برج های اداری هنگ کنگ هرگز اینقدر خالی نبوده اند

Sneckdown می تواند یک تصویر عالی برای اینکه چگونه می توانیم خیابان های امن تر بسازیم را ارائه می دهد.

ادامه ...

Monday, 5 June , 2023
امروز : دوشنبه, ۱۵ خرداد , ۱۴۰۲

اخبار ویژه »

شناسه خبر : 20593

ارسال

پرینتخانه » مقالات خارجی شهرسازی تاریخ انتشار : 25 می 2023 - 4:30 | 22 بازدید | ارسال توسط : shahrsaz

پایان نامه ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۳۷۶: روش طراحی و پاسخ ضربه ای سیستم حفاظتی انعطاف پذیر پر مصرف انرژی برای ساخت و ساز

ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۳۷۶: روش طراحی و پاسخ ضربه ای سیستم حفاظتی انعطاف پذیر پر مصرف انرژی برای ساخت و ساز | ۲۰۲۳-۰۵-۲۵ ۰۴:۳۰:۰۰ دسترسی آزادمقاله روش طراحی و پاسخ ضربه سیستم حفاظتی انعطاف پذیر پر مصرف انرژی برای ساخت و ساز توسط لینکسو لیائو ۱،۲، ژیشیانگ یو ۱،۲، *، دونگ لیو ۳، لیرو […]

ساختمانها، جلد. 13، صفحات 1376: روش طراحی و پاسخ ضربه ای سیستم حفاظتی انعطاف پذیر پر مصرف انرژی برای ساخت و ساز

ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۳۷۶: روش طراحی و پاسخ ضربه ای سیستم حفاظتی انعطاف پذیر پر مصرف انرژی برای ساخت و ساز
| ۲۰۲۳-۰۵-۲۵ ۰۴:۳۰:۰۰

دسترسی آزادمقاله

روش طراحی و پاسخ ضربه سیستم حفاظتی انعطاف پذیر پر مصرف انرژی برای ساخت و ساز

توسط

^۱،۲،

^{۱،۲، *}،

^۳،

^۱،۲،

^۱،۲ و

^۳

^۱

دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه جنوب غربی جیائوتنگ، چنگدو ۶۱۰۰۳۱، چین

^۲

مرکز تحقیقات سازه‌های حفاظتی در برابر خطرات طبیعی، دانشگاه جنوب غربی جیائوتنگ، چنگدو ۶۱۰۰۳۱، چین

^۳

HUASHI Engineering Technology (Shenzhen) Co., Ltd., Shenzhen 518034, China

نویسنده ای که مسئول است باید ذکر شود.

ساختمان ها ۲۰۲۳، ۱۳(۶)، ۱۳۷۶; https://doi.org/10.3390/buildings13061376 (ثبت DOI)

دریافت: ۲۵ مارس ۲۰۲۳
/
بازبینی شده: ۸ مه ۲۰۲۳
/
پذیرش: ۱۱ مه ۲۰۲۳
/
تاریخ انتشار: ۲۵ مه ۲۰۲۳

(این مقاله متعلق به شماره ویژه است فاجعه و حفاظت پویا ساختاری)

خلاصه

حوادث ناشی از سقوط به حوادثی گفته می شود که در آن پرسنل ساختمانی، مصالح ساختمانی و تجهیزات از ارتفاع سقوط می کنند که معمولاً منجر به تلفات جدی و خسارات اقتصادی قابل توجهی می شود. این مقاله یک سیستم حفاظتی انعطاف‌پذیر با سقوط بالا و رویکرد طراحی آن را با یک مکانیسم مصرف انرژی با عملکرد کششی برای حل حوادث سقوط بالا پیشنهاد می‌کند. رویکرد طراحی بر اساس ویژگی‌های جزء که از طریق آزمایش‌ها به‌دست می‌آید، شامل تطبیق انرژی، تعادل نیروی داخلی جزء و مکانیسم مصرف انرژی دو سطحی است. آزمایش‌های مولفه با آزمایش‌های ترکیدگی مش و آزمایش‌های کشش استاتیکی اتلاف‌کننده انرژی برای به دست آوردن ویژگی‌های شبکه رهگیر تحت شرایط مرزی انعطاف‌پذیر و مدل نیرو-جابجایی دستگاه پراکنده انرژی از نوع حلقه انجام شد. در ترکیب با یک پروژه واقعی، ما با استفاده از این روش، یک سیستم حفاظتی انعطاف‌پذیر با سقوط بالا با سطح انرژی حفاظتی ۸۰۰ کیلوژول برای لوله اصلی یک ساختمان بسیار بلند طراحی کردیم. تاثیر پاسخ دینامیکی تحت چندین مورد از جمله سقوط کلی قالب ساخت و ساز با مدل‌های محاسبات عددی دینامیکی تجزیه و تحلیل شد. نتیجه نشان می دهد که سیستم می تواند به طور موثر اجسام در حال سقوط را رهگیری کند و ویژگی های اتلاف انرژی دو مرحله ای خوبی را برای مصرف انرژی ضربه نشان دهد. در مقایسه با سیستم حفاظتی بدون مکانیسم مصرف انرژی، پاسخ نیروی داخلی طناب فولادی و قاب معلق حدود ۶۰٪ کاهش می یابد و ظرفیت مصرف انرژی بیش از شش برابر افزایش می یابد. تکنیک حفاظتی ارائه شده در این مقاله می تواند به طور موثر مشکل حفاظت از ضربه سطح بالا مانند افتادن تجهیزات قالب بندی ساختمانی را حل کند و ایمنی ساخت و ساز را بهبود بخشد.

کلید واژه ها:

تصادف سقوط; سیستم حفاظتی انعطاف پذیر; روش طراحی; پاسخ ضربه; مصرف انرژی

۱٫ معرفی

سقوط مکرر در ساختمان سازی باعث تلفات جانی و خسارات اقتصادی زیادی شده است. بر اساس آمار در سال ۲۰۱۹، ۳۶٫۴ درصد از تصادفات مرگبار در صنعت ساختمان ایالات متحده ناشی از سقوط بوده است. [۱,۲]، و در انگلستان حدود یک چهارم است [۳]. چین در سال‌های ۲۰۱۷ تا ۲۰۱۹، ۱۱۱۸ حادثه سقوط را تجربه کرد که منجر به مرگ ۱۱۶۳ نفر شد. [۴]. به طور همزمان در کشورهایی مانند استرالیا [۵]، سنگاپور [۶]، و کره [۷,۸]، حوادث سقوط نیز یکی از خطرناک ترین حوادث در صنعت ساختمان است. به طور خاص، سقوط کلی سیستم قالب [۹,۱۰] اغلب منجر به عواقب شدید می شود، یک تصادف می تواند منجر به مرگ و جراحات متعدد شود. بنابراین، نیاز مبرمی به بهبود اثربخشی حفاظت در حین ساخت و ساز، به ویژه در حوادث ضربه پر انرژی مانند سقوط کلی سیستم قالب وجود دارد.

اخیراً، متون قابل توجهی پیرامون موضوع حوادث سقوط، از جمله انواع منابع خطر، عوامل مؤثر، ویژگی‌های تصادف، و خطرات ایمنی پرسنل منتشر شده است. [۱۱,۱۲,۱۳,۱۴]. اقدامات پیشگیرانه و مدیریت ایمنی زیادی پیشنهاد شده است [۱۵]. همه این اقدامات حفاظتی به طور کلی می توانند به دو دسته تقسیم شوند: یکی این که اقدامات حفاظتی فعال شامل پیش بینی توسط سیستم های ارزیابی ریسک ایمنی است. [۱۶]، سنجش و نظارت در زمان واقعی [۱۷]و پیشگیری خودکار از طریق طراحی [۱۸]. یکی دیگر از اقدامات حفاظت غیرفعال است [۱۹,۲۰]، که از تدابیر حفاظتی مانند طناب های ایمنی، نرده های محافظ و شبکه های محافظ برای پرسنل یا تجهیزات ساختمانی استفاده می کنند. در این میان، تورهای محافظ به دلیل ویژگی‌های حفاظتی منطقه بزرگ، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. چلیک [۲۱] کاربرد شبکه های حفاظتی در مهندسی را مورد مطالعه قرار داد و ارزیابی ها و پیشنهاداتی را برای کاستی های موجود در کاربرد ارائه کرد. فیلهو [۲۲] دو اقدام حفاظت از سقوط که در ساخت و ساز در برزیل استفاده می شود را مقایسه کرد و دریافت که اقدامات حفاظتی با تورهای ایمنی ایمن تر هستند. سگویا [۲۳] با تاکید بر اهمیت جذب انرژی، یک مدل عددی برای شبیه‌سازی تست ضربه یک شبکه ایمنی نوع V با انرژی ضربه‌ای ۷ کیلوژول ایجاد کرد. چن [۲۴] عملکرد حفاظتی شبکه های نایلونی با استحکام بالا را مورد مطالعه قرار داد. تحقیقات فوق نشان می دهد که هنوز مشکلات زیادی در مورد تورهای محافظ وجود دارد. جدی ترین مشکل، توانایی حفاظتی ناکافی است، زیرا معمولاً از یک ساختار ساده، بدون مصرف انرژی سیستماتیک و مکانیسم بافر تشکیل شده است، به طوری که قادر به محافظت موثر در برابر ضربه های سطح انرژی زیاد نیست.

