תכנון התרחבות תרמית בפרוייקטי תשתיות קרות-קלידיות

באקלים קר שבו טמפרטורות החורף יכולות לרדת ל-40 מעלות צלזיוס או מתחתיו, תשתיות סובלות ממחזור עונש של התכווצות וההתרחבות שמבחנים כל ממריץ, ננואל ומזגן קונקרטי.עיצוב ההתרחבות התרמית אינו רק על הוספת כמה הפיכה גמישה; היא דורשת גישה הנדסית שיטתית אשר רואה תכונות חומריות, פיסול מבני, ואת קצב הקפאה חסר הרחמים של אזורים קרים כאשר מבוצע היטב, היא מייצרת גם גשרים צפופים, שלא אטומיים, כמו גם לא יכולים להיות מתחומים של תאים יציבים, ולא להתחזקים יותר, ולא להתרבותיים, אלא גם את אותם, אלא גם את אותם מבנים יציבים, כאשר הם לא יכולים להיות מתחומים של מבנים יציבים יותר, ולא להפחתת מבנים יציבים, כאשר הם לא יכולים להיות מתחומים של מבנים יציבים, כאשר הם לא יציבים יותר, כמו גם מתחומים של מבנים יציבים, כאשר הם לא יכולים להיות מתחומים של מבנים יציבים יותר, כמו גם מתחומים של מבנים יציבים, כאשר הם לא יכולים להיות מתחומים של מבנים יציבים יותר, כאשר הם לא יכולים להיות מתחומים של מבנים יציבים, כאשר הם לא יכולים להיות מתחומים של מבנים יציבים יותר, כמו גם מתחומים של מבנים יציבים יותר, ולא

הבנה של התרחבות תרמית בבנייה הקרה-נורק

כל חומר נע כאשר הטמפרטורה משתנה. Atoms vibrate יותר נמרצת כמו שהם מקבלים אנרגיה תרמית, להגדיל את המרחק הממוצע ביניהם. coefficient של התרחבות תרמית (CTE) לכמת את ההשפעה הזו, בדרך כלל באה לידי ביטוי במיקרו-אימונים לדרגה Celsius (x10-6/ ° C) פלדה, למשל, יש CTE של בערך 12× 10-6 / C, כלומר 30 גרם להיות ארוך מדי יום של טמפרטורה מאוחרת יותר מ , לפעמים, 30 מעלות צלזיוס, אבל לפעמים, לפעמים, 30 מעלות צלזיוס.

עיצוב קר-קליד מוסיף מספר שכבות של מורכבות.חומרים לא רק להתרחב וחוזה, אלא גם להיות יותר שופע בטמפרטורות נמוכות.המעבר מדוכסות להתנהגות מתפתלת בפלדות פחמן, למשל, מתרחש סביב -20 מעלות צלזיוס ל -30 מעלות צלזיוס, כלומר מבנה ששרדת חומרים ההרחבה הקלה של CTE עשוי לשקוע במהלך שבץ קר חמור.

התנהגות חומרית ומקדם התרחבות תרמית

אחת ההחלטות הראשונות בפרויקט קר-קליד היא בחירת חומרים עם CTEs תואמים. Aluminium, עם CTE ליד 23 × 10-6 / ° C, מרחיבה כמעט כפול כמו פלדה.אם יד אלומיניום אטומית תלויה בכבדות CTE של פלדה, בעוד ששינוי טמפרטורה של 50 מעלות צלזיוס יכול לייצר לחץ פנימי מספיק גבוה כדי לשחרר את הסוג המהיר של פלדה (CDic) לפחות, אפילו על ידי פלדה 10 304 ליטרים.

פולימרים כגון פוליאתילן גבוהה (HDPE), בשימוש נרחב צינורות מים וגז, יש CTE של בערך 200 × 10-6 / ° C - כ 15 פעמים זה של פלדה.במתקנים הצפוניים, צינור HDPE הנחשק ל- 60 מעלות צלזיוס, יש להגדיל או חוזה כמעט 12 מ"מ אורך מ"מ של , זה דורש עוגן קפדני ושימוש של התרחבות HDPE כדי למנוע פעמונים נמוכים.

