زیرساخت های انتقال در یک منطقه آتشفشانی و لرزه ای: ملاحظات دوگانه طراحی بار لرزه ای و باد برای قطب های فولاد کوستاریکا

کوستاریکا در همجوشی چهار صفحه تکتونکی قرار دارد - صفحه کوکوس، کارائیب، نازکا و اقیانوس آرام - که آن را به یکی از فعال ترین مناطق لرزه ای در آمریکا تبدیل می کندکمربند آتشفشانی و لرزه ای اقیانوس آرام این کشور، همراه با قرار گرفتن در معرض باد های طوفان از هر دو کارائیب و اقیانوس آرام،ایجاد یک محیط فوق العاده سخت برای زیرساخت های حمل و نقلبرای تامین کنندگان قطب فولاد و مهندسان، درک چارچوب طراحی دو بار کوستاریکا اختیاری نیست، بلکه پایه یکپارچگی ساختاری و انطباق قانونی است.

I. چارچوب نظارتی: قانون ساختمان و قانون لرزه

الزامات طراحی ساختاری کوستاریکا برای قطب های فولادی انتقال با دو سند اصلی تنظیم می شود:

• مقررات ساختمانیفصل 20 روش های محاسبه بار بادی را مشخص می کند

• کد زمین لرزه ای کاستاریکا (CSCR) 2010️ تعیین پارامترهای طراحی لرزه ای که در سال 2014 با تجدید نظر به روز شده است

این کد ها حداقل الزامات را برای تجزیه و تحلیل، طراحی و ساخت مقاوم به زلزله ساختمان ها و ساختمان ها تعیین می کنند.ساختارهای مشابه ٫ از جمله برج ها و مخازن بلندبرای قطب های فولادی انتقال، انطباق با هر دو کد برای تصویب پروژه ICE اجباری است.

CSCR کوستاریکا را به سه منطقه لرزه ای تقسیم می کندمناطق II، III و IVبا منطقه IV که بالاترین خطر لرزه را نشان می دهدبخش عمده ای از منطقه اقیانوس آرام مرکزی، که بسیاری از خطوط انتقال در آن قرار دارند، در منطقه IV قرار دارد.این منطقه بندی مستقیماً ضریب نیروی جانبی را که در طراحی ساختاری اعمال می شود تعیین می کند.

II. طراحی بار باد: فرمول کد ساختمان

قانون ساختمانی کوستاریکا یک فرمول خاص برای محاسبه فشار باد پایه را تعیین می کند:

q = 0.005v2

کجا:

• *v*= سرعت باد اندازه گیری شده در میدان (km/h)

• *q*= فشار باد پایه (kg/m2)

این فرمول برای برج های انتقال، مونوپول ها، استخر ها و سازه های مشابه اعمال می شود.سرعت باد طراحی باید در10 متر بالاتر از سطح زمین، طبق ماده XX.9.1 قانون ساختمان.

برای سازه هایی که داده های باد خاص محل در دسترس نیستند، کد ساختمان حداقل مقادیر فشار باد پایه را بر اساس ارتفاع و خشکی محیط فراهم می کند.:

این مقادیر که از قانون ساختمان سال ۱۹۸۲ گرفته شده اند، نمایندهحداقلفشار طراحی: این کد همچنین مشخص می کند که حتی زمانی که مطالعات باد مخصوص محل انجام می شود، فشار طراحی نباید بیش از 120٪ باشد و یا کمتر از 85٪ از مقادیر توصیه شده باشد..

برای یک قطب فولادی معمولی 11 متر یا 13 متر، فشار باد طراحی باید در فاصله ارتفاع مناسب محاسبه شود، با توجه به خشکی زمین و گروه قرار گرفتن در معرض.به ناحیه پیش بینی شده قطب و سطوح هادی اعمال می شود، کل بار باد را تعیین می کند که ساختار باید مقاومت کند.

III. طراحی بار لرزه ای: الزامات کد لرزه ای

موقعیت کوستاریکا در مرز چهار صفحه ی تکتونیک به این معنی است که زلزله های مخرب یک واقعیت تکراری هستندزلزله سال 1991 ليمون با شدت 7.5 باعث شد تا 1.5 متر ارتفاع زلزله اي در امتداد ساحل شرقدر حالی که خطوط اصلی انتقال بدون آسیب قابل توجهی زنده ماندند، خطوط توزیع محلی دچار شکست کابل شدند.یادآوری اینکه مقاومت لرزه ای نمی تواند فرض شود، باید مهندسی شود.

