तनाव-प्रतिरोधीघर्षण पेंडुलम बियरिंग्स(tFPB)
(भूकंपीय अलगाव और ऊर्जा अपव्यय उपकरणों के लिए अंतर्राष्ट्रीय मानकों के अनुरूप)
I. कार्यकारी सारांश
तन्यता-प्रतिरोधीघर्षण पेंडुलम असर(टीएफपीबी) एक उन्नत हैभूकंपीय पृथक्करण उपकरणआधुनिक बुनियादी ढांचे के लिए डिज़ाइन किया गया है जिसके लिए क्षैतिज लचीलेपन और ऊर्ध्वाधर उत्थान प्रतिरोध दोनों की आवश्यकता होती है। पारंपरिक के विपरीतघर्षण पेंडुलम बीयरिंग (एफपीबी), जो कंप्रेसिव लोड ट्रांसफर तक सीमित हैं, टीएफपीबी संयुक्त भूकंपीय और पवन क्रियाओं के तहत संरचनात्मक अखंडता सुनिश्चित करते हुए, एंटी-अपलिफ्ट एंकरिंग सिस्टम को एकीकृत करता है।
यह मैनुअल टीएफपीबी के कार्य सिद्धांत, डिज़ाइन पैरामीटर, परीक्षण आवश्यकताओं और अंतर्राष्ट्रीय अनुपालन का परिचय देता है। यह EN 15129:2018 (यूरोप), AASHTO के अनुसार स्थापना, निरीक्षण और दीर्घकालिक रखरखाव के लिए व्यावहारिक दिशानिर्देश भी प्रदान करता है।भूकंपीय अलगाव गाइड(यूएसए), और आईएसओ 22762 (अंतर्राष्ट्रीय)।
द्वितीय. पृष्ठभूमि और उद्योग की आवश्यकताएँ
2.1 आधुनिक संरचनाओं में भूकंपीय अलगाव
1970 के दशक से,घर्षण पेंडुलम प्रणालीपुलों, परमाणु संयंत्रों और ऊंची इमारतों में भूकंपीय अलगाव के लिए विश्व स्तर पर लागू किया गया है। पारंपरिक आइसोलेटर्स (इलास्टोमेरिक बियरिंग्स, एचडीआरबी, एलआरबी) उपलब्ध करवानाऊर्जा क्षयलेकिन हमेशा पलटने वाले क्षणों के कारण होने वाली उत्थान शक्तियों को संबोधित नहीं किया जा सकता है।
2.2 उत्थान चुनौती
उत्थान तब होता है जब भूकंप की जमीन की गति, हवा के अवशोषण या असंतुलित संरचनात्मक भार के ऊर्ध्वाधर घटक समर्थन स्तर पर तन्य बल उत्पन्न करते हैं। पुलों में, असममित डेक लोडिंग के परिणामस्वरूप उत्थान हो सकता है। ऊंची इमारतों में, यह भूकंपीय उत्तेजना के तहत मरोड़ पलटने के कारण हो सकता है। बिना प्रतिरोध के, पारंपरिकएफपीबीउपसंरचना से अलग हो सकता है, जिससे भयावह विफलता हो सकती है।
2.3 टीएफपीबी क्यों?
टीएफपीबी एक अगली पीढ़ी का भूकंपीय उपकरण है जो विस्तारित होता हैएफपीबीसंपीड़न और तनाव दोनों का विरोध करने की क्षमता, इसे महत्वपूर्ण सुविधाओं, लंबी अवधि के पुलों और अपतटीय प्लेटफार्मों के लिए आदर्श बनाती है।
- दोहरी संपीड़न + तनाव क्षमता।
- लंबा डिज़ाइन जीवन (50-70 वर्ष)।
- बड़े विस्थापन और लंबी अवधि के लिए अनुकूल।
- उच्च भूकंपीय सुरक्षा मार्जिन।
- अंतरराष्ट्रीय प्रमाणन और सीई मार्किंग के साथ संगत
तृतीय. कार्य और प्रदर्शन
3.1 ऊर्जा अपव्यय और पुनः केन्द्रीकरण
एक गोलाकार सतह पर फिसलने से यह सुनिश्चित होता है:
- नियंत्रित अवधि बढ़ाव (संरचनात्मक प्राकृतिक अवधि को भूकंपीय स्पेक्ट्रम शिखर से दूर स्थानांतरित करना)।
- ऊर्जा क्षयसतह घर्षण के माध्यम से (सामग्री चयन द्वारा समायोज्य μ)।
गुरुत्वाकर्षण प्रभाव के कारण विश्वसनीय पुनः केन्द्रित बल।
3.2 तन्यता प्रतिरोध
मैकेनिकल एंकरेज सिस्टम के माध्यम से हासिल किया गया:
- बेयरिंग में एम्बेडेड प्रीस्ट्रेस्ड टेंशन रॉड्स।
- एंटी-लिफ्ट बोल्ट सीधे उपसंरचना से जुड़े हुए हैं।
- विस्थापन को रोकने के लिए कारावास आवास।
3.3 बहु-खतरनाक अनुकूलनशीलता
भूकंपीय लोडिंग, पवन उत्तेजना, यातायात कंपन और थर्मल मूवमेंट के तहत कार्य करता है। कम तापमान वाले वातावरण (विशेष सामग्री के साथ -30 डिग्री तक) में विश्वसनीय रूप से काम करता है।
चतुर्थ. मानक और मानक संदर्भ
