برعاية
برعاية

أحكام التصميم الجديدة لربط قناة المرساة وفقًا لـ CEN

برعاية
الشكل 3: تحديد الأحمال التي تعمل على النظام

شركة هيلتي ، إمارة ليختنشتاين

تم تقديم هذه الورقة في ElevcoN الولايات المتحدة الأمريكية 2012 ، المؤتمر الدولي لتقنيات النقل العمودي ونشر لأول مرة في كتاب IAEE Elevator Technology 19 ، الذي حرره A. Lustig. إنها إعادة طبع بإذن من الرابطة الدولية لمهندسي المصاعد ياي (الموقع: www.elevcon.com). هذه الورقة هي نسخة طبق الأصل تمامًا ولم يتم تحريرها بواسطة ELEVATOR WORLD.
الكلمات المفتاحية: تصميم قناة المرساة ، ETA ، نظام التثبيت ، حمل الفشل ، التعب

ملخص

يحدد المهندسون المعماريون قنوات الربط المصبوبة كطريقة إرساء بديلة. يعود تاريخ مبادئ التصميم المستندة إلى الموافقة الوطنية الألمانية (DIBt) إلى أوائل السبعينيات وتستند إلى فشل الفولاذ. يغطي الكود الأوروبي الجديد CEN-TS 1992-4-3 تصميم قناة المرساة بشكل شامل والذي يتميز بعوامل أمان جزئية ومرونة في التصميم من خلال استخدام معايير مختلفة. تناقش هذه الورقة الاختلافات الهيكلية في مفهومي التصميم. يتم أيضًا وصف إجراء التحقق من تصميم قناة الإرساء بإيجاز. أخيرًا ، تم شرح الفوائد من حيث الأمان الإضافي وكفاءة التكلفة في تثبيت الباب والسكك الحديدية.

1.المقدمة

على مدى السنوات العشر الماضية أو أكثر ، أصبح مفهوم تصميم المراسي المثبتة بعد التثبيت ، والذي ، على عكس المفهوم المبسط إلى حد كبير المستخدم سابقًا ، يسمح بمقاربة أكثر تفصيلاً بشكل ملحوظ لحالة الإجهاد. هذا المفهوم يجعل من الممكن أن تمثل بالتفصيل ليس فقط القوى الخارجية التي تعمل على المراسي ولكن أيضًا مقاومة المراسي للضغوط القابلة للتطبيق. تأخذ الاختبارات الشاملة في الاعتبار احتمال فشل المرساة في المادة الأساسية لفئات الفشل الثلاثة المحتملة التالية:

  1. فشل الصلب: تفشل المادة التي يصنع منها المرساة بسبب الضغط المطبق عليها
  2. فشل وظيفي: فشل مبدأ إرساء المرساة بسبب الضغط المطبق على المرساة
  3. فشل المواد الأساسية: تفشل المادة الأساسية التي تم فيها تثبيت المرساة بسبب الضغط المنقول إليها

يتم أخذ حالات عدم اليقين في نهج عوامل الإجهاد والمقاومة التفصيلية في الاعتبار من خلال عوامل الأمان الجزئية. تم استبدال مفهوم التصميم المبسط إلى حد كبير المستخدم سابقًا ، بناءً على حالة المعرفة بهذا الموضوع في السبعينيات من خلال إجراء أكثر تعقيدًا يتضمن التطورات التي تم إحرازها في نظرية المرساة وتكنولوجيا الاختبار. يتم تعويض الحاجة إلى عمليات حسابية أكثر تطلبًا من خلال استخدام أحدث برامج الكمبيوتر. وبالتالي ، أصبح من الممكن الآن للمهندسين المعماريين ومهندسي البناء تصميم ترتيب مرساة أكثر فعالية من حيث التكلفة ومُحسّنًا للسلامة في وقت قصير نسبيًا. تم تطوير مفهوم تصميم المرساة المحدث هذا بواسطة EOTA ، المنظمة الأوروبية للموافقات الفنية ، ويتم تطبيقه بدعم من جميع الشركات المصنعة للمثبتات الأوروبية.