سیستم حفاظت انعطاف پذیر غیرفعال به طور گسترده در جلوگیری از بلایای طبیعی مانند ریزش سنگ و جریان زباله استفاده می شود. [۲۵,۲۶]، می تواند هزاران کیلوژول انرژی ضربه ای را از بین ببرد. تعداد زیادی تحلیل نظری [۲۷,۲۸,۲۹,۳۰]، آزمایشات [۳۱,۳۲,۳۳,۳۴,۳۵]و شبیه سازی عددی [۳۶,۳۷,۳۸,۳۹] نشان می دهد که سیستم حفاظت انعطاف پذیر غیرفعال دارای ویژگی های عالی مانند قابلیت حفاظت برجسته، جرم ساختار سبک، نصب و جداسازی راحت، لنگر انداختن آسان، تعمیر آسان و غیره است. ویژگی های عالی فوق باعث می شود که سیستم حفاظت انعطاف پذیر غیرفعال برای حفاظت از ساختمان قابل اجرا باشد.

این مقاله یک سیستم حفاظتی انعطاف‌پذیر با سقوط بالا با مکانیزم مصرف انرژی کششی مبتنی بر مکانیسم حفاظتی سیستم حفاظت انعطاف‌پذیر غیرفعال را پیشنهاد می‌کند. از آزمایش ترکیدگی مش برای تأیید ویژگی‌های تنش دو مرحله‌ای شبکه رهگیر در شرایط مرزی انعطاف‌پذیر و از آزمون کششی برای به دست آوردن رابطه نیرو-جابجایی سه بخش اتلاف کننده انرژی حلقه GS-8002 استفاده کنید. سپس، یک روش طراحی سیستم را بر اساس ویژگی های مکانیکی اجزای حیاتی ایجاد کنید. همراه با یک پروژه عملی، یک سیستم حفاظتی انعطاف پذیر با سقوط بالا با سطح انرژی حفاظتی ۸۰۰ کیلوژول طراحی شده است. علاوه بر این، مدل‌های المان محدود دینامیکی که دارای شش مورد با انرژی ضربه و اتلاف انرژی متفاوت هستند با استفاده از برنامه LS-DYNA ایجاد شده‌اند. پاسخ دینامیکی سیستم تحت انرژی‌های ضربه‌ای مختلف و تأثیر مکانیسم‌های اتلاف انرژی بر روی سیستم حفاظتی انعطاف‌پذیر با سقوط بالا تحلیل می‌شود.

۲٫ سیستم حفاظتی موجود

سیستم حفاظتی انعطاف پذیر موجود به طور کلی از توری نایلونی استفاده می کند [۴۰]که از عبور طناب های نایلونی با مقاومت بالا تشکیل می شود و می تواند از طریق طناب های نگهدارنده به ساختمان متصل شود و بر روی سوراخ های سازه ساختمان پوشانده شود تا حفاظ ایجاد شود. شکل ۱. پژوهش [۲۳,۲۴] نشان داده است که تقریباً تمام انرژی ضربه ای چنین سیستم های محافظی با تغییر شکل بزرگ مش محافظ در اثر ضربه از بین می رود. به دلیل ساختار ساده و ظرفیت مصرف انرژی ضعیف شبکه های طناب نایلونی، ظرفیت حفاظتی سیستم حفاظتی نمی تواند از ۳۰ کیلوژول بیشتر شود. با این حال، در طول ساخت و ساز، انرژی ضربه جمعی سیستم قالب و مصالح ساختمانی می تواند به صدها کیلوژول برسد، که باعث می شود سیستم موجود قادر به ارائه حفاظت موثر نباشد.

۳٫ مفهوم سیستم

۳٫۱٫ ترکیب بندی

سیستم حفاظتی قابل انعطاف پیش‌بینی شده متشکل از شبکه رهگیری، طناب سیمی، قاب معلق، اتلاف‌کننده‌های انرژی، سنسور و سایر اجزای اتصال و لنگر است.شکل ۲). سر و دم طناب سیمی آستین دار هستند تا طناب پشتیبان حلقه ای را تشکیل دهند که در کانال زیر قاب معلق آویزان می شود. قسمت داخلی طناب پشتیبانی از طریق غل و زنجیر به شبکه رهگیر متصل می شود در حالی که قسمت بیرونی با اتلاف کننده های انرژی و حسگرها متصل می شود. یک سر طناب لنگر است و سر دیگر به قاب معلق متصل می شود تا یک طناب معلق را تشکیل دهد که به مصرف کننده انرژی و سنسور متصل می شود. سیستم نصب شده بر روی دیوار داخلی ساختمان ها می تواند از اجسام در حال سقوط بالای آن محافظت کند.

۳٫۲٫ مکانیسم کار

مقایسه مکانیسم کار بین سیستم حفاظت انعطاف پذیر با سقوط زیاد و سیستم حفاظت انعطاف پذیر غیرفعال سنتی در شکل ۳. سیستم حفاظتی انعطاف پذیر سنتی [۳۱,۳۲,۳۳,۳۴,۳۵] (شکل ۳الف) به طور کلی از چهار بخش تشکیل شده است: ساختار پشتیبانی، شبکه رهگیری، دستگاه مصرف انرژی و ساختار لنگر. هنگامی که کار می کند، طناب نگهدارنده در امتداد انتهای ستون تکیه گاه می لغزد تا اتلاف کننده های انرژی متصل به آن را تحت تغییر شکل های بزرگ قرار دهد تا متوجه مصرف انرژی و انتقال نیرو به لنگر شود. در این میان ستون فولادی دارای انحراف جزئی بوده و نیرو را به لنگر پایه ستون منتقل می کند. به تعداد زیادی لنگر و فضای لنگر نیاز دارد.

سیستم حفاظتی انعطاف پذیر با سقوط بالا روش اتصال خود لنگر را اتخاذ می کند (شکل ۳ب) یعنی طناب پشتیبانی متصل می شود تا یک مسیر انتقال نیروی حلقه بسته بدون لنگرهای اضافی را تشکیل دهد. نمودار انتقال نیرو سیستم را نشان می دهد شکل ۴a و مسیر انتقال نیرو در است شکل ۴ب هنگامی که تحت تأثیر اجسام در حال سقوط قرار می گیرد، توری بازدار تغییر شکل می دهد و به وسط منقبض می شود، غل و زنجیر در امتداد طناب نگهدارنده می لغزد و طناب نگهدارنده را می کشد تا با مش منقبض شود، و طناب نگهدارنده اتلاف کننده های انرژی اولیه را شروع می کند و در امتداد به سمت داخلی می لغزد. چاله به طور همزمان، نیرو از طریق طناب معلق به قاب معلق و سپس به لنگر ساختمان های فوق بلند منتقل می شود و اتلاف کننده های انرژی ثانویه را راه اندازی می کند.

۴٫ روش طراحی

۴٫۱٫ تطبیق انرژی

سیستم سنتی حفاظت غیرفعال انعطاف پذیر [۲۵,۳۱,۳۳] به طور کلی در معرض ضربه از راه دور با سرعت بالا (سرعت ضربه چکش چکش آزمایش استاندارد ۲۵ متر بر ثانیه است)، بنابراین حداکثر انرژی جنبشی بدنه ضربه به عنوان سطح انرژی حفاظتی اسمی در طراحی در نظر گرفته می شود و پتانسیل آن تغییر انرژی در بدنه ضربه پس از تماس با شبکه رهگیر را می توان نادیده گرفت. با این حال، هنگامی که سیستم قالب می افتد، سیستم حفاظتی انعطاف پذیر با سقوط زیاد به قالب ساختمانی نزدیک است و سرعت ضربه کم است، سطح انرژی حفاظتی اسمی باید حداکثر تغییر انرژی پتانسیل بین قالب ساختمانی و سیستم حفاظتی باشد.

هنگامی که سیستم حفاظتی انعطاف پذیر سقوط بالا تحت تاثیر قرار می گیرد، انرژی کل E_تی را می توان با فرمول (۱) بیان کرد، که در آن متر جرم بدن افتاده است-ساعت_۰ ارتفاع حفاظت اولیه (فاصله بین بدن افتاده و شبکه رهگیر) است. ساعت_حداکثر حداکثر جابجایی ضربه سیستم (شامل ازدیاد طول اتلاف کننده های انرژی ثانویه و تغییر شکل خالص قطع کننده) و Δ است.E تغییر انرژی بالقوه در خود سیستم حفاظتی است. E_تی همچنین می تواند به عنوان کار انجام شده توسط نیروی تماس ضربه بیان شود اف(ساعت) بین بدن افتاده و توری رهگیر در جهت ضربه ساعت. E_تی همانطور که در فرمول (۲) نشان داده شده است، می توان به عنوان برهم نهی مصرف انرژی هر جزء بیان کرد، که عمدتا به دو بخش تقسیم می شود: یکی انرژی داخلی است. E_من تغییر شکل هر یک از اجزای سیستم و دیگری مصرف انرژی است E_م میرایی، اصطکاک و سایر حرکات.

