NESC C2 Yüksek Rüzgar Yükü Fırtına Bölgeleri: Konik borulu çelik direkler için duvar kalınlığı ve yerleştirme derinliği kontrolü

Amerika Birleşik Devletleri iletim hatları için kasırga bölgelerinin yapısal zorluğu

ABD'nin güneydoğusunda, Körfez Kıyısı'nda ve Atlantik kıyı bölgelerinde her yıl kasırgaların doğrudan tehdidiyle karşı karşıyadır.Kasırgalardan kaynaklanan aşırı rüzgar hızları, nakliye sisteminin çelik direklerine felaketle zarar verebilir:Yolcular ve toprak tellerindeki rüzgar yükleri katlanarak çoğalacak,direği vücudu büyük çaplı bükme momentlerine dayanır., veTemeller hem kaldırma hem de yıkma kuvvetlerine maruz kalır..

Katrina Kasırgası (2005), Harvey Kasırgası (2017) ve Ian Kasırgası (2022) gibi büyük felaket olaylarının hepsi yaygın olarak yayım kulesi çöküşleri ile sonuçlandı.Fırtına eğilimli bölgelerde nakliye hattı tasarım standartlarını sürekli olarak güçlendirmek için kamu hizmetleri ve düzenleyiciler.

69 kV'dan 230 kV'ya kadar konik boru çelik direği için,Duvar kalınlığı ve yerleştirme derinliğirüzgar direnci kapasitesini belirleyen iki temel parametredir. Bu makale sistematik olarak kasırga bölgesi kutup tasarımı için yük gereksinimlerini ve parametreler kontrolünü özetler.NESC yönetmeliklerine ve ASCE/SEI 48-19 tasarım standartlarına dayalı.

NESC Kasırga Bölgesi Yük Gereksinimleri Çerçevesi

BuUlusal Elektriksel Güvenlik Kodu (NESC, ANSI C2)NESC, ülkeyi üç hava yükleme bölgesine ayırır:Ağır,Orta, veIşıkKasırga bölgeleri için hafif yükleme bölgesi öncelikle geçerlidir:

Kaynak: NESC Tablo 250-1

Florida eyaletinin tamamı hafif yükleme bölgesine girer.60 mph (9 psf rüzgar basıncı) rüzgar + 30°F sıcaklıkBuna karşılık, Pennsylvania, ağır yükleme bölgesinde, 2,5 santimlik buz + 40 mph rüzgar için tasarım gerektirir..

NESC 250C Kuralı (aşırı rüzgar yükü)Kasırga bölgesi tasarımı için bir diğer kritik gereksinim:18.3 metreYüksekliğinde, desteklenen tesisleriyle birlikte, NESC Şekil 250-2'deki temel rüzgar hızlarına dayanan aşırı rüzgar yükleri için tasarlanmalıdır (90 ila 170 mph 3 saniyelik rüzgar, konuma bağlı olarak).

Çelik yapılar için yük faktörleriNESC B Sınıfı İnşaat aşağıdaki gibi belirtilmiştir::

Sınıf B, sınırlı erişimli otoyolları, demiryollarını ve gemiye açılabilir su yollarını geçen direklerin desteklediği zaman gerekli olan NESC'deki en yüksek güvenlik aralığını temsil eder.

ASCE/SEI 48-19 Yapısal Tasarım Standartı ve Rüzgar Yükü Hesabı

ASCE/SEI 48-19, Çelik iletim direği yapılarının tasarımı, Amerikan Mimar Mühendisleri Derneği tarafından yayınlanan özel tasarım standardıdır ve tasarım, detaylama, imalat, test, montaj,ve soğuktan şekillendirilmiş konik boru çelik yapıların kurulması.

Kasırga bölgesi uygulamaları için ASCE/SEI 48-19, tasarımcıların aşağıdaki NESC yük kombinasyonlarını göz önünde bulundurmalarını gerektirir:

• NESC 250B Kuralı (District Loading): 9 psf rüzgar basıncı (buz yok) LIGHT bölgesi için standart kombinasyon

• NESC 250C Kuralı (aşırı rüzgar): Şekil 250-2 temel rüzgar hızlarına dayalı aşırı rüzgar yükleri, 60 feet yüksekliğinden daha yüksek yapılar için geçerlidir

• NESC 250D Kuralı (Birlikte rüzgar veren aşırı buz): 100 yıllık geri dönüş dönemi aşırı buz ve rüzgar kombinasyonu

ASCE El Kitabı 74, Elektrik iletim hattı yapısal yüklemeleri için kılavuzlar,Ayrıca güvenilirliğe dayalı yük hesaplama metodolojileri sunar ve kasırga bölgesi rüzgar yükü analizi için güvenilir referans olarak hizmet eder..

Rüzgar yükünün mühendislik hesaplaması: NESC 250C Kuralı, aşırı rüzgar basıncının aşağıdaki şekilde hesaplandığını belirtir::

Rüzgar Basıncı = 0,00256 × V2 × kz × GRF × I × Cd × Tahmin Edilen Alan

burada V, Şekil 250-2'deki 3 saniyelik rüzgar hızıdır (90 ′′ 170 mph), kz hız basınç maruziyet katsayısıdır (0.92 ̇1.40), GRF ise esinti tepkisi faktörüdür..

