I. Plieninių konstrukcijų seisminio projektavimo principai
(I) Lankstumo projektavimo principas
1. Būdingas plieno plastiškumas
Plienas turi gerą plastiškumą, kuris yra svarbus plieno konstrukcijų seisminio atsparumo pagrindas. Lankstumas reiškia, kad plienas gali patirti reikšmingą plastinę deformaciją be tiesioginio lūžimo guolių apkrovų proceso metu iki gedimo. Veikiant seisminiam poveikiui, plieninės - konstrukcijos sudedamosios dalys gali panaudoti šią savybę, kad sunaudotų žemės drebėjimo energiją per savo deformaciją, taip veiksmingai sumažinant seismines jėgas, veikiančias konstrukciją, ir išvengiant trapios gedimo. Pavyzdžiui, pakartotinai veikiant seisminėms jėgoms, plieninės sijos sulinks, kad sugertų ir išsklaidytų seisminę energiją, užtikrindamos bendrą konstrukcijos stabilumą.
2. Statybinės priemonės plastiškumui padidinti
Siekiant dar labiau pagerinti plieninių - konstrukcijų komponentų lankstumą, projektuojant pritaikyta daugybė konstrukcinių priemonių. Pavyzdžiui, plieninių kolonų plonumo koeficientas yra pagrįstai kontroliuojamas, kad būtų išvengta priešlaikinio komponento sulinkimo dėl pernelyg didelio lieknumo koeficiento, kuris sumažintų plastiškumą. Plieninių sijų atveju flanšų ir juostų pločio - storio santykiai yra kontroliuojami, siekiant užtikrinti, kad esant seisminiam poveikiui būtų galima suformuoti plastikinius vyrius, leidžiančius efektyviai išsklaidyti energiją. Be to, projektuojant jungtis, naudojami tinkami sujungimo būdai ir konstrukcijos detalės, užtikrinančios, kad jungtys vis tiek galėtų patikimai perduoti jėgas, kai komponentai patiria plastines deformacijas, išlaikant konstrukcijos vientisumą.
(II) Kelių seisminės gynybos linijų principas
1. Struktūrinių sistemų bendradarbiavimas
Plieninėse konstrukcijose paprastai naudojamos sudėtingos konstrukcinės sistemos, sudarytos iš įvairių komponentų, pvz., rėmo - sutvirtintų konstrukcijų ir rėmo - šlyties sienų konstrukcijų. Šiose struktūrinėse sistemose skirtingų tipų komponentai atlieka skirtingas seisminėms - atsparioms funkcijoms, sudarydami kelias seisminės gynybos linijas. Kaip pavyzdį paimkite rėmo - sutvirtintą struktūrą. Pradiniame žemės drebėjimo etape įtvarai, kaip pirmoji gynybos linija, atlaiko didžiąją dalį horizontalių seisminių jėgų dėl didelio šoninio standumo. Kai seisminis veiksmas sustiprėja, rėmo dalis pamažu pradeda veikti, tampa antrąja gynybos linija ir kartu su įtvarais atsispiria žemės drebėjimui. Šis bendradarbiaujantis veikimo mechanizmas leidžia konstrukcijai palaipsniui vartoti seisminę energiją žemės drebėjimo metu, pagerinant konstrukcijos seisminį atsparumą.
2. Atsižvelgimas į atleidimą projektuojant
Siekiant užtikrinti pakankamą konstrukcijos saugumą žemės drebėjimo metu, projektuojant plienines konstrukcijas įvedama perteklumo sąvoka. Pertekliškumas reiškia konstrukcijos gebėjimą ir toliau išlaikyti apkrovas per kitus komponentus arba jėgos - perdavimo kelius, net jei vienas komponentas ar konstrukcijos dalis sugenda, taip išvengiant bendro konstrukcijos griūties. Pavyzdžiui, plieninės - konstrukcijos stogo sistemoje nustatomi keli sujungimo strypai ir atramos. Kai dėl žemės drebėjimo sugenda vienas skersinis strypas ar svirtis, kiti komponentai gali greitai pasidalyti apkrova ir išlaikyti konstrukcijos stabilumą.
(III) Standumo ir masės pasiskirstymo optimizavimo principas
1. Racionalus standumo projektavimas
Plieninės konstrukcijos šoninis standumas turi didelę įtaką jos seisminėms savybėms. Projektuojant standumą reikia visapusiškai atsižvelgti į tokius veiksnius kaip pastato aukštis ir vietos sąlygos. Jei standumas yra per didelis, konstrukcija pritrauks pernelyg dideles seismines jėgas, padidindama įtempių naštą komponentams; jei standumas yra per mažas, konstrukcija gali smarkiai pasislinkti į šoną veikiant seisminiam poveikiui, o tai gali turėti įtakos normaliam konstrukcijos naudojimui arba netgi sukelti konstrukcijų pažeidimus. Todėl projektavimo procese plieninės konstrukcijos šoninis standumas sureguliuojamas iki priimtino lygio, koreguojant skerspjūvio - matmenis ir komponentų išdėstymą, taip pat parenkant tinkamą konstrukcinę sistemą. Pavyzdžiui, aukštos - plieninės - konstrukcijos pastatų šoninis konstrukcijos standumas gali būti padidintas atitinkamai padidinus kolonų skersinio - pjūvio matmenis ir pagrįstai išdėstant atramas, kad atitiktų kodekso reikalavimus dėl konstrukcijos šoninio poslinkio apribojimų.