टीएफपीबी को सबसे व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त अंतरराष्ट्रीय मानकों के अनुसार डिजाइन और परीक्षण किया गया है:
- EN 15129:2018 -भूकंपरोधी उपकरण
- EN 1337 शृंखला -संरचनात्मक बीयरिंग
- के लिए AASHTO गाइड विशिष्टताएँभूकंपीय अलगाव डिजाइन (2014, 2022)
- एएससीई/एसईआई 7-22 - न्यूनतम डिज़ाइन भार
- आईएसओ 22762-3 -भूकंपीय सुरक्षा आइसोलेटर्स– इलास्टोमेरिक बियरिंग्स
- एएसटीएम डी4894 / डी4895 - पीटीएफई सामग्री
- एएसटीएम ई595 - घर्षण और घिसाव परीक्षण
जहां राष्ट्रीय आवश्यकताएं लागू होती हैं, यूरोकोड 8, एसीआई 318, डीआईएन 4149, और जापानी जेआईएस सी-संस्करण भूकंपीय कोड संदर्भित किए जाते हैं।
वी. संरचनात्मक घटक
1. ऊपरी बियरिंग प्लेट - स्टेनलेस स्टील स्लाइडिंग सतह के साथ कार्बन स्टील प्लेट।
2. अवतल स्लाइडिंग डिश - मशीनीकृत गोलाकार सीट, पेंडुलम ज्यामिति प्रदान करती है।
3. स्लाइडिंग इंटरफ़ेस - स्थिर घर्षण सुनिश्चित करने के लिए पीटीएफई या मिश्रित सामग्री से बंधा हुआ।
4. तन्यता प्रतिरोध प्रणाली - उच्च शक्ति टाई रॉड्स, प्रीस्ट्रेस्ड एंकर, या कन्फाइनमेंट बोल्ट।
5. आवास और धूल सील - पानी, धूल या रसायनों के प्रवेश को रोकें।
6. सुरक्षात्मक कोटिंग - संक्षारण प्रतिरोध (एपॉक्सी, गर्म -डिप गैल्वनाइजिंग, या स्टेनलेस स्टील)।
VI. काम के सिद्धांत
पारंपरिक पर आधारितघर्षण पेंडुलम असर, ऊर्ध्वाधर तनाव {{0}प्रतिरोधी क्षमता जोड़ी जाती है। यह तन्य परिस्थितियों में स्लाइडिंग और रोटेशन प्राप्त कर सकता है, साथ ही पारंपरिक घर्षण पेंडुलम बीयरिंग के भूकंपीय कमी कार्य को भी प्राप्त कर सकता है।
6.1 कंप्रेसिव मोड
सुपरस्ट्रक्चर लोड को गोलाकार स्लाइडिंग के माध्यम से स्थानांतरित किया जाता है। विस्थापन स्थिरता बनाए रखते हुए भूकंपीय ऊर्जा को अवशोषित करता है।
6.2 तन्यता मोड
उत्थान के दौरान, एंकरेज सिस्टम संलग्न होते हैं, तनाव को उपसंरचना में सुरक्षित रूप से संचारित करते हैं। गैप बनने या बैठने से रोकता है।
6.3 संयुक्त लोडिंग
यथार्थवादी भूकंपीय घटनाओं के तहत, संपीड़न, तन्यता और कतरनी क्रियाएं एक साथ होती हैं। टीएफपीबी निरंतर बल-विस्थापन प्रतिक्रिया प्रदान करता है, जिससे प्रदर्शन में कोई गिरावट सुनिश्चित नहीं होती है।
6.4, तुलनात्मक विश्लेषण
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विशेषता |
पारंपरिकएफपीबी |
टीएफपीबी |
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संपीड़न भार |
✔ |
✔ |
|
उत्थान प्रतिरोध |
✘ |
✔ |
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भूकंपीय ऊर्जा अपव्यय |
✔ |
✔ |
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सेवा जीवन |
50 वर्ष |
50-70 वर्ष |
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ऊंची इमारतों के लिए उपयुक्त |
सीमित |
उत्कृष्ट |
|
अपतटीय प्रदर्शन |
उपयुक्त नहीं |
उपयुक्त |
सातवीं. अनुसंधान एवं विकास
7.1 डिज़ाइन पैरामीटर और गणना
1), शासी समीकरण
अलगाव प्रणाली की प्रभावी अवधि:
जहाँ R=वक्रता त्रिज्या, g=गुरुत्वीय त्वरण।
2), सामग्री मानक
- स्टील: EN 10025 S355 / ASTM A709 Gr.50
- स्टेनलेस स्टील: एएसटीएम ए240 टाइप 316एल
- पीटीएफई कंपोजिट: एएसटीएम डी4894 कांच या कांस्य भराव के साथ प्रबलित
7.2, तकनीकी डाटा शीट
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पैरामीटर |
विनिर्देश |
परिक्षण विधि |
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लंबवत तनाव-वहन क्षमता |
