн дарамтын хатуужилтын хэмжээ

Гал түймрийн үр дүн: Аталгын байгууламжийн системд дулааны өргөтгөлийг шийдэх ургамал түлшний далд хальсны гадна

Ургамал нь дулааны шилжилтийг удаан болгодог боловч эрчим хүчний ургамал нь хяналтгүйгээр өргөжин тэлж байгаа нь чимээгүй аюултай хэвээр байна. 600°C-д, хатуугүй зэс нь урт метр тутамд ~50100 мм-ийн хэмжээгээр өргөжин тэсвэрлэх бөгөөд 740 кН/м-ээс дээш (ASTM E119 галны туршилтаар) давхаргын хүч үүсгэж, буцалт эсвэл холболт алдааг үүсгэж болно. Орчин үеийн гал хориотой загвар нь хөдөлгөөний байршлыг нэгтгэдэг:

• Харилцааны чиглэлд өргөтгөх боломжийг олгох зориулалттай хашаатай эсвэл хэт томдолтой буудалд
• Дулааны хувьд нийцсэн шилжих цонхны зай, бээлийгийн бэхжүүлэлттэй цогцолбор байгууламж
• Дулааны ургамал унах үед сунгаан замын дагуух нэмэлт даралтын систем (жишээ нь, эргэлтийн кабель)

Атал нь өргөн хүлээн зөвшөөрөгдсөн хязгаарлагдмал температурын 550°C-д өргөн хүлээн зөвшөөрөгдсөн хязгаарлагдмал температурын хязгаарлагдмал байдлын ~60%-ийг алдаж байна. Гал хамгаалалтын систем нь цахилгаан эрчим хүчний хөдөлгөөнд нөлөөлөх хүчин зүйлсийг ашиглах боломжтой.

Түгээмэл асуултууд

Аталгын барилга байгууламжийн үржихүйн хүч чадал гэж юу вэ?

Тогцоллын хүч нь материалын тогтмол хэлбэр нь өөрчлөгдөх эхлэх үеийг илэрхийлдэг. Энэ нь барилга байгууламжийн ачааны хязгаарыг тодорхойлохэд чухал ач холбогдолтой.

Хөрстэй холболт нь газар хөдлөлтийн үйл ажиллагааг хэрхэн сайжруулдаг вэ?

Бүрхүүртэй холболт нь хамааралтай газарт хяналттай хөдөлгөөнийг боломжуулж, эрчим хүчийг шингээж, газар хөдлөлтийн ачаалалд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг.

Ашиглах чадвар нь цаасан байгууламжийн загварыг хэрхэн тодорхойлох вэ?

Дуктил нь дарамтын үед ганг эвдэхээс илүү уртлах боломжийг олгодог бөгөөд барилгуудын газар хөдлөлтийн тэсвэртэй байдлыг сайжруулдаг.

Яагаад дулааны өргөтгөл нь зэс бүтцийн хувьд анхаарал тавих ёстой вэ?

Дулааны өргөтгөл нь өндөр температурт хүүрдэл үүсгэх эсвэл холболтын гэмтэл үүсгэх шалтгаан болж, хөдөлгөөнийг тооцож спроектируулж тааруулах шаардлагатай.