E_{تی} = متر g ({ساعت}_{۰} + {ساعت}_{حداکثر}) + D E = 🔻_{۰}^{{ساعت}_{حداکثر}} اف (ساعت) د_{ساعت} + D E

(۱)

E_{تی} = E_{من} + E_{م}

(۲)

این تحقیق نشان می دهد که تحت تاثیر سطح انرژی حفاظتی اسمی، E_م سیستم حفاظتی انعطاف پذیر به مراتب کمتر از E_من، که می تواند در طراحی نادیده گرفته شود [۲۱] E_من با تغییر شکل اتلاف کننده انرژی، شبکه رهگیری، قاب معلق و طناب های سیم کمک می شود. تغییر شکل قاب معلق و طناب سیم باید در مرحله الاستیک باقی بماند تا ایمنی سیستم تضمین شود، بنابراین مصرف انرژی این دو قسمت می تواند نادیده گرفته شود. معادله تعادل انرژی را می توان به صورت فرمول (۳)، که در آن E_ن مصرف انرژی شبکه رهگیری است و E_D کل انرژی مصرفی اتلاف کننده های انرژی است.

E_{من} = E_{ن} + E_{D}

(۳)

گوا [۲۹] مجموعه‌ای از آزمایش‌های ترکیدگی توری شبکه‌های رهگیری را انجام داد و رابطه نیروی ترکیدگی – جابجایی برخی از مشخصات شبکه‌های رهگیری را که معمولاً در زیر مرزهای صلب استفاده می‌شوند، به‌دست آورد. ویژگی‌های شبکه رهگیری در زیر مرز انعطاف‌پذیر واقعی با آزمایش‌های ترکیدگی مش در مرکز تست ساختار حفاظتی دانشگاه جیائوتنگ جنوب غربی مشخص می‌شود. با توجه به آزمون ترکیدگی مش مرز صلب [۲۹]، مرز به مرز انعطاف پذیر طناب سیم تغییر کرد (شکل ۵) و حلقه مش با طناب سیمی که از لبه عبور می کند روی قاب تست ترکیدگی لنگر می اندازد. قطعه تست مش مربع، تعداد حلقه های لبه توری ۷ عدد، قطر سیم حلقه مشبک ۳ میلی متر و قطر حلقه مش ۳۰۰ میلی متر می باشد. پلاگین به شکل تاج کروی است و سرعت بارگذاری دوشاخه ۸ میلی متر بر ثانیه است. سنسور تنش برای ثبت فشار جک و جابجایی متر لیزری برای ثبت جابجایی جک استفاده شد.

منحنی نیرو-جابجایی به دست آمده از آزمایش در نشان داده می شود شکل ۶. ویژگی‌های نیرو-جابجایی شبکه بازدارنده تحت شرایط مرزی انعطاف‌پذیر شبیه به ویژگی‌های تحت شرایط مرزی صلب است. [۲۹]. دو مرحله از ویژگی ها وجود دارد: تغییر شکل در مرحله اول به بیش از ۸۰٪ تغییر شکل حد می رسد، در حالی که تنش تنها ۱۰-۲۰٪ از نیروی ترمز است. در مرحله دوم، تغییر شکل به آرامی افزایش می یابد، در حالی که نیروی داخلی به شدت افزایش می یابد. با توجه به تغییر شکل جانبی مرز طناب کشش یافته ناشی از نیروی کششی حلقه مش، خصوصیات شبکه قطع کننده زیر مرز منعطف در دو مرحله قابل توجه تر است که در مرحله اول در تغییر شکل بیشتر مش ظاهر می شود. مرحله و نیروی ترمز بزرگتر در مرحله دوم. مرز واقعی شبکه رهگیری سیستم حفاظتی انعطاف پذیر با سقوط بالا، مرز انعطاف پذیر است که در شرایط کاری عادی در مرحله اول قرار دارد و مصرف انرژی نسبتاً کم است. E_ن را می توان در طول طراحی مهندسی نادیده گرفت. در حال حاضر، شبکه رهگیری پارامترهای تست مرزی صلب را برای طراحی با نیروی ترمز و محدود کردن تغییر شکل اتخاذ می کند. برای ساده‌سازی طراحی سیستم حفاظتی انعطاف‌پذیر در هنگام سقوط، شبکه رهگیری همچنین می‌تواند داده‌های تست مرزی سفت و سخت را اتخاذ کند که طبق این آزمایش مقایسه ای محافظه کارانه و ایمن هستند.

در سیستم حفاظت انعطاف پذیر سنتی، نسبت مصرف انرژی اتلاف کننده های انرژی می تواند به بیش از ۸۰٪ برسد. [۳۱]و هر چه این نسبت بزرگتر باشد، آسیب کمتری به سایر قسمت های سیستم وارد می شود. در حین طراحی، انرژی ضربه اتلاف شده توسط اتلاف کننده های انرژی باید تا حد امکان باشد و سایر اجزا فقط نقش رهگیری و انتقال نیرو را ایفا می کنند. معادله تعادل انرژی در فرمول (۴) ساده می شود، انرژی ضربه در حالت حدی برابر با کل انرژی مصرفی اتلاف کننده های انرژی، برابر با مجموع انتگرال نیروی کار واقعی است.

اف (س_{من})

از هر اتلاف کننده انرژی و جابجایی ها، و به مجموع حاصلضرب میانگین نیروی کار ساده تر می شود. اف_{از جانب} هر اتلاف کننده انرژی و حداکثر ضربه آن اس_من. از آنجایی که راه اندازی کامل اتلاف کننده های انرژی همزمان با کار بسیار دشوار است، عامل ایمنی است ل معرفی می شود. ل نشان دهنده نسبت ظرفیت اسمی مصرف انرژی تمام مصرف کنندگان انرژی در سیستم به حداکثر انرژی ضربه ای است که ممکن است سیستم در معرض آن قرار گیرد. ل عددی بزرگتر از ۱ است و باید بر اساس تقاضا برای مازاد ایمنی حفاظتی گرفته شود.

E_{تی} = ل E_{D} = ل \sum_{من = ۰}^{n} 🔻_{۰}^{{اس}_{من}} اف (س_{من}) د س = ل \sum_{من = ۰}^{n} {اف}_{D}_{من} س_{من}

(۴)

۴٫۲٫ تعادل نیروی داخلی جزء

هنگامی که سیستم حفاظتی انعطاف پذیر ضربه می زند، پاسخ نیروی داخلی سیستم پیچیده و غیر خطی است و تحت تأثیر عوامل زیادی مانند سختی مرز، عملکرد اتلاف کننده انرژی، درجه کشش شبکه رهگیر، عملکرد لغزشی مفصل لغزش قرار می گیرد. و غیره [۳۰,۳۱]. معادله موازنه نیرو راه حل تحلیلی ایده آلی ندارد و حل عددی همیشه از طریق روش اجزای محدود به دست می آید. معمولاً این نوع سازه ضربه قوی و تغییر شکل بزرگ برای استفاده از روش یکپارچه سازی صریح مناسب است [۴۱,۴۲]. این روش از روش تفاضل مرکزی برای حل جواب کلی جابجایی در زمان t + Δt با استفاده از شرایط تعادل در زمان t استفاده می کند. عموماً مشکل عدم همگرایی وجود ندارد و منابع محاسباتی اشغال شده نیز بسیار کم است. با توجه به اصل طراحی سازه، مقاومت هر جزء باید بیشتر از نیروی داخلی باشد (فرمول (۵)) که در جنبه های زیر نشان داده می شود: نیروی شکست. آر_۱ شبکه رهگیری باید بیشتر از نیروی ضربه باشد اس_۱ از جسم در حال سقوط، نیروی شکستن آر_۲ طناب باید بیشتر از نیروی کششی آن باشد اس_۲و ظرفیت باربری پایدار آر_۳ قاب معلق باید بیشتر از نیروی داخلی آن باشد اس_۳.

{اس}_{من} < {آر}_{من}

(۵)

۴٫۳٫ مکانیسم مصرف انرژی دو سطحی

هنگامی که سیستم کار می کند، نیروی کشش اتلاف کننده انرژی برابر با سیم سیم متصل است، بنابراین اتصال سنسور کشش روی سیم بکسل می تواند وضعیت کار اتلاف کننده انرژی را کنترل کند. برای یافتن ویژگی‌های اتلاف‌کننده انرژی حلقه‌ای GS-8002 مورد استفاده در سیستم، چهار گروه آزمایش کشش شبه استاتیکی (شکل ۷) انجام شد. یک سر اتلاف کننده انرژی از نوع حلقه بر روی زمین ثابت شده بود و سر دیگر با سر کشش دستگاه تست کشش با سرعت کشش ۱۰ میلی متر بر ثانیه آستین داشت.