2. Vienodas masės pasiskirstymas
Struktūrinės masės pasiskirstymas turi didelę įtaką seisminiam atsakui. Netolygus masės pasiskirstymas konstrukcijoje, veikiant seisminiam poveikiui, sukels sukimosi poveikį, todėl kai kurie konstrukcijos komponentai patirs pernelyg didelį įtempimą ir padidins konstrukcijos pažeidimo laipsnį. Norint to išvengti, projektavimo metu pastato viduje esanti įranga, medžiagų sandėliavimo ir personalo veiklos zonos turi būti pagrįstai sutvarkytos taip, kad konstrukcijos masės centras kuo labiau sutaptų su standumo centru. Tuo pačiu metu, išdėstant komponentus, reikia stengtis, kad konstrukcijos masės pasiskirstymas būtų vienodas visomis kryptimis, sumažinant neigiamą sukimo poveikį.
II. Pagrindiniai užsienio inžinerinių programų taškai
(I) - išsamus vietinių kodeksų ir standartų tyrimas
1. Kodo skirtumų analizė
Seisminio projektavimo kodai įvairiose šalyse ir regionuose skiriasi daugeliu aspektų. Pavyzdžiui, JAV seisminio projektavimo kodekse pagrindinis dėmesys skiriamas našumu - pagrįstam projektavimo metodui, pabrėžiant našumo tikslus, kuriuos konstrukcija turėtų pasiekti esant skirtingiems seisminiams lygiams. Europos kodeksas taip pat skiriasi nuo vietinio kodekso tokiais aspektais kaip seisminio poveikio skaičiavimas, medžiagų savybių vertės ir konstrukcijų projektavimo metodai. Užsienio projektuose projektavimo komanda turi atlikti - išsamų vietinių ir vietinių kodeksų skirtumų tyrimą, tiksliai suprasti vietinių kodeksų reikalavimus ir užtikrinti, kad projektavimo planas atitiktų vietinius įstatymus ir standartus.
2. Kodo atnaujinimų sekimas
Vietiniai kodeksai ir standartai nėra statiški ir bus nuolat atnaujinami, gilėjant moksliniams tyrimams ir inžinerinės praktikos patirčiai. Užjūrio inžineriniams projektams, ypač tiems, kurių ciklas yra ilgas, projekto komanda turi nuolat stebėti vietinių kodų atnaujinimą ir laiku koreguoti projektavimo planą. Pavyzdžiui, kai kurios šalys, atsižvelgdamos į naujus seisminių nelaimių duomenis ir tyrimų rezultatus, gali peržiūrėti seisminio poveikio skaičiavimo metodą arba struktūrinių seisminių konstrukcijų reikalavimus. Jei projekto komanda laiku neatsilieka nuo šių pakeitimų, tai gali lemti, kad projektas neatitiks naujausių kodeksų reikalavimų, o tai gali sukelti projekto saugos pavojų.
(II) Išsamus vietos sąlygų įvertinimas
1. Išsamus svetainės tyrimas
Užjūrio projektų vietos sąlygos yra sudėtingos ir įvairios, skirtinguose regionuose labai skiriasi geologinės struktūros, dirvožemio savybės, gruntinio vandens lygis ir kt. Norint tiksliai įvertinti vietos seisminį poveikį, būtina atlikti išsamų vietovės tyrimą. Tokiomis priemonėmis kaip geologiniai gręžimai ir geofiziniai tyrinėjimai gaunami geologiniai aikštelės duomenys, analizuojama aikštelės seisminio suskystėjimo galimybė, aikštelės grunto dinaminės charakteristikos, topografijos ir geomorfologijos įtaka seisminių bangų plitimui. Pavyzdžiui, statant plieninę - konstrukciją ant minkšto grunto pamatų, ypatingas dėmesys turi būti skiriamas netolygaus pamatų nusėdimo ir pamato grunto suskystėjimo per žemės drebėjimą problemoms. Siekiant užtikrinti konstrukcijos stabilumą, reikia imtis atitinkamų pamatų apdorojimo priemonių, tokių kaip poliniai pamatai ir grunto gerinimas.