وبالمثل ، يتبع تصميم قناة الإرساء أيضًا مفهوم تصميم مبسط إلى حد كبير. مفهوم التصميم التفصيلي هذا المستند إلى عوامل الأمان الجزئية متاح أيضًا لقنوات الربط منذ عام 2010. ويستخدمه العديد من مصنعي قنوات الإرساء ، وهو بالفعل في مرحلة التنفيذ. عند تطوير مجموعتها الخاصة من قنوات الإرساء ، قررت Hilti أنه من المنطقي أن مبادئ التصميم المستخدمة يجب أن تتماشى مع مفهوم التصميم التفصيلي المألوف بالفعل والذي يتضمن عوامل أمان جزئية.

تلخص الفقرات التالية الاختلافات بين مفهومي التصميم المستخدمين اليوم وإلقاء نظرة مفصلة على المفهوم الحديث.

2. تصميم قناة المرساة بناءً على موافقة DIbt الحالية لقناة المرساة المصبوبة

تقترح موافقة DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) استخدام مساعد اختيار مبسط موجه نحو أحمال الشد والقص القصوى التي يمكن أن تتحملها قناة المرساة في الخرسانة.

يعتمد هذا التبسيط على افتراض أنه يمكن توحيد القوى الخارجية المؤثرة على القناة. يتم عرض جميع القوى المؤثرة على الكائن كقوى مفردة أو في أزواج متباعدة على مسافة ≥100 مم (لحجم القناة 28/15). تعتبر جميع القوى المؤثرة على الجسم قوى شد طالما أنها تعمل بزاوية أقل من أو تصل إلى 15 درجة. بزاوية 15 درجة لوحظ ارتفاع مفاجئ في الحمل المسموح به. يقسم الخيار المبسط المتاح القناة إلى مسافات فردية مثبتة بواسطة مسامير تثبيت ، كل منها يقع على مسافة 25-35 مم على الأقل من نهاية القناة. بالنسبة للتصميم ، لا فرق بين ما إذا كانت قوة الشد تعمل على القناة مركزيًا بين اثنين من مسامير التثبيت أو مباشرة فوق مسمار واحد. تؤدي هذه الافتراضات المبسطة إلى أخذ قوى الضغط القصوى في الاعتبار في شكل فئات تحميل جامدة (= فشل الصلب). يتم إعطاء قيم الحمل القصوى لواحد أو حد أقصى من درجات قوة الخرسانة لكل حجم ملف تعريف القناة. بالإشارة إلى المادة التي ترتكز فيها القناة ، يتم أيضًا إعطاء قيم مسافة الحافة وتباعد القنوات وسمك الخرسانة. لا ينبغي استخدام القيم الواردة أدناه إذا كان الحد الأقصى للأحمال المنصوص عليها في الموافقة ساري المفعول.

ينتج عن تصنيف الأحمال في فئات الحمل والتصميم المماثل للأنواع المختلفة لقنوات الربط المتاحة أن جميع المنتجات من نفس الهندسة لها نفس الأحمال القصوى المسموح بها. عملية التصميم واضحة ومباشرة ويمكن تنفيذ إجراءات التحقق من المساواة بين منتجات المنافسين للمواصفات المطلوبة بكفاءة. من ناحية أخرى ، فإن عملية التصميم المبسطة إلى حد كبير ، القائمة على عدد قليل فقط من الاختبارات التي لا تأخذ في الاعتبار سلوك المادة الأساسية تحت الحمل بشكل كافٍ ، تنطوي على مخاطر في بعض الحالات لإنتاج نظام غير آمن وغير مصمم أو ، على العكس من ذلك ، مما يؤدي إلى زيادة البعد وبالتالي ضعف الكفاءة من حيث التكلفة.

بالإضافة إلى ذلك ، في موافقة DIBt الألمانية ، يتم أيضًا تقديم التعليمات الخاصة بأخذ الأحمال المتناوبة في الاعتبار في التصميم في شكل مبسط.

3. تصميم قناة المرساة على أساس الموافقة الفنية الأوروبية ETA

يعكس مفهوم التصميم الذي قدمته EOTA الحالة الحالية للمعرفة حول هذا الموضوع ويأخذ السلامة في الاعتبار من خلال استخدام عوامل الأمان الجزئية. عند القيام بذلك ، يتم أخذ أوضاع الفشل المعروفة لنا حاليًا في الاعتبار والتحقق منها بشكل فردي. تؤخذ القوى الخارجية التي تعمل على النظام في الاعتبار لكل مسمار برأس على شكل حرف T على حدة كقوى شد وقص منفصلة. بالنسبة للقناة نفسها ، يتم تحديد مقاومة نظام التثبيت لأنواع مختلفة من الفشل أيضًا تحت الحمل في الاختبارات التفصيلية. يتم تحليل تأثير مسافة الحافة ، وموضع التحميل ، وسمك الهيكل ، ودرجة الخرسانة ، وأبعاد القناة ، وتعزيز الفولاذ الإضافي ، علاوة على ذلك ، تسمح عوامل التخفيض التفصيلية باستخدام عملية التصميم حتى في الحالات التي تقع خارج نطاق الشروط الصارمة التي حددها موافقة DIBt.