50 kN से 6,000 kN तक की रेंज (प्रोजेक्ट आवश्यकताओं के आधार पर अनुकूलन योग्य) |
AASHTO LRFD ब्रिज डिज़ाइन विशिष्टताएँ, धारा 14.4; एन 1337-3 |
|
लंबवत संपीड़न-वहन क्षमता |
1.2-2.0 गुना ऊर्ध्वाधर तनाव - सहन क्षमता (मॉडल के अनुसार भिन्न होती है) |
AASHTO LRFD ब्रिज डिज़ाइन विशिष्टताएँ, धारा 14.3; एन 1337-2 |
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भूकंपीय अलगाव दक्षता |
डिज़ाइन भूकंपीय तीव्रता के तहत ऊपरी संरचना त्वरण को 50% से अधिक या उसके बराबर कम कर देता है (उदाहरण के लिए, पीजीए=0.4 जी) |
फेमा 461 (भूकंपीय रेट्रोफिट विकल्पों का मूल्यांकन), एन 1337-6 |
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अधिकतम स्लाइडिंग विस्थापन |
<400 mm (depending on spherical surface radius and design requirements) |
AASHTO LRFD ब्रिज डिज़ाइन विशिष्टताएँ, धारा 14.5; एन 1337-4 |
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घर्षण गुणांक |
0.02-0.05 (23 डिग्री पर, डिज़ाइन ऊर्ध्वाधर भार के तहत) |
एएसटीएम डी1894 (प्लास्टिक फिल्म और शीटिंग के घर्षण के स्थैतिक और गतिज गुणांक के लिए मानक परीक्षण विधि) |
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सेवा जीवन |
50 वर्ष से अधिक या उसके बराबर (सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत, नियमित रखरखाव के साथ) |
EN 1337-1 (स्ट्रक्चरल बियरिंग्स के लिए सामान्य आवश्यकताएँ) |
7.3 पेटेंट
7.5, विशिष्टताएँ
आठवीं. गुणवत्ता आश्वासन और विनिर्माण
- आईएसओ 9001 प्रमाणित उत्पादन सुविधाएं।
- वेल्ड (यूटी, एमटी, आरटी) के लिए गैर-विनाशकारी परीक्षण (एनडीटी)।
- मशीनिंग सहनशीलता: स्लाइडिंग त्रिज्या के लिए ±0.05 मिमी।
- सतह खुरदरापन: फिसलने वाली सतह के लिए रा 0.8 μm से कम या उसके बराबर।
- सुरक्षात्मक प्रणालियाँ: संक्षारण वर्ग C5 के लिए EN ISO 12944 के अनुसार परीक्षण किया गया।
नौवीं. परीक्षण एवं प्रमाणीकरण
9.1 फ़ैक्टरी स्वीकृति परीक्षण(मोटा)
- सामग्री सत्यापन और आयामी जांच।
- स्थैतिक संपीड़न और तन्य भार परीक्षण।
- परिवेश के तापमान पर स्लाइडिंग घर्षण माप।
9.2 प्रकार परीक्षण(EN 15129 आवश्यकताएँ)
- आरोपित विस्थापन के साथ चक्रीय कतरनी परीक्षण।
- संपीड़न और उत्थान के तहत लंबवत भार परीक्षण।
- लंबी-अवधि रेंगना और विश्राम परीक्षण।
- स्थायित्व मूल्यांकन (तापमान साइकिलिंग -30 डिग्री से +50 डिग्री)।
9.3 भूकंपीय योग्यता
दिशात्मक विस्थापन + उत्थान प्रतिरोध के लिए - पूर्ण {{1} स्केल शेक टेबल परीक्षण।
- AASHTO डायनेमिक प्रोटोकॉल का अनुपालन।
9.4, तीसरे पक्ष द्वारा परीक्षण रिपोर्ट
9.5, घर में परीक्षण उपकरण
X. स्थापना दिशानिर्देश
1. समतलता सहनशीलता ±2 मिमी के साथ नींव तैयार करें।
2. अनुमोदित चित्र के अनुसार एंकर और टेंशन रॉड स्थापित करें।
3. डिज़ाइन त्रिज्या के अनुसार अवतल स्लाइडिंग सतह को संरेखित करें।
4. सुरक्षात्मक ग्रीस फिल्म लागू करें (यदि निर्दिष्ट हो)।
5. कैलिब्रेटेड टॉर्क के साथ टेंशन प्रीलोड को सत्यापित करें।
6. स्ट्रक्चरल लोड ट्रांसफर से पहले ट्रायल स्लाइडिंग का संचालन करें।
XI. रखरखाव प्रोटोकॉल
- हर 5 साल में नियमित निरीक्षण (EN 15129 §10)।
- जांच बिंदु:
- स्लाइडिंग इंटरफ़ेस घिसाव (मोटाई में कमी <0.5 मिमी)।
- एंकर प्रीलोड सत्यापन।
- सुरक्षात्मक कोटिंग की स्थिति।
- सुधारात्मक कार्रवाइयां:
- Re-tension bolts if preload loss >10%.