2. Svetainės kategorijų ir dizaino parametrų koregavimas
Svetainės kategorija nustatoma pagal svetainės tyrimo rezultatus. Įvairios aikštelių kategorijos turi skirtingus plieno konstrukcijų seisminių projektavimo parametrų reglamentus. Vietovės kategorija daugiausiai įtakoja tokius parametrus kaip seisminės įtakos koeficientas ir charakteristikos periodas, kurie yra tiesiogiai susiję su konstrukciją veikiančių seisminių jėgų dydžiu ir seisminio atsako charakteristikomis. Projektuotojai turėtų tiksliai parinkti projektinius parametrus pagal vietos kategoriją, kaip reikalauja vietiniai kodeksai, ir racionaliai suprojektuoti plieninę konstrukciją, kad būtų užtikrintas konstrukcijos saugumas žemės drebėjimo metu.
(III) Griežta medžiagų ir konstrukcijos kokybės kontrolė
1. Medžiagų tiekimas ir kokybės kontrolė
Užtikrinti stabilų plieno - konstrukcijų medžiagų tiekimą ir patikimą kokybę yra sudėtinga užduotis vykdant projektus užsienyje. Skirtingose šalyse skiriasi medžiagų rinkos ir kokybės standartai. Projekto komanda turi pasirinkti patikimus medžiagų tiekėjus, atitinkančius vietinius kokybės standartus. Medžiagų pirkimo proceso metu pagal sutarties reikalavimus griežtai peržiūrimos medžiagų specifikacijos, eksploatacinių savybių, kokybės sertifikavimo dokumentai. Medžiagoms patekus į aikštelę, sustiprinami tikrinimo ir bandymo darbai, visapusiškai tikrinamos plieno mechaninės savybės, cheminė sudėtis, suvirinimo charakteristikos ir kt., siekiant užtikrinti, kad medžiagos kokybė atitiktų projektavimo ir vietinio kodekso reikalavimus, o projekte draudžiama naudoti nekvalifikuotas medžiagas.
2. Statybos technologijos ir kokybės priežiūra
Statybos technologija ir kokybė tiesiogiai veikia plieninių konstrukcijų seisminius parametrus. Skirtingose šalyse ir regionuose skiriasi statybos technologijų lygis, statybos įpročiai ir darbo kokybė. Prieš statant projektus užsienyje, vietinėms statybų komandoms turėtų būti suteiktas išsamus techninis mokymas, kad jie būtų supažindinti su plieno konstrukcijų statybos technologija ir kokybės reikalavimais. Statybos metu nustatoma griežta kokybės priežiūros sistema, sustiprinama pagrindinių procesų, tokių kaip suvirinimas, varžtų sujungimas, antikorozinis ir atsparus ugniai - plieninių konstrukcijų apdorojimas, kokybės kontrolė. Statyba turėtų būti atliekama griežtai laikantis projektinių brėžinių ir kodo reikalavimų, siekiant užtikrinti, kad kiekvienos jungties kokybė atitiktų standartus ir kad plieninės konstrukcijos seisminės savybės atitiktų projektinius lūkesčius.
(IV) Bendradarbiavimo su vietinėmis komandomis stiprinimas
1. Bendradarbiavimas projektavimo etape
Bendradarbiaujant su vietinėmis projektavimo komandomis galima visapusiškai pasinaudoti jų supratimu apie vietinius kodus, kultūrines aplinkybes ir statybos įpročius. Vietiniai dizaineriai gali pateikti vertingų pasiūlymų tokiais aspektais kaip architektūrinės schemos projektavimas, konstrukcijų pasirinkimas ir konstrukcijos detalės, todėl projektavimo planas labiau atitiktų faktines vietines situacijas. Tai taip pat padeda išspręsti bendravimo su vietos valdžios institucijomis problemas projekto tvirtinimo proceso metu. Pavyzdžiui, kai kuriose šalyse kuriant architektūrinį projektą reikia atsižvelgti į vietinius istorinės ir kultūrinės apsaugos reikalavimus bei papročius. Vietos projektavimo komandos gali geriau suvokti šiuos pagrindinius dalykus, siekdamos užtikrinti, kad projektavimo planas atitiktų ne tik seisminius reikalavimus, bet ir vietos kultūrines ypatybes.
2. Bendradarbiavimas statybos etape
Glaudus bendradarbiavimas su vietinėmis statybų komandomis yra labai svarbus statybos etape. Vietos statybos išteklių padėties supratimas, pvz., statybos įrangos tipai, kiekiai ir eksploatacinės savybės bei darbo jėgos įgūdžių lygis ir darbo įpročiai, padeda pagrįstai išdėstyti statybos grafiką ir išteklių paskirstymą. Vietos statybų komandos yra susipažinusios su vietine statybų aplinka ir rinkos sąlygomis ir gali suteikti veiksmingą pagalbą statybos proceso metu sprendžiant praktines problemas. Tuo pat metu stiprinant techninius mainus ir bendradarbiavimą tarp Kinijos ir užsienio statybos personalo, dalijantis statybų patirtimi ir technologijomis, galima pagerinti statybos efektyvumą ir kokybę, užtikrinant sklandų plieninių - konstrukcijų projektų įgyvendinimą užsienyje.