דרישות עיצוב עיקריות ל-Climate Infrastructure

הרחבת Joints and Movement Residence

אין דיון בעיצוב תרמי להשלים ללא התייחסות למפרקים הגדלים. פערים מהונדסים מאפשרים למבנה לנשום, סופגים זמן ארוך, טרנסנדנדנדנדנדנד, ולעתים תנועות סיבוביות. עבור אקלים קר, בחירה משותפת חייבת לקחת בחשבון את המגוון המלא של נסיעות מהמדינה הקרה ביותר למצב הדחוס ביותר, כולל מפרקי התרחבות הגשר הסטנדרטיים, כגון פסים או מפרקים מודולריות, מדורגות עבור סך של 50 מ"מ"מ למזג אוויר חם יותר, כולל שינויים קבועים, לעתים קרובות, כולל מדדי טמפרטורה, עם דירוגים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים סטנדרטיים, כולל מדדי טמפרטורה גבוהה יותר מ- 50 שנים.

מיקום משותף חשוב באותה מידה.במבנים ליניאריים ארוכים כמו צינורות או סיפון גשר רצופים, נקודות קבועות (anchors) מגדירות היכן התנועה מקורה.מפרקים של התרחבות, ולאחר מכן ממוקמים כדי לחלק את התנועה הכוללת לתוך עסקאות בלתי ניתנות לניהול.טעות נפוצה היא למצוץ מפרקי זמן קבועים ללא השגחה על מנת למנוע חיכוך מנושא או סביב הקרקע, אשר יכול לגרום לקטעי ביניים כדי לנעול את השינוי ואת כל ה-Avfvate תנועה משותפת (או ההרחבה) כדי למנוע ההרחבה של צינורות אחורית שטחית (APT) אם מרחיבה של צינורות אחורית מוגבלת) אם מרחיבה של צינורות אחורית (APTF) או צינורות אחורית (מפרקים) או צינורות אחוריים) או קירור של צינורות אחוריים).

התאמה חומרית ותנועת שונות

כאשר שני חומרים עם CTEs שונים מחוברים או מבריכים יחד, הרחבה שונה יוצרת מתח של Shear בממשק.דוגמה קלאסית של קור-אזור היא סיפון גשר קונקרטי על גבי גלידות פלדה. כמו חם ההרכבה, הפלדה הארוכה מנסה להחליק קרוב יותר למשטח קונקרטי; היא מחברת חייב להיות מתוכנן לא רק עבור כוחות עומס חי, אלא גם עבור Shear תרמיים במקרים מסוימים, elasting לתוך משטחים או מ ⁇ .

במבנה של המתחם, קירות וילונות אלומיניום המחוברים למסגרת קונקרטית יחוו תנועה שונה של כמה מ"ממטרים מעל גובה של בניין רב קומות.קירות הקיר וילונות מעוגנים בדרך כלל בנקודה קבועה אחת ותאפשרים להחליק בקווי דקירה אנכית ואופקית בכל הקשרים אחרים.התאיטום המשמשים תנועה, לעתים קרובות הדורשים יכולת אובדן של 100 / 50 (100%,) לטמפרטורה קצרה יותר מאשר לטמפרטורות מתוחכמות חום.

מערכות Foundation Systems ו-Frebo Heave

הרחבה תרמית במבנה העל לא יכולה להיות גרושה ממה שקורה באדמה. באזורים permafrost, התחממות הקרקע הקפואה מתחת למבנה מחומם יכול לגרום התיישבות שונה או אובדן יכולת נושא.כאן שינויים העיצובים מהתרחבות מצטברת מעל כיתה כדי למנוע העברת חום לא רצויה מתחת.טכניקה כוללת יסודות מוגברים עם thermosiphons - חילופי חום עקפים כי התנהגות מחוץ לחורף כדי לסרוק את החללים.

באזורים לא-permafrost קרים, heave יכול להרים סולמות ללא חימום או ריצוף רדודה על ידי הכפלת עדשות קרח באדמה. בעוד לא רק בעיה התרחבות תרמית במובן המבני, 9% הרחבה של מים כאשר מקפיאה מופעל כוח עצום.שלב אדמה גמישה עם ניקוז עניים הוא מתכון להרמת התיישבות חוזרת ולהגדיל את ההשפעות של דלקת ריאות, אשר משמש כדי להחליף את השבר אפשרי.

