Электр башкаруу кууларынын жүктөрдү кармап туруу сыйымдуулугу кандай талап кылынат?

Электр башкаруу чыгышына таасир этүүчү негизги конструкциялык жүктөр

Гравитациялык жүктөр: Өткөрүүчүлөрдүн салмагы, техникалык жабдыктар жана чыгыштын өз салмагы

Өткөрүү чыбыктарына таасир этүүчү гравитациялык же өлүмдүк жүктөр — бул өткөрүүчүлөрдүн, изоляторлордун, ар түрлүү техникалык компоненттердин салмагы жана чыбыктын өзүнүн салмагы. Бул туруктуу төмөн карай таасир этүүчү күчтөр ошол конструкциялардын нормалдуу иштешүү жүктөрүнүн 60–70 пайызын түзөт. Баштапкы долбоорлоо мезгилинде нааданын чыныгы салмагын жана материалдардын касиеттерин так аныктоо өтө маанилүү, анткени бул жерде кылган ката-кемчиликтер кийинки убакытта материалдардын постепенно бүгүлүшүнө, негиздин чөгүшүнө же компоненттердин күтүлгөндөн тезирээк изилүүсүнө алып келет. Долбоорчулар бул негизги салмактарды аз бааласа, анда кийинки убакытта, айрыкча шарттарга байланыштуу күчтөр (мысалы, шамал) да таасир эткенде, чоң проблемалар пайда болот.

Жанынан таасир этүүчү жүктөр: шамал басымы, динамикалык шамалдын талаалары жана вортекс чыгаруу таасири

Күчтүү жел башка тараптан кууларга жана алардын колдоо тартылган тоскундарына маанилүү тараптан басым түзөт. Ачык желдүүлүк түрлүү басымдын чоңойуп кетишине алып келет, ал эми жел структуралык элементтердин айланасынан өткөндө «вортекс шеддинг» (вортикс чачырануу) деп аталган кубулушту тудурат. Бул термелүү үлгүсү иштегенде конструкциялар өзүнчө табигый термелүү жыштыгында термелет, бул кайталанган чыдамсыздык циклдеринен улам узак мөөнөттө трещиналардын пайда болушуна алып келет. ASCE 7-22 стандарттарына ылайык, жогорку желдүүлүккө дуушар аймактарда курулган конструкциялар 50 жылга жетиштүү шамалдуу шарттарды чыдай алууга тийиш. Кесилген колдоо тоскундары — бул гана кошумча функция эмес, бул жүктү туура таратуу үчүн абсолюттук керек. Бул кесилген колдоо тоскундары жок учурда токтотулбаган жел күчтөрү байланыштарды көп ирээттей тез износ кылат жана акыркысында бүтүн конструкциянын туруктуулугун талкалаганга алып келет.

Чөйрөнүн күчөтүшү: Буз жыйналышы жана анын сызыктуу эмес жүк күчөтүшү

Электр өткөргүч токтуктарында буз үйлөшүп калганда, жөнөкөй гравитациялык күчтөр жана жел басымы көпчүлүк учурда эсептөөгө кыйын болгон чоң проблемаларга айланат. Өткөргүчтүн айланасындагы 1 см буз анын салмагын метрде жакында 15 килограммга ортот, ал эми желге тийген беттин аянтын жакында 30 процентке чоңойтот. Бул кошулма белгилүү кышкы шамалдуу шарттарда линиянын механикалык жүктөмүн чыныгыдан үч эсе көбөйтөт. Адаттан тышкары, буз токтуктун ар түрлүү бөлүктөрүндө бирдей эмес топтолгондо, кысылуу күчтөрү жана ийилүү толкунуулары пайда болот, алардын көпчүлүгү стандартдык конструкциялар менен чыдай албайт. Алга караганда, NOAA-нун жаңы климаттык прогноздору 2040-жылга чейин чоң буздун шамалдары жана 4-категориялуу урагандардын саны 30 процентке көбөйөт деген баа берет. Бул тенденцияларды эске алып, инженерлер электр тармагыбыз күчтүү абанын шарттарында надеждуу иштеп турганын камсыз кылуу үчүн, аймактык коопсуздук коэффициенттерин изилдөөнүн кошумча элементи деп эсептебей, аларды негизги конструкцияларга туруктуу киргизүүгө тийиш.