حددت EOTA إرشادات لتصميم قنوات الإرساء (CEN / TS) وفي الفهم المشترك لإجراءات التقييم (CUAP) ، وصفت بالتفصيل إجراءات التقييم التي تؤدي إلى المقاومة وعوامل الأمان الجزئية وعوامل الاختزال المستخدمة في عملية التصميم.

وبالتالي تعطي العملية نظرة أكثر تفصيلاً حول حالة الحمل والمقاومة المطبقة على ربط قناة المرساة. يؤدي عدد العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار إلى عمليات حسابية أكثر تعقيدًا ، ولكن بفضل برامج الكمبيوتر الشخصي اليوم ، يمكن تنفيذ ذلك بكفاءة.

ينتج عن إجراء التصميم التفصيلي مواصفات ربط قناة مرساة آمن وفعال من حيث التكلفة ، بما في ذلك التخفيض المحتمل لسمك المكون الهيكلي ومسافات الحافة. في الوقت نفسه ، تسمح طريقة التصميم هذه القائمة على الحالة الحالية للمعرفة بأكبر قدر ممكن من الأمان فيما يتعلق بالصحة.

4. تقييم الأحمال بالإنابة وفقًا لـ ETA

بادئ ذي بدء ، يتم تقسيم القوى المؤثرة على مسامير رأس T المختلفة إلى مكونات الشد والقص. يتم فصل القوى المؤثرة إلى وزن خاص ، وأحمال متراكبة ، وأحمال متناوبة ، ويتم تعيين عامل أمان خاص (جزئي) لكل نوع من أنواع الأحمال.

يتم عرض القناة كنظام كامل. ثم يتم تحديد القوى المؤثرة على مسامير الرأس على شكل حرف T. يتم استبدال فكرة النظر في أجزاء من قناة الارتساء بشكل منفصل بنهج شامل. باستخدام طريقة توزيع الحمل المثلث وبمساعدة نظرية الخطوط المتقاطعة ، يتم تقييم توزيع الحمل على قناة الربط بأكملها في شكل منحنى مغلف. في الوقت نفسه ، يتم أيضًا أخذ المواقف على القناة التي تعمل فيها القوات في الاعتبار (مباشرة فوق أو بين مرتكزين).

مع وجود العديد من مسامير T-head بالإضافة إلى قوى شد وقص مختلفة متضمنة ، تصبح عملية التقييم معقدة ، خاصةً عندما يعمل نظام الأحمال الثابتة التي تتكون من وزنها وأحمال متراكبة على المثبتات. ومع ذلك ، يتم تعويض ذلك من خلال استخدام برامج الكمبيوتر المتقدمة. يشكل منحنى المغلف للحمل الكلي على القناة الأساس لتحديد مفصل للقوى المختلفة التي تعمل على الأجزاء.

تقييم وضع فشل قناة المرساة وفقًا لـ ETA

في الخطوة الثانية ، يتم تحديد مقاومة قناة المرساة لأنواع مختلفة من الفشل بشكل فردي وفقًا لإجهاد الشد أو إجهاد القص. يتم توفير التحقق لثلاثة أنواع رئيسية من الفشل:

  1. فشل الصلب: تفسح مادة مسامير T-bolts ، أو قناة المرساة أو مسامير التثبيت المتصلة بالقناة ، الطريق بسبب الضغط المطبق عليها
  2. فشل المواد الأساسية: أنماط فشل مختلفة كرد فعل للضغوط التي تعمل على المادة الأساسية
  3. تعزيز إضافي: فشل في التسليح الفولاذي الإضافي أو الاتصال بالتعزيز الإضافي الداعم للحمل

تُستخدم إجراءات الاختبار المناسبة للتحقيق في فئات الفشل الرئيسية الثلاث بالتفصيل ، على النحو المحدد في CUAP. يوفر الجدول التالي نظرة عامة مفصلة على أنواع الفشل التي تم تقييمها وفقًا لـ EOTA CUAP.