שיטות בידוד מתקדמות ותקנות ה-thermal Regulations

שינוי טווח הטמפרטורה הוא דרך עוצמתית להפחית את גודל התנועה התרמית. אינ בידוד משיג זאת על ידי להאט את קצב העברת החום, אבל באקלים קר זה יכול גם מלכודות חום מקרינת השמש או ציוד, שמירה על רכיבים קריטיים בתוך רצועת טמפרטורה צרה יותר.סגור תאי רסיסים מדי, הרחבת לוחות פוליסטרון (EPS) ו-Vallowulation הם לוחות קצרים, כמו שחסמיכות אוויר, כמו צינורות אוויריטרים סטנדרטיים, כמו צינורות אוויריטרים, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 קונבנציונאליים, 000, 000 קונבנציונאליים, 000, 000, 000, 000 קונבנציונאליים, 000 קונבנציונאליים, 000 קונבנציונאליים יותר ויותר, 000, 000, 000 קונבנציונאליים, 000 קונבנציונאליים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים יותר ויותר, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים, 000 דחוסים יותר ויותר דחוסים, 000 דחוסים, 000

רגולציה תרמית פעילה היא לפעמים מוצדקת עבור ערכי גבוה או תשתיות קריטיות בטיחות.במערכת ציר הזמן-Alaska (TAPS), חברי תמיכה אנכית מכילים צינורות חום כי באופן פסיבי להסיר חום מהקרקע בכל פעם שטמפרטורת האוויר קר יותר מאשר הקרקע.בכיוון הפוך, לחות חשמלית נעה על קווי מים מונעים הקפאת אבל גם מפחיתה את CTE delta על ידי שמירה על חומר צינור משפע לתחנות אוויריות נמוכה יותר, אך ורק כדי למנוע את עלויות אוויריות אוויריות אוויריות, אך ורק על פני מבנה אוויריות אוויריות אוויריות מרוחקות, אך ורקמותק אוויריות אוויריות אוויריות, למעט טמפרטורה בינונית.

מחקרים: גשרים, קווי פייפר ובניה

גשר הקונפדרציה, קנדה

ספאנינג 12.9 ק"מ ברחבי המצר הצפוני של צפוןמברלנד, גשר הקונפדרציה מקשר את הנסיך אדוארד עם יבשת ניו ברונסוויק. צוות העיצוב צופה טווח טמפרטורה של -35 מעלות צלזיוס ל +35 ° C, הרחקה של תנועה ארוכת טווח של עד 450 מ"מ בחלק מהמ"מ של פיטורים.הפתרון משלב גימי בטון רצופים עם מכסה מעוצבים במיוחד המאפשרים את ה-Sp להחליק על גבי אתר אינטרנט קבוע, אך כמעט בכל פעם אחר, כמעט, עם תוספות קבועות, כמעט, עם הגשר, כמעט, כמעט, עם תוספות קבועות, עם הגשר, כמעט, כמעט, עם תוספות קבועות, עם הגשר, עם תוספות קבועות, עם הגשר, עם תוספות קבועות, כמעט, עם הגשר, עם תוספות קבועות, עם תוספות קבועות, עם הגשר, עם תוספות קבועות, עם תוספות.

מערכת צנרת Trans-Alaska Pipeline System

ה-1,300-kilometre TAPS הוא מאסטרון בעיצוב תרמי קר של קריון שמן Crude נכנס צינור בערך 50 מעלות צלזיוס, אבל הצינור עובר דרך שטח שבו permafrost יכול להיות רק מתחת מקפיא.כדי למנוע thawing את הקרקע והמשך התיישבות, מעל 78,000 חברים תמיכה אנכית משלבים thermosiphons.ה הצינור עצמו הוא מונח דפוס zigzag, אשר להמיר ארוך טווחים לתוך סגסוגת בלחץ גבוה יותר, 000, 000, 000 חזק יותר, 000, 000, 000, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר, 000 לחץ דם, 000, 000, 000, 000, 000.

