Quvvat minoralarining yuk ko'tarish qobiliyati talabi nima?

Quvvat minoralariga ta'sir etuvchi asosiy struktural yuklar

Gravitatsion yuklar: O'tkazgich og'irligi, jihozlar va minoraning o'z og'irligi

Ushbu uzatish minoralariga ta'sir qiluvchi og'irlik (gravitatsion) yoki o'lik yuklar o'tkazgichlarning, izolyatorlarning, turli qismlarning vazni hamda minora o'zining og'irligini o'z ichiga oladi. Bu doimiy pastga qaratilgan kuchlar odatda shu inshootlar uchun muhandislarning normal ish yuklarini hisoblashida 60 dan 70 foizigacha tashkil qiladi. Dastlabki loyihalash bosqichida haqiqiy vaznlar va material xususiyatlari to'g'ri aniqlanishi juda muhim, chunki bu sohada xatolar keyinchalik materialning asta-sekin egilishiga, asosning cho'kib ketishiga yoki komponentlarning kutilganidan tezroq izdan chiqishiga sabab bo'ladi. Loyihachilar ushbu asosiy vaznlarni kam baholashsa, ayniqsa ob-havo sharoitiga bog'liq qo'shimcha kuchlanishlar ta'sir qilganda, keyinchalik jiddiy muammolarga olib keladi.

Yon kuchlar: Shamol bosimi, dinamik shamol guruhlanishlari va vorteks ajralish effektlari

Kuchli shamol minoralarga va ularning tayanch simlariga katta yon bosimini qo'llaydi. Qo'rqituvchi shamol guruhlar (shamol burmalari) bekor kutib bo'lmaydigan bosim zirhlarini yaratadi va shamol inshoot elementlari atrofida oqganda vorteks ajratish deb ataladigan hodisani keltirib chiqaradi. Bu tebranish shakli inshootlarni ularning tabiiy tebranish chastotalarida tebrantiradi, bu esa vaqt o'tishi bilan takrorlanuvchi kuchlanish sikllaridan tashkil topgan trog'lar hosil bo'lishiga olib keladi. ASCE 7-22 standartlari tomonidan belgilangan talablarga ko'ra, yuqori shamolli hududlarga quriladigan barcha inshootlar 50 yillik bo'ron sharoitlariga chidamli bo'lishi kerak. Kesishuv (chiziq) shaklidagi qo'shimcha mustahkamlash — bu faqat qo'shimcha xususiyat emas, balki yukni to'g'ri taqsimlash uchun mutlaqo zarurdir. Agar bu kesishuv (chiziq) shaklidagi qo'shimcha tayanchlar o'rnatilmagan bo'lsa, nazoratsiz shamol kuchlari ulanishlarga ancha tezroq zarar yetkazadi va oxir-oqibat butun inshootning barqarorligini zaiflatadi.

Atmosferaviy kengaytirish: Muzning yig'ilishi va uning nochiziqli yuk kengaytirish effekti

Agar elektr uzatish liniyalari ustida muz qatlam hosil bo'lsa, bu oddiy og'irlik kuchlarini va shamol bosimini hisoblash qiyin bo'lgan jiddiy muammolarga aylantiradi. O'tkazuvchi atrofida faqat 1 santimetr muz qatlam hosil bo'lishi uning og'irligini metr boshiga taxminan 15 kilogrammga oshiradi va shamol ta'sir qiladigan sirt maydonini taxminan 30 foizga kengaytiradi. Bu kombinatsiya ayrim qishki bo'ron sharoitida liniyaning mexanik jihatdan boshidan o'tkazishi kerak bo'lgan yukni haqiqatan ham uch baravar orttirishi mumkin. Muammo yana ham og'irlashganda, muz liniyaning turli qismlarida nozik tarzda hosil bo'ladi. Bu aylanish kuchlarini va egilish kuchlanishlarini vujudga keltiradi, ularga ko'pincha standart loyihalashlar dastlab qarashmaydi. Kelajakka nazar solsak, NOAA ning eng so'nggi iqlim bashoratlari 2040-yilgacha katta muzli bo'ronlar sonining va 4-darajali hurrikonlar sonining 30 foizga oshishini bashorat qilmoqda. Bu tendentsiyalarga e'tibor berib, muhandislarning elektr tarmoqlarining ishonchliligini hamma qiyin sharoitlarda saqlab qolish maqsadida mintaqaviy xavfsizlik koeffitsientlarini ixtiyoriy qo'shimcha elementlar sifatida emas, balki bevosita loyihalashga kiritish zarurligini tan olishi kerak.