اتلاف کننده انرژی حلقه ای GS-8002 دارای ویژگی های سه مرحله ای است (شکل ۸) که مشابه GS-8000-type هستند [۳۴] اتلاف کننده انرژی حلقه ای مرحله اول زمانی است که اتلاف کننده انرژی حلقه ای درست تحت کشش قرار می گیرد و بر نیروی اصطکاک آستین آلومینیومی غلبه می کند و یک اختلال کوچک ایجاد می کند. در این مرحله نیروی کشش به سرعت افزایش می یابد در حالی که جابجایی کم است و مصرف انرژی بسیار کم است. در مرحله دوم، زمانی که کشش به حد معینی (نقطه شروع) می رسد، اتلاف کننده انرژی حلقوی دچار تغییر شکل پلاستیکی شده و به تدریج قطر لوله را کاهش می دهد و کشش به آرامی افزایش می یابد در حالی که جابجایی به سرعت افزایش می یابد و مقدار زیادی انرژی را تلف می کند. مرحله سوم زمانی است که قطر حلقه اتلاف کننده انرژی تا حدی تغییر شکل می‌دهد و به سختی می‌توان به تغییر شکل ادامه داد. در این مرحله، سفتی کششی اتلاف کننده انرژی افزایش می یابد، نیروی کششی به شدت از نقطه عطف افزایش می یابد و سرعت رشد تغییر شکل به سرعت کاهش می یابد.

وقتی نیروی مانیتورینگ از میانگین نیروی کشش کاری دستگاه استهلاک انرژی کمتر باشد به این معنی است که اتلاف کننده انرژی راه اندازی نشده و در مرحله اول است. وقتی نیروی مانیتورینگ تقریباً برابر با میانگین نیروی کشش کاری اتلاف کننده انرژی باشد، نشان می دهد که اتلاف کننده انرژی راه اندازی شده و در مرحله دوم است. هنگامی که نیروی نظارت به طور ناگهانی به شدت افزایش می یابد، که بسیار بیشتر از میانگین نیروی کشش کاری اتلاف کننده انرژی است، به این معنی است که اتلاف کننده انرژی به جابجایی حدی رسیده است و به مصرف انرژی ادامه نمی دهد و انرژی ضربه توسط سایرین تلف می شود. اجزای سیستم بنابراین، انرژی ضربه سیستم را می توان به طور تقریبی با نظارت بر وضعیت کار هر اتلاف کننده انرژی شمارش کرد.

بر اساس ویژگی های اتلاف کننده های انرژی فوق، اتلاف کننده های انرژی بر روی طناب های نگهدارنده و طناب های معلق چیده شده اند تا مکانیزم مصرف انرژی و نظارت بر دو سطح را تشکیل دهند. اتلاف کننده های انرژی اولیه روی طناب های پشتیبانی ظرفیت مصرف انرژی را از طریق اتلاف کننده انرژی حلقه سری بهبود می بخشد. [۳۲]و میانگین نیروی کشش کاری معادل نیروی اتلاف کننده انرژی یک حلقه است. اتلاف کننده های انرژی ثانویه روی طناب های معلق ظرفیت مصرف انرژی را بهبود می بخشد و نیروی شروع را از طریق اتلاف کننده های انرژی حلقه موازی دو برابر می کند.

اتلاف کننده های انرژی اولیه با نیروی راه اندازی کم و اتلاف کننده انرژی ثانویه با نیروی راه اندازی بالا مکانیسم مصرف انرژی دو مرحله ای سیستم را تشکیل می دهند. علاوه بر این، اصل تمایز چهار سطحی انرژی ضربه شی در حال سقوط از طریق داده های نظارت سنسورهای تنش شکل می گیرد. با توجه به اینکه آیا اتلاف کننده های انرژی دو مرحله ای راه اندازی شده اند یا نه، و اینکه آیا به حد جابجایی رسیده است، مقیاس حادثه سقوط به چهار سطح تقسیم می شود. میز ۱. اف_۱ و اف_۲ در جدول داده های مانیتورینگ سنسورهای تنش اولیه و ثانویه به ترتیب و اس_۱ و اس_۲ به ترتیب میانگین کشش کاری مصرف کنندگان انرژی اولیه و ثانویه است.

۵٫ شبیه سازی سیستم

۵٫۱٫ طراحی مدل

در ساخت لوله اصلی یک ساختمان فوق العاده مرتفع [۱۰]، سیستم قالب مورد استفاده دارای انرژی ضربه سقوط حدود ۶۵۰ کیلوژول بود. طبق فرمول (۴) ضریب ایمنی ل به عنوان ۱٫۲ در نظر گرفته می شود و حداقل مصرف انرژی کل ۷۸۰ کیلوژول باید پیکربندی شود. بنابراین، شانزده مصرف کننده انرژی GS-8002 با ظرفیت کل مصرف انرژی ۸۰۰ کیلوژول انتخاب می شوند. یک سیستم حفاظتی انعطاف پذیر با سقوط بالا بر اساس روش طراحی فوق طراحی شد. اتصال موازی دو اتلاف کننده انرژی حلقه ای نوع GS-8002 توسط طناب تعلیق، نیروی راه اندازی اتلاف کننده انرژی را افزایش می دهد و اتصال سری دو اتلاف کننده انرژی حلقه ای از نوع GS-8002 توسط طناب آویز، حداکثر تغییر شکل را افزایش می دهد. اتلاف کننده انرژی، در نتیجه به مصرف انرژی دو مرحله ای در روش طراحی دست می یابد. طرح کلی سیستم در نشان داده شده است شکل ۹با قاب تبدیل دارای ضلع بلند ۸٫۵ متر، ضلع کوتاه ۷٫۵ متر و طول بند ۱ متر است. بررسی امکان‌سنجی روش طراحی از طریق شبیه‌سازی عددی.

۵٫۲٫ شبیه سازی شبکه رهگیری

شبکه رهگیری با اتصال مجموعه ای از چهار حلقه مشبک شکل می گیرد و حلقه های مشبک از سیم های فولادی چند رشته ای با مقاومت بالا ساخته شده اند. در محاسبات عددی، از عنصر تیر حلقوی برای ایجاد مدل، در مورد مدل سازنده معادل پیشنهاد شده توسط Xu استفاده کنید. [۳۰]. مدول الاستیک برای شبیه سازی رفتار مکانیکی ماکروسکوپی مش کاهش می یابد. علاوه بر این، آنها از روش معادل سطح مقطع برای ساده کردن بخش حلقه مش استفاده می کنند و تماس عمومی بین حلقه های مش را تنظیم می کنند.شکل ۱۰).

۵٫۳٫ شبیه سازی اتلاف کننده انرژی

اتلاف کننده انرژی توسط عنصر پرتو با یک مدل مواد پلاستیسیته خطی تکه ای شبیه سازی شده است. منحنی نیرو-جابجایی (شکل ۸به دست آمده از آزمون کشش شبه استاتیکی به یک مدل سه مرحله ای ساده شده و می توان آن را به منحنی تنش-کرنش واقعی ساده شده تبدیل کرد.شکل ۱۱) طبق فرمول محاسبه (۶) [۴۳].

ه^{“} = لوگاریتم (۱ + ه)

(۶)

جایی که $ه$ فشار مهندسی است، $ه^{“}$ فشار واقعی است

۵٫۴٫ مدل المان محدود

با توجه به مدل نشان داده شده در شکل ۸مدل محاسبات دینامیکی المان محدود در برنامه LS-DYNA ایجاد شده است [۴۳]. مشخصات و پارامترهای شبیه سازی هر جزء در این قسمت نشان داده شده است جدول ۲. قسمت اتصال قاب معلق و طناب آویزان تحت فشار زیادی قرار می گیرد، بنابراین برای طرف مقابل از لوله مربعی با مقطع ۳۰۰×۳۰۰×۸ و لوله مربعی به طول ۱۸۰×۱۸۰×۱۸۰ استفاده می شود. ۶ برای طرف دیگر استفاده می شود و طول و عرض قاب ۸ متر است.

در طول محاسبه ضربه، تماس پرتو به سطح باید بین جسم در حال سقوط و شبکه رهگیر تنظیم شود. تماس اتوماتیک عمومی بین غل و شبکه رهگیر تنظیم می شود. یک تماس کابل هدایت شده بین غل و طناب نگهدارنده تنظیم می شود. واحد کمربند ایمنی برای تنظیم تماس کشویی در اتصال بین طناب پشتیبانی و قاب معلق استفاده می شود. شیء در حال سقوط و سیستم حفاظتی انعطاف پذیر در هنگام سقوط با تماس خودکار جهانی با دیوار ساختمان تنظیم می شود.