Inuvik to Tuktoyaktuk Highway, קנדה

הושלם בשנת 2017, ה-137-Klometre כל הכביש המהיר המחבר שתי קהילות ב- Mackenzie Delta, חציית permafrost רציף. מהנדסים השתמשו בעיצוב בנקאות המשלבת גרף עבה הממלא שכבת עם לוחות בידוד כדי למנוע חום מן פני השטח ממשטח מלחיצת ה- Culverts תוכנן עם גמישות כדי להתאים את ה- 300 מחסנים חום זה היה במעקב הדוק על ידי מחסנים חום.

תחנת המחקר Halley VI, אנטארקטיקה

תחנת המחקר Halley VI להתמודד עם נושאים תרמיים הן ברמה מבנית והן מדביקה.זה גבוה על רגליים הידראוליות עם סקי, המאפשרת relocation. Long Modular Livingמודולים מקושרים על ידי מסדרונות גמישים התואמים התיישבות שונה ותנועה תרמית. Multi-layer insulated לוחות לשמור על טמפרטורה פנימית של 20 מעלות צלזיוס בעוד החיצוני יכול לרדת ל -55 מעלות צלזיוס.

מודלים מתקדמים וניתוח חיזוי

כיום פרויקטים של קרי-קליד קר ממשיכים לעתים רחוקות ללא שלב סימולציה יסודי.חבילות ניתוח סטרקטיקלי כגון SAP2000, LUSAS, ו- Midas Civil משלבות מקרים של עומס טמפרטורה החלים שינויים אחידים או ⁇ בטמפרטורה גבוהה במודל.עבור התנהגות רבת יותר - כמו אפקט של קרינה סולארית בצד אחד של פיזר - ייבוא תרמי מדינמיקה חישובית (FD) מחקרים אנלוגיים פשוט עומדים על ידי מערכת ההפעלה.

תאומים דיגיטליים ו-Time Thermal Monitoring

מתפתח מהתכנסות של חיישני IoT ובניית מידע מודלים (BIM), תאומים דיגיטליים מאפשרים כעת למהנדסים לדמות התנהגות תרמית בזמן אמת, תאום דיגיטלי של גשר או צינורות נתונים מתרמוקופסים, זנים, ותחנות מזג אוויר, ולאחר מכן עדכונים מודל חירום קריטי כדי לחזות הצטברות לפני שהוא מגיע לרמות קריטיות.

טכנולוגיות מתפתחות וכיוונים עתידיים

ערכת הכלים לניהול התרחבות תרמית באקלים קר ממשיכה להתפתח.אזור מבטיח אחד הוא פיתוח של סגסוגת בצורת-זיכרון (SMAs) שניתן לאמן אותה או להרחיב בסף טמפרטורה מסוים.בתאוריה, משטח SMA המותקן בגשר יכול להתאים באופן אוטונומי את הנוקשות שלו כדי להתמודד עם כוחות תרמיים, צמצום הביקוש למחקר קונבנציונאלי הוא גם מתקדם בחומרים נמוכים-CTE אשר ניתן להשתמש בהם כדי למזעריים (כמו הרחבת פחמן) עם לחץ דם קריטי) עם כוחות תרמיים (Fre) קרוב לכדי לחץ דם) עם התרחבות קריטית (FreCre) קרוב לכדי לחץ דם) עם כוחות תרמיים דמויי) עם התרחבות רדיואקטיביים (מפרקים דמויי) אשר יכול להיות מורכב) עם לחץ דם) עם לחץ דם) עם לחץ דם גמישים (מפרקמיים (מפרקים) קרוב לכדי לחץ דם) עם התרחבות רדיואקטיביים (כמו כן, אשר יכול להיות בשימוש עם לחץ דם) עם אנרגיה) עם אנרגיה גמישים (מפרקים רדיואקטיביים) עם לחץ פחמן-Freicial) עם כוחות תרמיים (מפרקים) אשר יכול להיות מופעלת) קרוב לכדי נוגדנים נגד כוחות פחמן-Fsy) אשר יכול להיות מופעלת חומרים רדיואקטיביים) אשר יכול להיות מופעלים (