Quvvat minoralarining xavfsizlik chegaralari va me'yoriy yuk ko'tarish standartlari

ASCE 7-22 va NESC 2023 talablari: nominal yuk omillarining 1,5× dan 2,5× gacha ko'paytirilishi

ASCE 7-22 standarti hamda yangiroq NESC 2023 qoidalariga ko'ra, modellashtirishdagi noaniqliklarni, materiallarning o'zgaruvchanligini va qurilishda chidash mumkin bo'lgan chegaralarni hisobga oladigan talab qilinadigan xavfsizlik marjinalari belgilangan. Ushbu qonunlar asosida muhandislar turli vaziyatlarga qarab yuk kombinatsiyalarini turli koeffitsientlar bilan ko'paytirishlari kerak. Oddiy doimiy va foydalanish yuklari taxminan 1,5 marta ko'paytiriladi, shu bilan birga shamol va muz kabi ekstremal vaziyatlar uchun yuklar 2,5 marta g'amxo'rlik qilinishi talab qilinadi. Ba'zi ayniqsa muhim loyihalash vaziyatlari orasida o'tkazgichlarga ta'sir etadigan maksimal shamol bosimi hisoblanishi, NESC jadvali 250-1 ga muvofiq aniq zonalarga mos ravishda muz qatlamining hosil bo'lishini aniqlash va bir vaqtda bir nechta ekstremal sharoitlar sodir bo'lganda birlashgan og'irlik kuchlarini hisobga olish kiradi. Masalan, panjarali minoralarga e'tibor bering. Oddiy o'tkazgich tarangligini 200 kN ga yetkazish uchun qurilgan minoraning barcha xavfsizlik koeffitsientlari qo'llanilganda 300 dan 500 kN gacha bo'lgan yuklarga chidashi kerak. Bu ichki rezerv qurilmaning mustahkamligini ta'minlashga yordam beradi va bir vaqtda aksariyat loyihalarda xarajatlarni maqbul chegaralarda saqlaydi.

Iqlimga chidamlilik bo'yicha munozara: Shamol/muz hodisalari kuchaygan holda minimal xavfsizlik chegaramlari qayta baholanmoqda

Oxirgi vaqtlarda biz bir nechta ob-havo hodisalari birgalikda sodir bo'lishini, ayniqsa shamol va muz kombinatsiyasini o'z ichiga olgan hodisalarni yanada tez-tez va kuchliroq kuzatmoqdamiz. Eski xavfsizlik omillari endi ishlamay qolmoqda. An'anaviy 1,5 barobar ko'paytirishlar hatto ingichka muz qatlamilari kuchli shamol bilan uchrashganda narsalarning qanday qilib nazoratdan chiqib ketishini umuman hisobga olmaydi. Ba'zi hollarda yuk o'lchovlari kutilganidan uch barobar ortib ketganini kuzatdik. Edison Electric Institute hamda NISTning 'Tarmoq barqarorligi' mutaxassislari klimatga bog'liq noxavfsizliklarni hisobga oladigan yangi ko'paytirishlar joriy etishni talab qilmoqda. Ular ushbu o'zgarishlarni ayniqsa yuqori xavfli mintaqalarga, masalan, Markaziy Qismning muz belbog'i yoki doimiy hurrikonlar uradigan Gulfdan sohil mintaqasiga qo'llashni istaydilar. ASCE 7 standartlarini yangilash rejalari mavjud: mahalliy iqlim ma'lumotlarini joriy etish orqali tarixda xavf oshayotgan joylarda minimal talablarni joriy darajadan 2 barobar yuqori qilish mo'ljal qilinmoqda. Bu yondashuv pulni aqlli sarflash va mavjud xavflarni haqiqatan ham kamaytirish o'rtasidagi optimal nuqtani topishga harakat qiladi.