۵٫۵٫ موارد شبیه سازی

برای آزمایش عملی بودن مکانیسم مصرف انرژی دو مرحله ای، چهار شرط محاسبه اول نشان داده شده است جدول ۳ مطابق با چهار سطح تصادف در میز ۱. در مورد ۱ و مورد ۲، جسم در حال سقوط از بالای سیستم چارچوب می افتد. برای افزایش راندمان محاسباتی، موقعیت اولیه جسم در حال سقوط را طوری تنظیم کردند که به تور متصل شود و انرژی پتانسیل اولیه آن به انرژی جنبشی تبدیل شد که به آن سرعت اولیه داده شد. در مورد ۳ و مورد ۴، کل سقوط سیستم چارچوب در نظر گرفته شد و موقعیت اولیه موقعیت لنگر واقعی بود. انرژی ضربه سیستم حفاظتی، محاسبه نظری انرژی پتانسیل سقوط بود که طبق فرمول (۱) قابل محاسبه بود. برای پی بردن به تأثیر مکانیسم مصرف انرژی، اتلاف کننده های انرژی در مورد ۱ و مورد ۳ حذف شدند و به ترتیب Case 5 و Case 6 را تشکیل دادند.

۶٫ تجزیه و تحلیل نتایج

۶٫۱٫ تغییر شکل سیستم

تغییر شکل رهگیری سیستم از شبیه‌سازی‌ها در هر مورد ضربه نشان داده شده است شکل ۱۲. این سیستم با موفقیت اجسام در حال سقوط را با انرژی ضربه متفاوت از مورد ۱ تا مورد ۵ رهگیری می کند و اجزای آن آسیبی نمی بینند. کمانش قاب معلق در مورد ۶ قابل مشاهده است، که نشان می دهد سیستم بدون مکانیسم اتلاف انرژی نمی تواند ضربه انرژی بالا را تحمل کند.

شکل ۱۳ همچنین نمای جلویی تغییر شکل توری محافظ را نشان می دهد. توری به شکل قیفی ضربه خورده و منقبض می شود. غل و زنجیرهای متصل با توری اطراف مش در زیر کیس ۱ تا کیس ۴ کشیده شده و در امتداد طناب نگهدارنده می لغزند. طناب نگهدارنده قیدها را به هم متصل می کند و کشیده می شود و اتلاف کننده های انرژی توسط مکانیزم خود لنگر برای تحقق تغییر شکل بزرگ راه اندازی می شوند. تغییر شکل کلی سیستم با وضعیت مورد انتظار مطابقت دارد. در مقایسه با مورد ۲ و مورد ۳، حداکثر جابجایی مورد ۵ و مورد ۶ به ترتیب ۲۱٫۸% و ۳۱٫۲% کاهش یافت. سیستم بدون اتلاف کننده انرژی به اندازه کافی “انعطاف پذیر” نیست و ظرفیت تغییر شکل به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.

در مورد ۱ و مورد ۲، اجسام در مقیاس کوچک وسط دهانه مش را تحت تأثیر قرار می دهند و قانون تغییر شکل سیستم با تحقیقات موجود مطابقت دارد. [۳۱,۳۲,۳۳]. مورد ۳ این است که جسم منفرد به لبه مش برخورد می کند و تغییر شکل سیستم و توزیع نیروی داخلی بسیار نامتقارن است. مورد ۴ این است که جسم جرمی به طور متقارن به چهار لبه مش ضربه می زند و تنش در وسط مش کم است، تحقیق در مورد این دو نوع شرایط ضربه نسبتاً نادر است و سیستم می تواند به طور عادی کار کند که نشان می دهد که سیستم می تواند با تصادفی بودن برخورد یک شی در حال سقوط کنار بیاید.

۶٫۲٫ توزیع مصرف انرژی

نسبت مصرف انرژی اجزای سیستم در موارد مختلف نشان می دهد جدول ۴. انرژی ضربه کیس ۱ و کیس ۲ کم است، اتلاف کننده های انرژی راه اندازی نشده اند و مصرف انرژی خود مش نسبتاً زیاد است. مورد ۳ یک ضربه غیرعادی است و اتلاف کننده های انرژی در سمت ضربه بیشتر شروع می شوند. با افزایش انرژی ضربه ای، نسبت مصرف انرژی اتلاف کننده های انرژی همچنان در حال افزایش است و در مورد ۴ به ۸۵٫۳ درصد می رسد که ثابت می کند خطای طراحی حالت حدی بر اساس تطبیق انرژی سیستم در این روش طراحی کوچک است و امکان سنجی را تأیید می کند. طراحی تطبیق انرژی در این روش طراحی. در مورد ۵، مصرف انرژی عمدتاً به مش بستگی دارد. در مورد ۶، مصرف انرژی کمانش قاب معلق نسبتاً زیاد است. قبل از کمانش قاب معلق، کل انرژی ضربه ۱۱۱٫۶ کیلوژول است، یعنی مصرف انرژی نهایی سیستم بدون اتلاف کننده های انرژی ۱۱۱٫۶ کیلوژول است. انرژی ضربه ای مورد ۴ ۶۷۳٫۸ کیلوژول، مصرف انرژی ۸۴٫۲٪ است و محدودیت مصرف انرژی سیستم می تواند از ۸۰۰ کیلوژول تجاوز کند.

۶٫۳٫ نیروی داخلی اجزا

تاریخچه زمانی نیروهای ضربه مش در موارد مختلف نشان داده شده است شکل ۱۳. هنگامی که جسم در حال سقوط برای اولین بار با مش تماس می گیرد، نیروی ضربه به مقدار اوج می رسد و به تدریج پس از بازگشت های متعدد کاهش می یابد. همانطور که در نشان داده شده است شکل ۱۴، تاریخچه زمانی نیروی کشش طناب معلق در مورد ۳ و مورد ۴ به تدریج تحت مکانیسم مصرف انرژی کاهش می یابد. به طور همزمان، به دلیل برخورد خارج از مرکز در مورد ۳، نیروی وارد بر هر طناب ناهموار است و نیروی داخلی نزدیک سمت ضربه زیاد است. موارد دیگر با قانون مورد ۴ مطابقت دارد و قانون پاسخ نیروی داخلی طناب نگهدارنده و طناب معلق مطابقت دارد. این پدیده با قانون تست سیستم حفاظت غیر فعال مطابقت دارد [۳۱,۳۲,۳۳].

مقدار پیک نیروی داخلی هر جزء از سیستم نشان داده شده است جدول ۵. اجزای سیستم تحت Case 1 تا Case 5 مازاد زیادی دارند و ساختار کلی نسبتاً ایمن است. از آنجایی که شرایط ضربه ۳ یک بار نامتقارن است، تنش در سمت ضربه قاب معلق زیاد است و حداکثر تنش از شرایط ۴ فراتر می رود، بنابراین تاثیر ضربه خارج از مرکز باید به طور کامل در طراحی در نظر گرفته شود.

در مقایسه با مورد ۵، نیروی داخلی طناب نگهدارنده در مورد ۲ ۵۹٪ کاهش می یابد، نیروی داخلی طناب معلق ۶۰٫۳٪ کاهش می یابد، و تنش قاب معلق ۶۳٫۶٪ کاهش می یابد. در مورد ۶، نیروی داخلی سیم طناب به مقدار شکستن می رسد، تنش قاب معلق به مقدار تسلیم می رسد و سیستم از کار می افتد.

۶٫۴٫ بحث

با توجه به مکانیسم مصرف انرژی ارائه شده در این مقاله، ظرفیت مصرف انرژی سیستم در مقایسه با سیستم بدون مصرف انرژی بیش از شش برابر افزایش می یابد. نتایج شبیه‌سازی امکان‌سنجی طراحی تعادل نیروی مؤلفه را در این روش طراحی تأیید می‌کند. در همین حال، وضعیت اتلاف کننده انرژی همان چیزی است که در آن انتظار می رود بخش ۴٫۳ از این مقاله، که اثربخشی مکانیسم مصرف انرژی دو سیج در این روش طراحی را اثبات می‌کند. مکانیسم مصرف انرژی تأثیر آشکاری بر کاهش نیروی داخلی اجزای کلیدی دارد، بنابراین مکانیسم مصرف انرژی در طراحی ضروری است.

سیستم حفاظتی انعطاف پذیر با سقوط بالا برای حفاظت کلی تجهیزات قالب در ساخت لوله اصلی ساختمان های بلندمرتبه طراحی شده است و همچنین می تواند در حفاظت از سقوط زیاد سایر دهانه های سازه ساختمان استفاده شود. در مقایسه با سیستم های حفاظت سنتی (جدول ۶بزرگترین مزیت سیستم حفاظتی پیشنهادی در این مقاله ظرفیت مصرف انرژی بالاتر آن است. عیب این سیستم هزینه بالای آن است، بنابراین می توان آن را با شبکه های محافظ سنتی ترکیب کرد تا از این سیستم در مناطقی با نیاز سطح حفاظتی بالا و سیستم های حفاظتی سنتی در مناطق با نیاز سطح حفاظتی پایین استفاده کرد.