Куучулук чыбыртмалары үчүн коопсуздук чеги жана нормативдик жүктөрдү кармап туруу стандарттары

ASCE 7-22 жана NESC 2023 талаптары: 1,5× ден 2,5× ке чейинки номиналдык жүк факторлору

ASCE 7-22 стандарты жана жаңыраак NESC 2023 эрежелери моделдео аныкталбагандыгын, материалдардагы өзгөрүштөрдү жана курулуштун табигый чегине жетишилбей турган толеранттуулуктарды эсепке алганда талап кылынган коопсуздук чегине негизделген. Бул коддорго ылайык, инженерлер жүктөмдүн бир нече түрүн ар түрлүү коэффициенттерге көбөйтүшү керек. Кадимки өлүү жана жашык жүктөмдөр 1,5 эсе көбөйтүлөт, ал эми шамал менен буз жүктөмдөрүнүн экстремалдуу шарттарында көбөйтүү коэффициенти 2,5 чейин жетет. Айрым маанилүү дизайн шарттарына өткөргүчтөрдөгү максималдуу шамал басымын эсептөө, белгилүү зоналар үчүн NESC Таблица 250-1 боюнча буз топтолушун аныктоо жана бир нече экстремалдуу шарттар бир убакта болгондо гравитациялык күчтөрдүн бирикмесин эсептөө кирет. Мисалы, тор түрүндөгү мачталарды карап көрөлү. 200 кН нормалдуу өткөргүчтүн кернешине чыдай турган мачта, бардык коопсуздук коэффициенттери колдонулганда, чыдай турган кернеши 300–500 кН чейин жетет. Бул ичинде бар избыштык курулыштун бүтүндүгүн камсыз кылат жана бирок ошол эле учурда көпчүлүк долбоорлордун чыгымдарын разумдуу чектерде сактайт.

Климатка төзүмдүүлүк боюнча талкуу: Жел/боз ылдамдыгынын күчөшү менен кошо минималдуу коопсуздук чегинин кайрадан бааланышы

Биз акыркы жылдары көбүрөөк жана күчтүүрөөк комплекстүү аба ылдамдыктарын баамдап жатабыз, айрыкча шамал менен бузулуу тириштигинин биргелешкен таасири менен. Эски коопсуздук коэффициенттери азыркы учурда иштебей калды. Бул традициялык 1,5 эсе көбөйтүштөр таякчаларга жалгыз гана жуп-жуп бузулуу катмары да күчтүү шамал менен таасир эткенде кандай чырмаланып кетерин толугу менен эсепке албайт. Биз чыныгында жүктөмдүн кээ бир учурларда күтүлгөндөн үч эсе көбөйгөнүн баамдадык. Эдисон Электрик Институту жана NISTтин Тордуунун Төзүмдүүлүгү боюнча адистери климаттык учуруларга негизделген жаңы көбөйтүштөрдү иштеп чыгуу үчүн иштеп жатышат. Алар бул өзгөртүүлөрдү айрыкча жогорку коркунучтуу аймактарда ишке ашырууну талап кылат — мисалы, Ортоңку Америкадагы бузулуу белдеми же регулярдуу ураган таасир этип турган Гульф Жээги. ASCE 7 стандарттарын жергиликтүү климаттык маалыматтарды интеграциялоо аркылуу жаңыртуу пландалган, анда тарыхый маалыматтар ортого чыгарган коркунучтун өсүшүнүн жерлеринде минималдуу талаптарды азыркы деңгээлден 2 эсе жогору койуу көзделген. Бул ыкма акча чыгымдарын акылдуу жумшалуусу менен белгилүү коркунучтарды чыныгы түрдө азайтуу ортосундагы «таттуу нукта»ны табууга аракеттенет.