يتم التعبير عن المقاومة لنوع معين من الفشل في النسبة المئوية لاستخدام نظام قناة الربط فيما يتعلق بهذا النوع المحدد من الفشل.

يمكن الجمع بين درجات الاستخدام المحددة لكل نوع من أنواع الفشل في منحنى محدد وإضافتها إلى مخطط يوضح مقاومة أحمال الشد والقص. تظهر المنحنيات الثلاثة بوضوح نوع الفشل الذي سيحدث عند الوصول إلى قيمة محددة لمجموعة محددة من الشد والقص. نظرًا لأن هذه المنحنيات يتم اشتقاقها مباشرة من نتائج الاختبار ، فإنها ستكون مختلفة بالنسبة للمنتجات المختلفة من مختلف الشركات المصنعة المنافسة. وبالتالي ، ستكون الاختلافات في جودة المنتجات المنافسة المختلفة أكثر وضوحًا ، ومن ناحية أخرى ، ستسمح هذه المعرفة التفصيلية بمزيد من المرونة في تحسين أدوات ربط قناة التثبيت لمقاومة أكبر لأنواع معينة من الفشل.

5. تقييم مقاومة المرسى

تتحقق عملية التصميم من أن المقاومة المحددة لقناة الارتساء لنوع معين من الفشل أكبر من الضغوط المحسوبة. يتحقق من أن درجة استخدام نظام قناة الارتساء لنوع الفشل المحسوب أقل من 100٪.

هذا التحقق مألوف لنا بالفعل من تصميم المرساة ودرجات الاستخدام ، على سبيل المثال ، تُعطى كنتائج في برنامج تصميم Hilti PROFIS Anchor Channel.

تتم عملية تصميم الأحمال الساكنة على أساس المعلومات التفصيلية حول الإجهاد والمقاومة. وبالتالي ، يمكن تصميم نظام قناة المرساة بكفاءة من حيث التكلفة بدرجة كبيرة من اليقين ، وفي نفس الوقت بمستوى عالٍ من الأمان ، أي مقاومة الفشل.

6. أخذ التعب في الحساب وفقًا لتوجيهات EOTA

فيما يتعلق بتصميم التحميل الدوري ، يقدم مفهوم التصميم الجديد عددًا من الميزات الجديدة التي تؤدي إلى تصميم محافظ وبالتالي آمن. تم وصف الاختلافات بين المفهوم الجديد الذي تبنته EOTA والمفهوم وفقًا لـ DIBt هنا باختصار.

يتمثل أحد الاختلافات الرئيسية في أن الاختبارات وفقًا لمفهوم DIBt يتم تطبيقها على قناة المرساة المرفقة بمسامير التثبيت ، حيث تعمل الأحمال المتناوبة مباشرة فوق براغي التثبيت. على النقيض من ذلك ، مع طريقة EOTA CUAP المستقبلية ، يتم إجراء الاختبارات على قنوات ربط مثبتة في الخرسانة. علاوة على ذلك ، يتم تحديد حمل الفشل للأحمال الدورية التي تعمل مباشرة فوق مسامير التثبيت وكذلك للأحمال الدورية التي تعمل في منتصف المسافة بين اثنين من مسامير التثبيت ، مما يسمح بانحناء قناة المرساة كسبب محتمل للفشل. يتم استخدام أدنى قيم الفشل للتصميم.

هناك اختلاف مهم آخر بين إجراءات الاختبار الحالية والمستقبلية للأحمال الدورية وهو أنه ، مع المفهوم الحالي ، فإن تعريف الفشل هو كسر التثبيت ، بينما مع فشل مفهوم EOTA CUAP المستقبلي بسبب التحميل الدوري يُعرف بأنه الأول علامات تلف نظام قناة المرساة. هذا النهج أكثر تحفظًا إلى حد كبير وسيؤدي إلى انخفاض كبير في قيمة مقاومة التحميل الدوري.