۷٫ نتیجه گیری

(۱): این مطالعه به دنبال توسعه یک سیستم حفاظتی انعطاف‌پذیر با سقوط زیاد با مصرف انرژی بسیار قوی‌تر نسبت به سیستم‌های حفاظتی سنتی است و مشکل حفاظت در برابر ضربه در مقیاس بزرگ مشابه سقوط کلی تجهیزات قالب را حل می‌کند و در نتیجه ایمنی ساخت و ساز را بهبود می‌بخشد.
(۲): تازگی سیستم در استفاده از مش سیم فولادی به عنوان جزء رهگیری و استفاده از اتلاف کننده های انرژی به عنوان جزء مصرف کننده انرژی است که به ظرفیت مصرف انرژی بالایی دست می یابد.
(۳): روش طراحی پیشنهادی تطبیق انرژی سیستم، تعادل نیروی داخلی جزء و مصرف انرژی دو مرحله‌ای را در نظر می‌گیرد که می‌تواند به طراحی علمی و کمی سیستم‌های حفاظتی انعطاف‌پذیر در ارتفاع بالا دست یابد.
(۴): این شبیه‌سازی‌ها تایید کرد که در مقایسه با سیستم بدون مکانیسم اتلاف انرژی، سیستم با مکانیزم اتلاف انرژی تسلیم کششی می‌تواند نیروی داخلی اجزای کلیدی خود را حدود ۶۰ درصد کاهش دهد و ظرفیت ضد سقوط را بیش از ۶ برابر افزایش دهد.
(۵): این مطالعه به دلیل فقدان برنامه های کاربردی مهندسی محدود شده است. راحتی و اقتصادی بودن سیستم هنوز تایید نشده است.
(۶): مطالعات آتی باید به حفاظت از ضربه با انرژی بالا در قطعات بدون باز شدن توجه کند و تحقیقات ویژه ای را در مورد کاربرد آن در حفاظت از آسیب پرسنل ساختمانی در هنگام سقوط انجام دهد.

مشارکت های نویسنده

مفهوم سازی، LL (Linxu Liao) و ZY. روش شناسی، LL (Linxu Liao) و ZY. اعتبار سنجی، LG; تحلیل رسمی، LL (Linxu Liao) و LL (Liru Luo). نوشتن – آماده سازی پیش نویس اصلی، LL (Linxu Liao); نوشتن – بررسی و ویرایش، ZY، XT، و DL. کسب بودجه، DL همه نویسندگان نسخه منتشر شده نسخه خطی را خوانده و با آن موافقت کرده اند.

منابع مالی

این تحقیق هیچ بودجه خارجی دریافت نکرد.

بیانیه در دسترس بودن داده ها

قابل اجرا نیست.

تضاد علاقه

نویسندگان هیچ تضاد منافع را اعلام نمی کنند.