Экстремалдык жана татаал бузулуш сценарийларында көтөрүүчү кубаттуулугу

Өткөргүчтүн бузулушу: Ачыкча жүктүн азайышы жана симметриясыз керилүүнүн кайра таркашы

Кондукторлор металлдын чөгүшү, галлоптун титрөөлөрү же катаң шамалдардан зыян көрсө, бул системада андай учурда түзөлгөн кысымдын тез жоголушуна алып келет. Бул жоголуштар көршүлөш аралыктарга жана таяныч манараларга өтүп, тейлөөнү бузат. Андан кийинкиси? Кошумча кысым кысылган бөлүктөрдүн ийлиши же анкер болттордун сынгыч чегинен өтүшү сыяктуу конструкциялык кыйынчылыктарга алып келет. Инженерлер эми бул күтүлбөгөн күчтөрдү жакшыраак камтого алууга мүмкүндүк берген атайын белгилер менен манараларды кургузат. Алар жүктөрдүн конструкциялар аркылуу кандай жылышын талдоо үчүн алдыңкы ыкмаларды колдонот жана бир кондуктор сынса да бардыгы туруктуу калсын деген максатта резервдик таяныч системаларды киргизет. Талаа сыноолоруна ылайык, динамикалык жүктөр үчүн жаңы NESC Кошумча B стандарттарына ылайык кургузулган манаралар тизмелинде тилкеленип кетүүлөрдү статикалык долбоорлоо ыкмаларына салыштырғанда жакында эки үчтөн бирге кыскарткан.

Тепкичтүү кар багытталган жүктөр: Асимметриялык индуцирленген бурулуш, ийлиш жана постепенно кулап кетүү курчагы

Эгер башка тургузулган курулмаларга же өткөргүчтөрдүн жыйындысына муз бирдей эмес топтолсо, анда бурчулуу күчтөр жана ортоңку багыттан айырылган ийилүүлөр пайда болот, алар стандартдык долбоорлоодо эсепке алынган чегинен көп өтөт. Бул түрдөгү татаалдык ар кандай инфраструктуранын байыркы системаларында кадам-кадам кулап кетүүлөрдүн көпчүлүгүн түзөт, айрыкча металл бөлүктөр узак мезгил бою коррозияланган же маанилүү бириктирүү нукталарын бекемдигин төмөндөткөн мурунку зыяндарга дуушар болгондо. Бул маселени чечүү үчүн инженерлер материалдардын күчүн гана эмес, бирок сынбай ийилүүгө жана бурчулуу күчтөргө каршы турууга чыдамдуулугун да изилдөөгө тийиш. Чыныгы дүйнөдөн да көп нерсе үйрөнүүгө болот — мисалы, 2021-жылы Техас штатында болгон чоң талаа күчөгүнүн учурларын карап көрүңүз. Бардык жактарынан туура диагоналдык таяныштар менен жабдылган жана сымал түрдө созулуп, сынып калбай турган болоттон жасалган курулмалар өткөргүчтөрдүн желге каршы жагында 2 смден ашык муз топтолгондой, бирок идеалдуу турган.

Курулманын күчөтүү жана негиздин долбоорлоосу: курулманын оптималдуу жүктөрдү көтөрүү өнөрү

Күчтүүлөнгөн системалар: Буктуруу, бурчуу жана талаа каршылыгында диагоналдык эффективдүүлүк

Диагоналдуу көчүрмөлөр үч бурчтуктарды колдонуп, жанынан таасир этүүчү күчтөрдү жана бурулуу кыймылдарды түз сызыктык күчтөргө айландырат, бул материалдардын иштешин жакшыртат жана нерселердин ашыкча бүгүлүшүнө жол бербейт. Басымга учураган элементтер менен иштегенде, туура бурчтун орну түзүлүштүн тириш чоңдугун кыскартып, басымдын астында бүгүлүшүнө жол бербейт. Жел же тегиз эмес кар борборунун таасири менен пайда болгон бурулууга каршы тургузганда, инженерлер кадамдын күчтүү рамалык түзүлүшүн түз бурчтун аркылуу кесилип өтүүчү көчүрмөлөрдү орнотушат, бул бурулууга каршы турат. Бул таянычтардын так бурчтун орну түзүлүштүн кыймылы учурунда туруктуулугун сактоого жана температура өзгөрүшүндө нормалдуу кеңейишке жол берүүгө мүмкүнчүлүк берүү үчүн так эсептелүүгө тапшырылат. Кесип чыгарылган профильдеги журналдарда жарыяланган изилдөөлөрдүн натыйжасында, сапаттуу көчүрмөлөр системасы түзүлүштүн жүктөмдүгүн таянычсыз түзүлүштөргө салыштырганда дээрлик 40 процентке чейин жогорулатат. Бул түрдөгү күчөтүү — жаңы түзүлүштү түзүү же бар түзүлүштү жаңыртуу учурунда иштегенде, эң тийиштүү варианттардын бири болуп калат.