يناقش القسم الثالث موضوع تغيير كيفية أخذ مزيج الأحمال الدورية والثابتة في الاعتبار. يحدد مفهوم التصميم الحالي للأحمال الدورية الحد الأقصى لنطاق إجهاد الحمل الدوري لكل ملف تعريف قناة مرساة ، بما يتوافق مع قوة إجهادها. يتم خصم نطاق الإجهاد من أقصى حمل شد محدد في فئات الحمل والقيمة المتبقية تشير بعد ذلك إلى مقاومة تحميل الشد الثابت الإضافي. يوفر المفهوم الذي تمت مناقشته في EOTA توفيرًا لتعريف مقاومة التحميل الدوري عن طريق مخطط Goodman كدالة للعدد المتوقع من الدورات وأخذ مقاومة التحميل الدوري خلال فترة زمنية في الاعتبار.

ينتج عن هذا النهج استخدام أفضل لنظام قناة المرساة مع الحفاظ على مستوى أمان مناسب لجميع مجموعات الأحمال. وبالتالي يحقق أبعادًا أكثر فعالية من حيث التكلفة وأمانًا أكبر لأن التصميم يعتمد ، وفقًا لأحدث ما توصلت إليه التقنية ، على حالة التحميل الفعلية بينما تستند مقاومته للفشل إلى الموقف الذي يوجد به أكبر احتمال لحدوثه. وفقًا لذلك ، يتم إجراء الاختبارات على قناة مصبوبة (أي مثبتة بالفعل في الخرسانة) ، بما في ذلك اختبار بحمل موضوع في مركز فترة بين اثنين من براغي التثبيت. علاوة على ذلك ، إذا تعرض نظام قناة الإرساء لضرر يقيد استخدامه مرة أخرى ، فيُعتبر أنه فشل في الاختبار.

7. الاستنتاجات

يتبع مفهوم التصميم الجديد لقنوات التثبيت المصبوبة ، والمفضل من قبل EOTA و Hilti ، خطى مفهوم تصميم المرساة مع عوامل الأمان الجزئية التي تم إنشاؤها واستخدامها لأكثر من 10 سنوات. كان تطوير المفهوم مدفوعًا باختبارات شاملة وأحدث المعارف في هذا الموضوع. ومن ثم فهو من أحدث ما توصل إليه العلم من حيث نظرية المرساة والتقنيات المستخدمة لاختبارات الفشل.

كما هو الحال مع تصميم المرساة ، ينتج عن مفهوم التصميم الجديد مستوى أمان ثابت لجميع مجموعات المعلمات وأبعاد فعالة من حيث التكلفة لحلول قناة المرساة. يتم تعويض إجراء الحساب الأكثر تعقيدًا المطلوب من خلال استخدام أحدث برامج الكمبيوتر المتقدمة. يعتمد التصميم وفقًا لمفهوم عامل الأمان الجزئي على معرفة مفصلة للغاية بحالة التحميل ومقاومة النظام لأنواع مختلفة من الفشل.

يتبع تصميم الأحمال الدورية نموذجًا أكثر تحفظًا بشكل ملحوظ من النموذج المستخدم حاليًا ، حيث تم تصنيف العلامات الأولى للضرر الذي لحق بنظام قناة الربط بالفعل على أنها فشل.

على أساس الخبرة المكتسبة من مفاهيم التصميم الحديثة في مجال تقنية تثبيت المرساة ، كان من الواضح لشركة Hilti أن تطوير وإدخال مجموعتها الجديدة من قنوات الإرساء ستركز فقط على أحدث وأحدث ما توصلت إليه التكنولوجيا. - مفهوم التصميم الفني وهذا الدعم المناسب سيتم تقديمه للنهج المتضمن التصميم للتحميل الدوري.

سيؤدي استخدام أحدث برامج الكمبيوتر المتقدمة إلى تقليل حجم العمل المطلوب من مستخدمي هذه المنتجات للاستثمار مع التحول إلى مفهوم التصميم الجديد. كما ستدعم Hilti ، بالطبع ، عملائها في عملية التغيير من خلال توفير التدريب المناسب من خلال فرقها من المتخصصين التقنيين والمهندسين.

المراجع
(Hilti HAC 2011) M. Heudorfer؛ H. باش ؛ اعتماد ETA الجديد لقناة الإرساء
(Elevcon 2006 - Elevator Technology 16) M. Merz (2006). تصميم ديناميكي لرسو المصعد في المباني
العلامات ذات الصلة
برعاية
برعاية

عالم المصاعد | غلاف مايو 2013

دفتر صور متحركة

برعاية

عالم المصاعد | غلاف مايو 2013

دفتر صور متحركة

برعاية