Kasırga bölgeleri için duvar kalınlığı parametre kontrolü

RUS Bülten 1724E-224 galvanizli çelik kule bileşenleri için asgari temel metal kalınlığını emreder:

• Ana köşe üyeleri: ≥3/16 inç (4.76 mm)

• Diğer üyeler: ≥1/8 inç (3.18 mm)

Kasırga bölgelerinde, tasarımcılar genellikle daha fazlaKıç duvarının kalınlığını arttırNESC yük kombinasyonlarından kaynaklanan maksimum zemin çizgisi momentini ele almak için; spesifik kıç duvarının kalınlığı, NESC yük durumlarından hesaplanan zemin çizgisi momentine dayanarak belirlenmelidir;Gerginlik oranının 1'i geçmemesini sağlamak.0.

Konik direği tasarımı: Kasırga bölgesi hatları en iyi şekildeKonik direğiDuvar kalınlığını ve bölüm çapını direğin yüksekliği boyunca değiştiren, yeterli üst sertliği korurken kıç bölümünü güçlendiren.Ekleme bölgesinde yerel bükülme doğrulamalarına özel dikkat edilmelidir (genellikle ≥24 inç/610 mm bağlantı uzunluğu).

Kasırga bölgeleri için yerleştirme derinliği parametresi kontrolü

Doğrudan yerleştirilmiş çelik direkler için yerleştirme derinliği, kasırga bölgesi tasarımında başka bir temel parametredir. Kasırga kaynaklı çapraz rüzgar yükleri doğrudan yerleştirilmiş kesime aktarılır,yan toprak direnci sağlamak için yeterli yerleşim derinliği gerektiren.

Yerleştirme Derinliği Tasarım İlkeleri:

1Yer çizgisi momentine göre gömme derinliğini belirle.

Yerleşim derinliği, zemin çizgisi momentine ve kesime karşı direnmek için yeterli olmalıdır. Tasarımcılar hem NESC 250B Kuralı (9 psf rüzgar basıncı) hem de 250C Kuralı (aşırı rüzgar) uyarınca yük kombinasyonlarını hesaplamalıdır.Alıyorzarf değeriGerekli yerleştirme derinliğini belirlemek için.

2. Tipik gömme derinliği aralığı

69 kV/230 kV konik çelik direkler için tipik yerleştirme derinliği:%15%70 fitlik bir direk için bu yaklaşık olarak7 ′′10.5 ftyerleştirme.

3Toprağın Durumu

Yerleştirme derinliği hesaplamaları, toprak türünü ve taşıma kapasitesini hesaba katmalıdır.daha fazla yerleştirme derinliği veya temel taşıma plakalarının eklenmesiYeterli yan direnç sağlamak için.

4Dondurma hattı gereksinimleri

Kasırga bölgeleri çoğunlukla tropikal iklimlerde olmasına rağmen, bazı bölgeler (örneğin orta Atlantik sahili gibi) hala mevsimsel donma nüfuzu yaşar.Donma çizgisinin altında, veya donmaya karşı duyarlı olmayan geri doldurma malzemeleri (örneğin, ezilmiş taş, kum/çakıl) kullanılmalıdır.

Galvanizing korozyon koruması ve kasırga bölgesi düşünceleri

Kasırga bölgeleri genellikleKıyıdaki yüksek tuzlu ortamlar, çelik direkler için sıkı korozyon koruma gereksinimleri getirir:

• Galvanizasyon Standartı:ASTM A123, ileSınıf 100 (100μm)Kıyı ortamları için önerilen kaplama kalınlığı

• Yerleşik bölüm için ek koruma:Bitümün kaplama veya ısı kısaltma koruma kılıfıGalvanize katman üzerinde tavsiye edilir

Anahtar Parametreler Özeti

Sonuçlar

Kasırga bölgelerinde 69 kV ≈ 230 kV konik borulu çelik direklerin yapısal tasarımı,NESC C2yük gereksinimleri veASCE/SEI 48-19LIGHT bölgesinin 9 psf rüzgar basıncından 250-2 Şekilinde 170 mph'ye kadar olan aşırı rüzgar hızlarına kadar, 2 rüzgar yükü faktöründen.50 3/16 inç minimum duvar kalınlığı eşiğine, ve% 10'dan% 15'e kadar yerleştirme derinliği gereksinimleri % her parametresi kasırga koşullarında yapısal güvenliği doğrudan etkiler.

ABD'nin güneydoğusunda, Körfez Kıyısı'nda veya Atlantik kıyı bölgelerinde nakliye projeleri için açıkça belirtilen tekliflere katılmayı planlayan tedarikçiler içinNESC hafif yükleme bölgesine uygun,NESC 250C kuralına göre aşırı rüzgar tasarımı,ASCE/SEI 48-19 tasarımı, ve teknik önerilerde tam bir duvar kalınlığı ve yerleştirme derinliği parametre tablosu, teknik güvenilirliği belirlemenin temelidir.

• Şirket:Futao Metal Structural Unit Co., Ltd.
• Resmi web sitesi: http://www.metalpowerpole.com
• WhatsApp:0086-13812516912,13665163520
• E-posta adresi:li@fu-tao.com,sales2@futaogroup.com