Ekstremal va noaniq muvozanatli buzilish vaziyatlari ostidagi yuk ko'tarish qobiliyati

O'tkazgichning uzilishi: Qo'rqituvchi yukni yo'qotish va simmetriksiz taranglikni qayta taqsimlash

Agar o'tkazgichlar metallning chidamdan chiqishi, galoplanish tebranishlari yoki kuchli bo'ronlar natijasida shikastlanish kabi sabablarga ko'ra ishlamay qolsa, tizimda birdaniga taranglik yo'qoladi. Bu yo'qolishlar qo'shni taranglik oraliqlari va tayanch minoralarga o'tkaziladigan noaniqliklarga sabab bo'ladi. Keyinchalik nima sodir bo'ladi? Qo'shimcha kuchlanish siqilgan qismlarning burilishiga yoki ankrov boltlarning sindirish chegarasidan oshib ketishiga sabab bo'lishi mumkin. Muhandislarno hozirda ushbu kutilmagan kuchlarga bardosh berishga yordam beradigan maxsus xususiyatlarga ega minoralarni qurishmoqda. Ular yuklarning inshootlarga qanday tarqalishini tahlil qilish uchun ilg'or usullardan foydalanadilar va bitta o'tkazgich uzilganda ham barcha narsa barqaror qolishi uchun zaxira tayanch tizimlarini joriy etadilar. Maydon sinovlariga ko'ra, dinamik yuklanish bo'yicha eng so'nggi NESC Ilova B standartlariga mos ravishda qurilgan minoralar zanjir reaksiyali uzilishlarni eski statik loyihalash usullariga nisbatan taxminan ikki baravar kamaytirgan.

Muvozanatsiz muz yuklanishi: Simmetriyasizlikka bog'liq burilish, egilish va asta-sekin qulashi xavfi

Agar muz qo'rg'ozon yoki o'tkazgich to'plami ustida tengsiz tarzda yig'ilib ketса, bu aylanish kuchlarini va markazdan chetga siljigan egilishlarni hosil qiladi, bu esa standart loyihalashda hisobga olingan qiymatlardan ancha ortib ketadi. Shunday muvozanatsizlik asosan metall qismlar vaqti-vaqti bilan korroziyaga uchragan yoki muhim ulanish nuqtalarini zaiflatgan oldingi shikastlanishlar tufayli eski infratuzilma tizimlarida asta-sekin qulash hodisalarining ko'pchilik sababini tashkil qiladi. Bu muammoni hal qilish uchun muhandislarga faqat materiallarning qanchalik mustahkam ekanligiga emas, balki ularning sindirmasdan egilish qobiliyati hamda aylanish kuchlariga qarshilik ko'rsatish qobiliyatiga ham e'tibor berish kerak. Haqiqiy dunyo ham bizga ko'p narsa aytib beradi — masalan, 2021-yilda Texasda sodir bo'lgan katta muzlanish voqeasiga qarang. Barcha tomonlari bo'ylab to'g'ri diagonal qo'llab-quvvatlovchi elementlar bilan jihozlangan va uzilmasdan cho'ziladigan po'latdan yasalgan qo'rg'ozonlar o'tkazgichlarning shamolga qarama-qarshi tomonida 2 santimetrdan ortiq muz qatlamining hosil bo'lishiga qaramay, mukammal ushlab turdi.

Optimal qo'rg'ozon yuk ko'tarish samaradorligi uchun struktural qo'llab-quvvatlash va asos loyihalash

Qo'llab-quvvatlash tizimlari: Egilish, burilish va siljishga qarshilik ko'rsatishda diagonal samaradorlik

Diagonal qo'llab-quvvatlashda to'g'ri chiziqli kuchlarga aylantirish uchun to'rtburchaklarni uchburchaklar bilan almashtiriladi, bu materiallarning yaxshiroq ishlashiga va keskin egilishdan saqlanishiga yordam beradi. Siqilish elementlari bilan ishlashda, burchaklarni to'g'ri joylashtirish siqilish ta'sirida ularning burilishini oldini oladi, chunki bu ularning samarali uzunligini qisqartiradi. Shamol yoki nozik muz qatlamining notekis yig'ilishidan vujudga keladigan burilishga qarshi kurashish uchun muhandislarning ko'pincha o'zaro perpendikulyar qo'llab-quvvatlovchi elementlarni o'rnatishlari kerak bo'ladi; bu esa aylanishga qarshi chidamli mustahkam ramka strukturalarini hosil qiladi. Bu qo'llab-quvvatlovchi elementlarning aniq o'rnatilish burchaklari binolarni harakat paytida barqaror saqlashga, shuningdek, harorat o'zgarishlari natijasida normal kengayishga imkon berish uchun e'tibat bilan hisoblanishi kerak. Professional jurnallarda nashr etilgan tadqiqotlar sifatli qo'llab-quvvatlovchi tizimlarning yuk ko'tarish qobiliyatini bunday qo'llab-quvvatlashsiz binolarga nisbatan taxminan 40 foizga oshirishini ko'rsatadi. Bu turdagi mustahkamlash — yangi inshoot qurish yoki mavjud inshootlarni yangilashda eng yaxshi narx-sifat nisbati variantlaridan biri hisoblanadi.