Негиздөө чечимдери: Оорчулукка каршы жана топурактын туюштуруу талаптары үчүн бургуланган шахталар жана кеңейтилген таянычтар

Колдонулган негиздин түрү кулачтын айланып турган, көтөрүлгөн жана бирдей эмес чөгүш күчтөрүнө каршы тура алышын аныктайт. Бургуланган шахталар, башкача айтканда, кессондор, катуу топурак катмарларына 15–30 метр чейин тереңдикке түшөт. Булар топурак бириккен жерлерде жана күчтүү желдүү аймактарда жакшы иштейт, анткени алар жанында пайда болгон үйкүлүш күчүн жана түбүндөгү колдоо күчүн пайдаланат. Алар көтөрүлүүгө же айланып тургузулуга каршы күчтүүрөк каршылык көрсөтөт жана башка негиздерге салыштырғанда жалпысынан аз цемент колдонот. Таркатылган таянычтар башкача иштейт. Алардын негизи кулачтын өз негизине караганда адатта төрттөн сегизге чейин чоңураак аянтты талап кылат. Булар компрессияланган кумдуу же чопо топуракта жакшы иштейт, анткени жер ол чоң салмааны чыдай алат жана чөгүп кетпейт. Бирок анын тескери жагы? Жер титирөө учурунда же топурак суулуу болгондо бургуланган шахталардын берген ошол деңгээлдеги туруктуулукту камсыз кылуу үчүн таркатылган таянычтарга цементтин дээрлик 60 проценти ашык керектелет. Бирок чечим кабыл алып, кандайдыр бир негизди тандаштан мурда, геологиялык изилдөөлөр аркылы жер астында чындыкта эмнелер жатканын толук маалыматын алуу абсолюттук керек. Кулачтардын практикада кулап калышына алып келген көпчүлүк проблемалар — бул негиздерди чынайы сайт шарттарына эмес, жылдам эрежелерге негиздеп тандашынан улам пайда болот.

ККБ

Күчтүү башкаруу чыбыктарындагы гравитациялык жүктөр деген эмне?

Гравитациялык жүктөр өткөргүчтөрдүн, изоляторлордун, техникалык компоненттердин жана чыбыктын өзүнүн салмагын камтыйт жана нормалдуу иштешүүдөгү жүктөрдүн 60–70 процентин түзөт.

Чыбыктарды долбоорлоодо жанынан таасир этүүчү жүктөрдү неге эсепке алуу керек?

Желден пайда болгон жанынан таасир этүүчү жүктөр конструкцияларды узак мүддөттүү түрдө терпели, трещиналарга алып келет. Кесилген башкаруу (cross bracing) бул күчтөрдү таратууга жардам берет жана туруктуулукту сактайт.

Боздун чыбыктарга топтолушу кандай таасир этет?

Боздун топтолушу салмақты жана сырткы беттин аянтын көбөйтөт, бул шамал менен кар борборлорундагы механикалык кернеэни күчөтөт жана көбүрөөк бурчуу жана согулган күйгө алып келет.

Күчтүү башкаруу чыбыктары үчүн коопсуздук стандарттары кандай?

ASCE 7-22 жана NESC 2023 стандарттары шамал жана боз сыяктуу белгисиздиктерди жана экстремалдуу шарттарды эсепке алуу үчүн 1,5–2,5 диапазонундагы жүктөр факторлорун белгилейт.