منابع

OSHA (اداره ایمنی و بهداشت شغلی). آمارهای رایج OSHA. 2019. در دسترس آنلاین: https://www.osha.gov/data/commonstats (دسترسی در ۷ مه ۲۰۲۱).
OSHA (اداره ایمنی و بهداشت شغلی). مقررات ایمنی و بهداشت برای ساخت و ساز: حفاظت از پاییز (استاندارد ۲۹ CFR 1926، SubpartM). در دسترس آنلاین: https://www.osha.gov/lawsregs/regulations/standardnumber/1926/1926.502 (دسترسی در ۲۳ مه ۲۰۲۱).
HSE، ۲۰۲۰٫ اجرایی بهداشت و ایمنی. جراحات مرگبار محل کار در بریتانیا. در دسترس آنلاین: http://www.hse.gov.uk/statistics/pdf/fatalinjuries.pdf (دسترسی در ۵ مارس ۲۰۲۳).
Ma, Z. تجزیه و تحلیل آماری حوادث تولید ایمنی در زمینه ساخت و ساز. معماری ۲۰۲۲، ۳، ۵۲-۵۵٫ [Google Scholar]
Safework، A. مرگ و میر ناشی از ضربه ناشی از کار، استرالیا. ۲۰۱۹٫ در دسترس آنلاین: https://www.safeworkaustralia.gov.au/doc/work-related-traumatic-injury-fatalities-australia-2019 (دسترسی در ۶ مارس ۲۰۲۳).
لینگ، FYY؛ لیو، ام. وو، YC تلفات ساختمانی در سنگاپور. بین المللی J. Project Manag. 2009، ۲۷، ۷۱۷-۷۲۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
آژانس ایمنی و بهداشت شغلی کره تجزیه و تحلیل وضعیت حوادث صنعتی ۲۰۱۸٫ ۲۰۱۸٫ در دسترس آنلاین: https://www.kosha.or.kr/english/index.do (دسترسی در ۶ مارس ۲۰۲۳).
کیم، جی.ام. پسر، ک. یام، اس جی; Ahn, S. تجزیه و تحلیل خطر حوادث ایمنی: خطرات نسبی کارگران مهاجر در صنعت ساختمان. پایداری ۲۰۲۰، ۱۲، ۵۴۳۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Ren, G. حذف دستگاه ضد سقوط منجر به سقوط قاب صعود شد و عملیات متقاطع غیرقانونی باعث گسترش حادثه شد – تحلیل یک حادثه بزرگتر سقوط داربست بالابر متصل در داربست بالابر چسبیده “۳٫۲۱” پروژه کابل مهندسی دریایی AVIC Baosheng در یانگژو، استان جیانگ سو. جیلین کار پروت. ۲۰۱۹، ۹، ۳۹-۴۱٫ [Google Scholar]
دفتر کمیته ایمنی کار شورای دولتی. اطلاعیه دفتر کمیسیون ایمنی شورای ایالتی در مورد حادثه سقوط داربست پیوسته بزرگ “۹٫۱۰” در محل ساخت و ساز ساختمان Kaixuan در جاده Xuanwu، شهر Xi’an، استان Shaanxi. در مجموعه مقالات اداره دولتی ایمنی کار و اداره دولتی ایمنی معدن زغال سنگ، شیان، چین، ۱۴ تا ۱۵ اکتبر ۲۰۱۱٫ [Google Scholar]
ژونگ، بی. پان، X. عشق، PED; دینگ، ال. فانگ، دبلیو. یادگیری عمیق و تحلیل شبکه: طبقه‌بندی و تجسم روایت‌های تصادف در ساخت‌وساز. با ماشین. ساخت و ساز ۲۰۲۰، ۱۱۳، ۱۰۳۰۸۹٫ [Google Scholar] [CrossRef]
ما، اف. ژانگ، دی. وانگ، ز. چن، ایکس. جیانگ، ال. ارزیابی ریسک اجسام در حال سقوط از نمای ساختمان‌های موجود. ساختمان ها ۲۰۲۳، ۱۳، ۱۹۰٫ [Google Scholar] [CrossRef]
انصاری، ر. دهقانی، پ. مهدیخانی، م. جئونگ، جی. یک ارزیابی جدید ریسک ایمنی بر اساس نظریه مجموعه فازی و روش‌های تصمیم‌گیری در ساختمان‌های بلند. ساختمان ها ۲۰۲۲، ۱۲، ۲۱۲۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
حلبی، ی. خو، اچ. لانگ، D. عوامل علّی و ارزیابی خطر حوادث سقوط در صنعت ساخت و ساز ایالات متحده: تجزیه و تحلیل داده های جامع (۲۰۰۰-۲۰۲۰). ساف علمی ۲۰۲۲، ۱۴۶، ۱۰۵۵۳۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
نیواز، MT; ارشادی، م. کاروترز، ال. جفریز، م. دیویس، پی. بررسی و ارزیابی فناوری‌ها برای مقابله با خطر سقوط از ارتفاع در سایت‌های ساختمانی. ساف علمی ۲۰۲۲، ۱۴۷، ۱۰۵۶۱۸٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Semeykin، AY; کلیمووا، ای. نوساتووا، ای. Khomchenko, YV استفاده از سیستم های خودکار ارزیابی ریسک برای اطمینان از ایمنی پرسنل در سایت های ساخت و ساز. IOP Conf. سر. ماتر علمی مهندس ۲۰۲۰، ۹۴۵۰۱۲۰۲۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Łabęd’z، P. اسکابک، ک. اوزیمک، پ. Nytko، M. تنظیم هیستوگرام تصاویر برای بهبود بازسازی فتوگرامتری. حسگرها ۲۰۲۱، ۲۱، ۴۶۵۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
لو، ی. گونگ، پی. تانگ، ی. سان، اس. Li, Q. ارزیابی ریسک ایمنی ساخت و ساز یکپارچه BIM در مرحله طراحی پروژه های ساختمانی. با ماشین. ساخت و ساز ۲۰۲۱، ۱۲۴، ۱۰۳۵۵۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، ز. وو، ی. یانگ، ال. تیروناووکاراسو، ا. اویسون، سی. ژائو، ی. تشخیص سریع تجهیزات حفاظت شخصی برای سایت های ساخت و ساز واقعی با استفاده از رویکردهای یادگیری عمیق. حسگرها ۲۰۲۱، ۲۱، ۳۴۷۸٫ [Google Scholar] [CrossRef] [PubMed]
Zuluaga، CM; آلبرت، آ. Winkel، MA بهبود ایمنی، کارایی و بهره‌وری: ارزیابی سیستم‌های حفاظت از سقوط برای کار پل با استفاده از فناوری پوشیدنی و تجزیه و تحلیل ابزار. J. ساخت. مهندس مدیریت ۲۰۲۰، ۱۴۶۰۴۰۱۹۱۰۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
چلیک، جی تی; آیدینلی، س. بازاتی، س. کاربردهای شبکه ایمنی در کشورهای در حال توسعه: مطالعه موردی ترکیه و ایران. J. Constr. مهندس مدیریت نوآوری ۲۰۲۱، ۴، ۱۲-۲۱٫ [Google Scholar] [CrossRef]
فیلو، MCA؛ Serra، SMB مقایسه بین سیستم های حفاظتی جمعی در برزیل: سکوهای ایمنی و شبکه ایمنی نوع V. SN Appl. علمی ۲۰۲۰، ۲، ۲۱۵۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Eulogio، ES; بیشتر، IR جذب انرژی شبکه های ایمنی در ساخت و ساز ساختمان [C/OL]//ساختارهای تحت شوک و تأثیر بر جنگل جدید; WIT Press: ساوتهمپتون، انگلستان، ۲۰۰۶; ص ۴۲۱-۴۲۹٫ [Google Scholar]
چن، ی. تحقیق تجربی و شبیه سازی عددی عملکرد حفاظتی شبکه های ایمنی در ساختمان های بلندمرتبه؛ دانشگاه جیائوتنگ جنوب غربی: چنگدو، چین، ۲۰۲۲٫ [Google Scholar]
یو، ZX; ژائو، ال. مطالعات لیو، YP در مورد موانع ریزش سنگ انعطاف پذیر برای حالت های شکست، مکانیسم ها و استراتژی های طراحی: مطالعه موردی چین غربی. رانش زمین ۲۰۱۹، ۱۶، ۳۴۷-۳۶۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
درو، اف. لی، ایکس. ژائو، جی. یک رویکرد یکپارچه CFD-DEM برای مدل‌سازی تأثیرات جریان زباله بر روی موانع انعطاف‌پذیر. بین المللی J. Numer. مقعدی روش ها Geomech. 2018، ۴۲، ۱۶۴۳-۱۶۷۰٫ [Google Scholar]
جین، Y.-T. یو، Z.-X. لو، L.-R. ژانگ، L.-J. خو، اچ. Qi، X. مطالعه ای در مورد مکانیسم اتلاف انرژی یک سیستم حفاظتی انعطاف پذیر هدایت شونده تحت تاثیر ریزش سنگ. J. Vib. شوکه شدن ۲۰۲۱، ۴۰، ۱۷۷–۱۸۵+۱۹۲٫ [Google Scholar]
Qi، X. یو، Z.-X. ژانگ، L.-J. خو، اچ. لی، Z.-M. تجزیه و تحلیل نرمال سازی نیروی سوراخ شدن شبکه حلقه سیم فولادی. J. Vib. شوکه شدن ۲۰۲۱، ۴۰، ۱۷۸-۱۸۶٫ [Google Scholar]
گوا، ال.-پی. یو، Z.-X. لو، L.-R. Qi، X. ژائو، اس.-سی. یک روش تحلیلی سوراخ کردن رفتار مکانیکی شبکه های حلقه بر اساس هم ارزی مسیر بار. مهندس من ۲۰۲۰، ۳۷، ۱۲۹-۱۳۹٫ [Google Scholar]
خو، اچ. جنتیلینی، سی. یو، ز. Qi، X. Zhao, S. یک رویکرد طراحی مبتنی بر تخصیص انرژی برای موانع حفاظتی انعطاف پذیر از ریزش سنگ. مهندس ساختار. ۲۰۱۸، ۱۷۳، ۸۳۱–۸۵۲٫ [Google Scholar] [CrossRef]
ژائو، SC; یو، ZX; وی، تی. Qi, X. مطالعه آزمایشی مکانیسم نیرو و محاسبه عددی سیستم توری ایمنی. کشور چین مهندس جی. ۲۰۱۳، ۴۶، ۱۲۲-۱۲۸٫ [Google Scholar]
Qi، X. خو، اچ. یو، ز. ژائو، ال. Meng, Q. مطالعه خواص مکانیکی دینامیک حلقه های شکست در سیستم محافظ انعطاف پذیر. مهندس من ۲۰۱۸، ۳۵، ۱۸۸-۱۹۶٫ [Google Scholar]
یو، Z.-X. ژانگ، L.-J. لو، L.-R. جین، Y.-T. ژائو، ال. Qi، X. ژائو، اس.-سی. بررسی مقاومت ضربه ای سیستم حفاظتی سایبان فولادی ارتجاعی چانه. جی. راک مکانیک. مهندس ۲۰۲۰، ۳۹، ۲۵۰۵–۲۵۱۶٫ [Google Scholar]
وانگ، ام. شی، س. یانگ، Y. تست کشش استاتیک و شبیه سازی دینامیکی FEM برای پراکنده انرژی حلقه ترمز. J. Vib. شوکه شدن ۲۰۱۱، ۳۰، ۱۸۸-۱۹۳٫ [Google Scholar]
گتاردی، جی. Govoni، L. مدلسازی در مقیاس کامل موانع حفاظتی سنگ در حال سقوط. راک من. مهندس راک ۲۰۱۰، ۴۳، ۲۶۱-۲۷۴٫ [Google Scholar] [CrossRef]
ژائو، ی. یو، ز. ژائو، اس. روش محاسبات عددی برای ساختار شبکه منفعل منعطف با شبکه حلقه توزیع شده چند دهانه. J. Vib. شوکه شدن ۲۰۱۹، ۳۸، ۲۱۱-۲۱۹٫ [Google Scholar]
یو، ز. لو، ال. لیو، سی. پاسخ دینامیکی موانع ریزش سنگ انعطاف پذیر با اشکال مختلف بلوک. رانش زمین ۲۰۲۱، ۱۸، ۲۶۲۱-۲۶۳۷٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Qi، X. خو، اچ. Yu, Z. آزمایش در مقیاس کامل و شبیه سازی عددی سیستم حفاظتی انعطاف پذیر هدایت شونده تحت بار انفجار. محیط زیست مهندس Geosci. 2020، ۲۶، ۲۴۳-۲۵۶٫ [Google Scholar] [CrossRef]
ژائو، ال. یو، ZX; Liu, YP شبیه سازی عددی پاسخ موانع ریزش سنگ انعطاف پذیر تحت بارگذاری ضربه در موقعیت های مختلف. J. Constr. فولاد Res. 2020، ۱۶۷، ۱۰۵۹۵۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
وانگ، ال. ژانگ، ایکس. وی، ایکس. لیانگ، دبلیو. Zhang, W. تحقیق و کاربرد فناوری آویزان شبکه ایمنی در ساخت سازه های فولادی ساختمان های فوق العاده بلند. ساخت و ساز تکنولوژی ۲۰۱۵، ۴۴، ۳۴-۳۶٫ [Google Scholar]
نه، جی. Bathe, KJ یک طرح ادغام زمانی صریح برای تجزیه و تحلیل انتشار موج. محاسبه کنید. ساختار. ۲۰۱۳، ۱۲۹، ۱۷۸-۱۹۳٫ [Google Scholar] [CrossRef]
نه، جی. هام، اس. Bathe, KJ عملکرد یک طرح ادغام زمانی ضمنی در تجزیه و تحلیل انتشار موج. محاسبه کنید. ساختار. ۲۰۱۳، ۱۲۳، ۹۳-۱۰۵٫ [Google Scholar] [CrossRef]
Livermore Software Technology Corporation (lstc)، LS-DYNA_Manual_Volume_I_R11. 2018. در دسترس آنلاین: https://ftp.lstc.com/anonymous/outgoing/jday/manuals/LS-DYNA_Manual_Volume_I_R11.pdf (دسترسی در ۵ مارس ۲۰۲۳).

شکل ۱٫
سیستم حفاظتی موجود

شکل ۲٫
ترکیب سیستم.

شکل ۳٫
مکانیسم کار. (آ) سیستم های سنتی (ب) سیستم حفاظتی انعطاف پذیر با سقوط بالا.