Asos yechimlari: Aylantirish va tuproqqa tayangan talablarga mos ravishda burilgan ustunlar va kengaytirilgan tayanchlar

Foydalaniladigan fundament turi minoraning aylandirish, ko'tarilish va noaniq cho'kib ketish kabi kuchlarga qarshilik ko'rsatishi mumkinligini belgilaydi. Chuqurlikka burilgan ustunlar, shuningdek, kessonlar deb ham ataladi, qattiq yer qatlamlariga taxminan 15 dan 30 metrgacha chuqurlikka tushiriladi. Ular yon tomonlaridagi ishqalanish va pastki qismidagi tayanchdan foydalangan holda, bir-biriga yopishib qoladigan tuproqlar va kuchli shamolli hududlarda juda yaxshi ishlaydi. Ular ko'tarilish va aylandirilishga nisbatan yuqori qarshilik ko'rsatadi va boshqa variantlarga qaraganda umumiy beton sarfi kamroq bo'ladi. Tarqoq (yoyilgan) fundamentlar boshqacha ishlaydi. Ularning keng asos maydoni odatda minoraning o'z asosidan to'rt dan sakkiz marta kattaroq bo'lishi kerak. Bu fundamentlar, yer yuqori og'irlikni cho'kmasdan ushlash qobiliyatiga ega bo'lgan, siqilgan qumli yoki gravelli tuproqlarga o'rnatilganda eng yaxshi natija beradi. Kamchiliklari nima? Chuqurlikka burilgan ustunlar bilan zilzila paytida yoki tuproq namlanganda bir xil barqarorlik darajasini ta'minlash uchun tarqoq fundamentlarga taxminan 60 foizga ko'proq beton kerak bo'ladi. Biroq, qandaydir qaror qabul qilishdan oldin, geologik tekshiruvlar orqali yer ostidagi haqiqiy holat haqida batafsil ma'lumot olish mutlaqo zarur. Minoralar amaliyotda muvaffaqiyatsizlikka uchraganda kuzatiladigan aksariyat muammolar — bu asosni haqiqiy maydon sharoitlari o'rniga tezkor qoidalar asosida tanlashdan kelib chiqadi.

Ko'p beriladigan savollar

Quvvat minoralariga ta'sir qiluvchi gravitatsion yuklar nima?

Gravitatsion yuklar o'tkazgichlar, izolyatorlar, moslamalar komponentlari va minoraning o'zi og'irligini o'z ichiga oladi va normal ish sharoitidagi yuklarning 60 dan 70 foizigacha tashkil qiladi.

Minorani loyihalashda yon (gorizontal) yuklarga e'tibor berish nima uchun muhim?

Shamoldan kelib chiqqan yon yuklar inshootlarga vaqt o'tishi bilan tebranish va troshish keltirib chiqarishi mumkin. Chiziqning barqarorligini saqlash uchun kuchlarni tarqatishda kesimli (xoch) qo'llab-quvvatlash tizimi yordam beradi.

Muzning yig'ilishi quvvat minoralariga qanday ta'sir qiladi?

Muzning yig'ilishi og'irlikni va sirt maydonini oshiradi, bu esa bo'ron paytida mexanik kuchlanishni kuchaytiradi va natijada kuchliroq burilish hamda egilishga sabab bo'lishi mumkin.

Quvvat minoralari uchun xavfsizlik standartlari qanday?

ASCE 7-22 va NESC 2023 hujjatlari shamol va muz kabi noaniqliklar va ekstremal sharoitlarga hisobga olgan holda 1,5 dan 2,5 gacha yuk omillarini belgilaydi.