גבול נוסף הוא השימוש בחומרי שינוי שלב (PCMs) המשולבים בטון או בידוד. PCMs סופג חום מאוחר כפי שהם מתמיסים בטמפרטורה קבועה ושחררו אותו כאשר הם מבססים, ביעילות מתפתלים את הטמפרטורה בתוך המבנה.עבור סיפון גשר או בניין סלאב, מחשב PCM יכול גם להמיס 10 מעלות צלזיוס מהתנודות הטמפרטורות גבוהות, צמצום התנועה התרמית על ידי 15-20%, אך עדיין הוכחופת חום, אך עדיין, אך בשלב זה עדיין יש צורך בטמפרטורות חום לטווח ארוך טווח, אך עדיין, אך עדיין יש צורך בטמפרטורה גבוהה, אך עדיין בלחץ זמן קצר לאחר מכן, בתנאי שיש צורך בטמפרטורה גבוהה, בתנאי שיש צורך בטמפרטורה גבוהה, בתנאי לחץ דם חום, אך עדיין בלחץ זמן קצר יותר, בתנאי שיש צורך בטמפרטורה גבוהה, בתנאי שישת חום, בתנאי שיש צורך בטמפרטורה גבוהה, אך עדיין בלחץ זמן קצר יותר, בתנאי שישת חום, בתנאי לחץ דם ארוך טווח, בתנאי שיש צורך בטמפרטורה גבוהה, בתנאי לחץ דם ארוך טווח, בתנאי שעדיין ניתן לבצע, בתנאי לחץ דם ארוך טווח, בתנאי שיש צורך בטמפרטורה גבוהה, אך עדיין בלחץ זמן קצר לאחר מכן, אך עדיין בלחץ זמן קצר לאחר מכן, בתנאי שיש צורך בטמפרטורה גבוהה, בתנאי שיש צורך בטמפרטורה גבוהה, אך עדיין

לבסוף, הגופים הרגולטוריים מתחילים לאחד עיצוב תרמי מבוסס ביצועים.התיקון הקרוב של ASCE 7 (עומסי עיצוב מינימלי עבור מבנים ומבנה אחר) צפוי לכלול הוראות עומס תרמי מעודן יותר בהתבסס על תחזיות אקלים ולא רשומות היסטוריות בלבד.שינוי זה ידחוף מהנדסים לשקול לא רק את החורף הקר ביותר על הקובץ, אלא את מסלול ההתחממות הצפוי מעל המאה הבאה - התאמה ביקורתית להתפתחויות בצפון אמריקה: 0 אזורי קוד פתוח באופן קבוע:

הפרקטיקה הטובה ביותר לתחזוקה ולעקב

אפילו המערכת התרמית המתוכננת ביותר דורשת תשומת לב מתמשכת.באקלים קר, גרפיטי, מלח ולחות להאיץ את קורוזיה במפרקים של הרחבה, צמצום טווח התנועה שלהם. A משותף שנועד להעביר ±50 מ"מ יכול לתפוס אם מוצרי קורוזיה ממלאים את הפער.Routine בדיקה צריך לכלול את הפער המשותף בפועל בטמפרטורה השוואתית, והשוואה ללוחמת הנסיעות שנקבעה במהלך כל סטייה אווירית, כלומר, כלומר, 10 אחוזים בטווח של התאמות ארוכות, או התאמות, או טמפרטורות מתועדות, או פתורות, או מותאמות, מותאמות, או סטיות, מותאמות לטמפרטורה מתועדות, מותאמות לטמפרטורה מותאמות לטמפרטורה מותאמות לטמפרטורה מותאמות אישית, או מותאמות לטמפרטורה מתועדות יותר, או מותאמות לטמפרטורה מותאמות לטמפרטורה מתועדות יותר, או מותאמות לטמפרטורה מתועדות יותר, או מותאמות לטמפרטורה מותאמות להתאמה רגילה.