شکل ۴٫
انتقال نیرو. (آ) نمودار انتقال نیرو. (ب) مسیر انتقال نیرو.

شکل ۵٫
تست ترکیدگی مش.

شکل ۶٫
رابطه نیرو – جابجایی

شکل ۷٫
تست استاتیک حلقه رفع فشار.

شکل ۸٫
رابطه نیرو-جابجایی حلقه رفع فشار از نوع GS-8002.

شکل ۹٫
طراحی سیستم.

شکل ۱۰٫
شبیه سازی شبکه حلقه

شکل ۱۱٫
منحنی تنش-کرنش واقعی حلقه رفع فشار از نوع GS-8002.

شکل ۱۲٫
تغییر شکل سیستم (آ) مورد ۱٫ (ب) مورد ۲٫ (ج) مورد ۳٫ (د) مورد ۴٫ (ه) مورد ۵٫ (f) مورد ۶٫

شکل ۱۳٫
نیروی ضربه تور رهگیر.

شکل ۱۴٫
مورد ۳ نیروی داخلی طناب معلق. (آ) مورد ۳٫ (ب) مورد ۴٫

میز ۱٫
طبقه بندی حوادث ناشی از سقوط بر اساس وضعیت اتلاف کننده های انرژی.

سطح تصادف	شرط تمایز	وضعیت اتلاف کننده های انرژی
سطح ۱	${اف}_{۱} < {اس}_{۱}$	اتلاف کننده های انرژی اولیه راه اندازی نشده اند.
سطح ۲	${اف}_{۱ من} \approx {اس}_{۱ من}$ ${اف}_{۲} < {اس}_{۲}$	برخی از پراکنده کننده های اولیه شروع به کار کردند اما به جابجایی حدی نرسیدند و اتلاف کننده های ثانویه شروع به کار نکردند.
سطح ۳	${اف}_{۱ من} > {اس}_{۱ من}$ ${اف}_{۲ من} \approx {اس}_{۲ من}$	اتلاف کننده های انرژی اولیه همگی راه اندازی شده اند، برخی به جابجایی حدی می رسند و برخی اتلاف کننده های انرژی ثانویه راه اندازی شده اند اما به جابجایی حدی نرسیده اند.
سطح ۴	${اف}_{۱ من} > {اس}_{۱ من}$ ${اف}_{۱ من} > {اس}_{۱ من}$	اتلاف کننده های انرژی اولیه همه راه اندازی شده اند، برخی به جابجایی حدی می رسند، و اتلاف کننده های انرژی ثانویه همگی راه اندازی شده اند، برخی به جابجایی حدی می رسند.

جدول ۲٫
مشخصات کامپوننت و پارامترهای شبیه سازی

جزء	مشخصات	مواد واقعی	مدل مواد	نوع عنصر
تور رهگیری	R16/3/300	سیم فولادی با استحکام بالا	پلاستیسیته_خطی_قطعی	پرتو
طناب پشتیبانی	۱f22	۶ × ۱۹ ثانیه + روز	کابل_پرتو_گسسته	پرتو
طناب معلق	۱f22	۶ × ۱۹ ثانیه + روز	کابل_پرتو_گسسته	پرتو
اتلاف کننده انرژی	Gs-8002	Q235	پلاستیسیته_خطی_قطعی	پرتو
قاب معلق	B200 × ۸	Q355	پلاستیک_سینماتیک	پرتو
مصالح ساختمانی	۳۲#b (فولاد کانال)	Q355	سفت و سخت	پوسته
قالب بندی	قالب کوهنوردی	Q355	سفت و سخت	پوسته

جدول ۳٫
شرط محاسبه

موارد	مواد در حال سقوط	جرم

جدول ۴٫
توزیع انرژی سیستم

موارد	اتلاف کننده انرژی		شبکه رهگیری		قاب معلق		دیگران		جمع
موارد	ارزش	نسبت	ارزش	نسبت	ارزش	نسبت	ارزش	نسبت	جمع
مورد ۱	۴٫۳	۳۰٫۳	۸٫۳	۵۸٫۵	۰٫۳	۲٫۱	۱٫۳	۹٫۱	۱۴٫۲
مورد ۲	۱۹	۳۳	۱۲	۲۰٫۸	۰٫۸	۱٫۴	۲۵٫۸	۴۴٫۸	۵۷٫۶
مورد ۳	۱۰۶	۶۶	۲۱	۱۳	۳	۱٫۹	۳۰٫۶	۱۹٫۱	۱۶۰٫۶
مورد ۴	۵۷۵	۸۵٫۳	۳۷	۵٫۵	۱۳	۱٫۹	۴۸٫۸	۷٫۳	۶۷۳٫۸
مورد ۵	–	–	۱۵٫۲	۲۶٫۹	۴٫۹	۸٫۶	۳۶٫۵	۶۴٫۵	۵۶٫۶
مورد ۶	–	–	۲۳٫۲	۱۷٫۴	۶۲٫۶	۴۶٫۹	۴۷٫۶	۳۵٫۷	۱۳۳٫۴

جدول ۵٫
نیروی داخلی جزء.

موارد	طناب پشتیبانی				طناب معلق				شبکه رهگیری			قاب معلق
موارد	نیرو (kN)	حد (kN)	مازاد (%)	اولیه انرژی وضعیت دیسیپاتور	نیرو (kN)	حد (kN)	مازاد (%)	ثانوی وضعیت اتلاف کننده انرژی	نیرو (kN)	حد (kN)	مازاد (%)	استرس (Mpa)	حد (Mpa)	مازاد (%)
مورد ۱	۴۸	۲۸۴	۸۳٫۱	فاز ۱	۱۷٫۸	۲۸۴	۹۳٫۷	فاز ۱	۳۴٫۶	۹۲۴	۹۶٫۳	۲۹٫۷	۳۴۵	۹۱٫۴
مورد ۲	۷۰٫۹	۲۸۴	۷۵٫۰	فاز ۱ و فاز ۲	۳۰٫۴	۲۸۴	۸۹٫۳	فاز ۱	۱۳۱	۹۲۴	۸۵٫۷	۴۹٫۲	۳۴۵	۸۵٫۷
مورد ۳	۱۱۷	۲۸۴	۵۸٫۸	فاز ۲ و فاز ۳	۱۴۳	۲۸۴	۴۹٫۶	فاز ۱ و فاز ۲	۱۹۸	۹۲۴	۷۸٫۶	۲۲۶	۳۴۵	۳۴٫۵
مورد ۴	۱۳۸	۲۸۴	۵۱٫۴	فاز ۲ و فاز ۳	۱۷۷	۲۸۴	۳۷٫۷	فاز ۲ و فاز ۳	۶۵۵	۹۲۴	۲۹٫۱	۱۹۱	۳۴۵	۴۴٫۶
مورد ۵	۱۷۳	۲۸۴	۳۹٫۱	–	۷۶٫۵	۲۸۴	۷۳٫۱	–	۱۳۱	۹۲۴	۸۵٫۸	۱۳۵	۳۴۵	۶۰٫۹
مورد ۶	۲۸۴	۲۸۴	۰	–	۱۶۱	۲۸۴	۴۳٫۳	–	۱۹۴	۹۲۴	۷۹	۳۴۵	۳۴۵	۰

جدول ۶٫
مقایسه عملکرد.

	اجزای اصلی مصرف کننده انرژی	قابلیت حفاظت	هزینه
شبکه های ایمنی “نوع V”. [23]	توری ها	۷٫۷ کیلوژول	کم
توری های نایلونی با مقاومت بالا [۲۴]	توری ها	۲۶٫۳ کیلوژول	کم
سیستم پیشنهادی	اتلاف کننده های انرژی	۶۷۳٫۸ کیلوژول	بالا

سلب مسئولیت/یادداشت ناشر: اظهارات، نظرات و داده های موجود در همه نشریات صرفاً متعلق به نویسنده (ها) و مشارکت کننده (ها) است و نه MDPI و/یا ویرایشگر(ها). MDPI و/یا ویراستار(های) مسئولیت هرگونه آسیب به افراد یا دارایی ناشی از هر ایده، روش، دستورالعمل یا محصولات اشاره شده در محتوا را رد می کنند.

© ۲۰۲۳ توسط نویسندگان. دارنده مجوز MDPI، بازل، سوئیس. این مقاله یک مقاله با دسترسی آزاد است که تحت شرایط و ضوابط مجوز Creative Commons Attribution (CC BY) توزیع شده است (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).

منابع:
۱- shahrsaz.ir , ساختمانها، جلد. ۱۳، صفحات ۱۳۷۶: روش طراحی و پاسخ ضربه ای سیستم حفاظتی انعطاف پذیر پر مصرف انرژی برای ساخت و ساز
,۱۶۸۵۰۵۰۲۰۵
۲- https://www.mdpi.com/2075-5309/13/6/1376 | 2023-05-25 04:30:00