- पहनने की सीमा से अधिक होने पर पीटीएफई लाइनर बदलें।
यदि गिरावट देखी जाए तो - संक्षारण रोधी पेंट लगाएं।
बारहवीं. अनुप्रयोग और केस अध्ययन
तनाव प्रतिरोधी घर्षण पेंडुलम बीयरिंग उन संरचनाओं के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है जहां ऊपर की ओर खींचने के जोखिम मौजूद हैं, जिनमें शामिल हैं, लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं हैं:
लंबे {{0}स्पैन वाले पुल (उदाहरण के लिए, केबल वाले पुल, सस्पेंशन पुल), जहां हवा या भूकंप से गतिशील भार समर्थन बीयरिंग पर ऊपर की ओर तन्य बल उत्पन्न कर सकते हैं।
ऊँची-ऊँची इमारतें और ऊँची संरचनाएँभूकंपीय क्षेत्रों में स्थित (उदाहरण के लिए, फेमा 356, एएससीई 7, या यूरोकोड 8 मानकों के अनुरूप क्षेत्र), जहांभूकंपीय-प्रेरित संरचनात्मककंपन से बेयरिंग इंटरफेस पर तनाव हो सकता है।
बड़े गतिशील भार वाली औद्योगिक सुविधाएं(उदाहरण के लिए, भारी मशीनरी नींव, बिजली संयंत्र संरचनाएं), जहां परिचालन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए ऊर्ध्वाधर भार वहन और तनाव प्रतिरोधी क्षमताएं दोनों आवश्यक हैं।
अपतटीय और तटीय संरचनाएँ(उदाहरण के लिए, घाट, घाट), जहां हवा, लहरों और भूकंपीय गतिविधि के संयुक्त प्रभाव असर प्रणालियों पर तन्य बल लगा सकते हैं।
निष्कर्ष
टेन्साइल {{0}प्रतिरोधी घर्षण पेंडुलम बियरिंग (टीएफपीबी) कला नवाचार की {{1}स्थिति का प्रतिनिधित्व करता है।भूकंपीय सुरक्षा तकनीक. मिला करघर्षण ऊर्जा अपव्यय, पेंडुलम अवधि स्थानांतरण, और उत्थान प्रतिरोध, टीएफपीबी सबसे अधिक मांग वाली परिस्थितियों में संरचनात्मक सुरक्षा सुनिश्चित करता है।
EN 15129, AASHTO, ASCE, ASTM और ISO मानकों के साथ इसका सिद्ध अनुपालन इसे पुलों, ऊंची इमारतों, परमाणु सुविधाओं और अपतटीय संरचनाओं में अंतर्राष्ट्रीय अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त बनाता है। उचित स्थापना और रखरखाव के साथ, टीएफपीबी दुनिया भर में महत्वपूर्ण बुनियादी ढांचे के लिए दीर्घकालिक स्थायित्व, उच्च प्रदर्शन और बढ़ी हुई लचीलापन की गारंटी देता है।
लोकप्रिय टैग: तनाव {{0}प्रतिरोधी घर्षण पेंडुलम बीयरिंग (टीएफपीबी), चीन तनाव {{1}प्रतिरोधी घर्षण पेंडुलम बीयरिंग (टीएफपीबी) निर्माता, आपूर्तिकर्ता