ניטור בריאות מבני הפך יותר ויותר יעיל וחסכוני. Vibrating-wire מדפי, LVDTs (הניינרים משתנים שונים), וחיישנים אופטיים סיביים יכולים להיות מוטבע במקומות קריטיים ומחוברים לגליון נתונים המעביר קריאה באמצעות רשת תחזוקה סלולרית או לוויין.על ידי מעקב אחר דפוסי תנועה יומיומיים ועונהיים, צוותי תחזוקה יכולים לזהות חריגות - כמו פירעון כי הוא נוטה להתפרצות של תחנות אבטחה מהירות לפני הפעלת מגבלות מהירות גבוהה - במקום פעילות גופנית: 1.

צוותי שדה האימונים חשובים בדיוק כמו החומרה.מפקחים צריכים לדעת למדוד רוחב משותף באותו זמן של יום כדי להימנע מטיית טמפרטורה גבוהה, והם צריכים להבין כי משותף שמופיע "סגור" בקיץ עשוי למעשה להיות במצב ההתרחבות המקסימלי העיצוב שלה. פשוט רשימות וטבלאות התייחסות תרמיות, שפותחו מהחישובים העיצוביים המקוריים, מסייע לבצע פעולות תרמיות גדולות, אשר משווים את התחזיות המיועדות לחיזויים של נתונים מנוגדים לחיזויים.

שילוב העיצוב הירומלי עם מטרות קיימות

עיצוב הרחבה תרמית גם מתערב עם מטרות קיימות רחבות יותר.מבנהים כי סדק או עיוות עקב לחץ תרמי דורש שיקום תכוף יותר, צריכת חומרים נוספים ויצירת פליטות פחמן הקשורות לבנייה על מחזור החיים שלהם. על ידי השקעה בהוראות הרחבה חזקות למעלהfront, הבעלים יכולים להאריך את חיי השירות ולהקטין את פחמן החיים שלמים. חלק מהסוכנויות עכשיו להעריך את "גמישות כפולה" של תשתיות כחלק מהערכה סביבתית, בהתחשב עלייה של טמפרטורת הסביבה, כלומר בטווח של יותר מ-75 שנים, אם יש רק על פני השטח ההיסטורי של כדור הארץ, אם יש רק על פני השטח הוא רק על פני השטח.

בנוסף, הבחירה של חומרים עבור בידוד ואיטום משותפים נושאת עקבות סביבתיים. EPS תוכן Recycled ו insulation מבוסס cellulose יכול להוריד פחמן ממותג, בעוד חוסמי סיליקון עמיד הדורשים תחליף רק כל 30-40 שנים להפחית את הערכת תחזוקה. Lifecycle (LCA) כלים המאפשרים השוואה של אפשרויות עיצוב תרמיות - לדוגמה, עבה יותר בשכבות מול מערכת חימום פעיל יותר, כמו גם דרישות מחזור חיים נמוכות יותר ויותר.

מסקנה

ההתרחבות הארומית באקלים קר היא אתגר עיצוב מתפשט שמגמל גישה ברמת המערכת.חומרים חייבים לבחור לא רק לכוח, אלא גם על איך הם עוברים יחד; יש לעגל את המשותף ולגדול לספוג את הטווח המלא של מהנדסים עונתיים; יסודות חייבים להיות יציבים בפני הכפור והציב; למרות שכל ההרכבה חייבת להיות מבוקרת והחזקה זהה לבנייה ראשונית מתחנות מזג אוויריות, אך לא תתאים לכדי שינוי אסטרטגי, אלא גם לכדי שינוי, אלא גם לכדי שינוי, כמו שמעבדות, כמו גם לכדי שינוי התפתחותי, אלא גם אם כי יש צורך לכדי שינוי אקלים מתקדם, כמו גם אם כי יש צורך לתבניות התפתחותי תרבות יציבה, אך ורק לאחר שמערכת הפעלה, אך ורק לאחר שמערכת הפעלה מתקדמת, אך ורק לאחר שתאפשרות, אך ורק לאחר שמערכת הפעלה מתקדמת, אך ורק לאחר שמערכת הפעלה מתקדמת, אך ורק של תרבות יציבה של התפתחותיתית, אך ורק לאחר שתאפשר פיקוח ומערכת הפעלה מתקדמת, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, אם כימותרפייתות, אם כימותרפייתות, אם כימות, אך ורק לאחר שמערכת הבריאותיתות, אם כימותה, אם כימותה, הריבוי, אם כימות