CSCR 2010 چارچوب طراحی لرزه ای برای سازه های انتقال را ایجاد می کندالزامات اصلی عبارتند از:

منطقه ي لرزه اي.کشور بر اساس خطر لرزه ای به مناطق II، III و IV تقسیم شده استمنطقه چهارم (منطقه اقیانوس آرام مرکزی) مستلزم بالاترین سطح طراحی لرزه ای است.

محاسبه نیروی جانبی.این کد فاکتورهای نیروی افقی را مشخص می کند (XpوRp) برای اجزای غیرساختی و تجهیزاتبرای عناصر کنتیلیور که زیر مرکز جرم خود پشتیبانی می شوند، عوامل خاص اعمال می شوند..

کنترل جابجاییطراحی لرزه ای توسط جابجایی و تغییر شکل کنترل می شودساختار باید ثبات خود را تحت حرکات متوقع زمین بدون انحراف بیش از حد حفظ کند.

ترکیب باربار لرزه ای باید با بار مرده، بار زنده و بار باد با استفاده از ترکیب بار و عوامل مشخص شده در ماده 6.2 کد ترکیب شود.. مهم ترین جهت افقی باید برای طراحی اعمال شود.

طراحی پایهطراحی پایه باید بر اساس ظرفیت تحمل خاک، که از طریق آزمایشات و مطالعات لازم تعیین شده است، باشد.برای قطب های دفن مستقیم، این بدان معنی است که بخش جاسازی شده باید نیروهای لرزه ای را بدون چرخش بیش از حد یا قرار گرفتن به خاک اطراف منتقل کند.

IV. پیامدهای طراحی و عرضه قطب فولادی

برای تامین کنندگان هدفمند از بازار کاستاریکا، چارچوب طراحی دو بار به الزامات فنی خاص تبدیل می شود:

انتخاب موادفولاد باید مقاومت مناسب را برای مقاومت در برابر باد و بار لرزه ای همراه با حفظ انعطاف پذیری برای از بین رفتن انرژی در حوادث لرزه ای فراهم کند.Q345 (معادل ASTM A572 درجه 50) به طور معمول برای کاربردهای بار بالاتر مشخص می شود، در حالی که Q235B (ASTM A36) ممکن است برای پیکربندی های استاندارد کافی باشد، در صورتی که نیازهای فشار محاسبه شده را برآورده کند.

هندسه بخشقطعات قطعی هشت گوشه ای، همانطور که در پیشنهادات ICE مشخص شده است، ماژول قطعه بهینه را برای مقاومت در برابر لحظات خم شدن از هر دو فشار باد و نیروهای جانبی لرزه ای ارائه می دهد.

ضخامت دیوارضخامت دیواره باید از طریق تجزیه و تحلیل ساختاری که به حساب می آیدنامطلوب ترین ترکیب بار معمولا باد + لرزه ای یا باد + بار مرده، هر کدام از آنها حاکم است.اما ضخامت نهایی باید با توجه به الزامات کد کوستاریکا تأیید شود.

طراحی پایهپایه های خاکستر مستقیم باید به گونه ای طراحی شوند که در برابر لحظات سرنگونی ناشی از باد و بار لرزه ای مقاومت کنند.شرایط خاک باید از طریق آزمایش های خاص سایت مطابق با الزامات پایه ای کد لرزه ای بررسی شود..

اسنادتأییدیه ICE نیاز به مستندات طراحی کامل دارد که نشان دهنده انطباق با کد ساختمان و کد لرزه ای است، از جمله محاسبه بار، تجزیه و تحلیل استرس و گواهینامه مواد.

خلاصه

قطب های فولادی انتقال در کاستاریکا باید در برابر محیط های منحصر به فرد مقاومت کنند: باد های طوفان و حرکات زمین لرزه ای، که توسطقانون ساختمان (فصل 20)وکد زمین لرزه ای (CSCR 2010). بار باد با استفاده از فرمول محاسبه می شودq = 0.005v2، با حداقل فشار پایه مشخص شده توسط ارتفاع. طراحی لرزه ای در سه دسته خطر، با منطقه IV (مرکز اقیانوس آرام) نیاز به بالاترین سطح محافظت ضد لرزه است.برای تامین کنندگان قطب فولادی، انطباق با هر دو کد قابل مذاکره نیست ◄ تأییدیه ICE بستگی به نشان دادن انطباق با این الزامات قانونی دارد.درک و استفاده از این چارچوب طراحی دو بارگذاری اولین گام ضروری برای ورود موفق به بازار در کاستاریکا است.

• شرکت:شرکت یونیت ساختاری فلزی فوتاو
• وب سایت رسمی: http://www.metalpowerpole.com
• واتساپ:0086-13812516912،13665163520
• ایمیل:li@fu-tao.com٬فروش2@futaogroup.com