reakcja na obciążenia
NESC pierwotnie zajmował się niezawodnością, zapewniając dopuszczalne projektowanie naprężeń konstrukcji drewnianych, stalowych i betonowych. Kod najpierw określił współczynniki przeciążalności dla stali w szóstym wydaniu, a następnie określił je dla większości innych materiałów w 1977 roku. Wpływ konstrukcji stalowych wież transmisyjnych był siłą motywującą w tej koncepcji. ASCE” Guide for Design of Steel Transmission Towers „(1971) stwierdza we wstępie, że ” jednym z wielu sposobów, w jaki konstrukcja wieży różni się od konstrukcji mostu i budynku, jest to, że konstrukcja wieży wykorzystuje czynniki przeciążeniowe, aby uwzględnić czynniki bezpieczeństwa zamiast zmniejszania dopuszczalnych naprężeń. W konstrukcji wieży podstawowe obciążenie jest zwiększane przez zastosowanie współczynnika przeciążenia, a wieża jest zaprojektowana w celu naprężenia zbliżających się awarii w plonowaniu i wyboczeniu. W projektowaniu budynków i mostów stosowane są rzeczywiste obciążenia, a konstrukcja jest zaprojektowana do naprężeń przy określonych procentach awarii w plonowaniu lub wyboczeniu. Współczynnik przeciążenia podejście do projektowania pozwala na zmianę każdego elementu wytrzymałości (pionowej, poprzecznej i wzdłużnej) być kontrolowane w zależności od jego znaczenia w konstrukcji.”
enigma pozostaje, czy zapewnienie niezawodności poprzez wykorzystanie dopuszczalnego naprężenia lub współczynnika przeciążenia dla niezawodności, co to jest awaria? Filozofia projektowania polegająca na zastosowaniu zredukowanego naprężenia na linii podstawowej we wczesnych edycjach Kodeksu dotyczyła stosowania współczynników przeciążenia w konstrukcji stali. Była wskazówka o sukcesie, gdy testowana wieża nie wykazała trwałego odkształcenia. Czwarte wydanie Kodeksu zapewniło dalsze dostosowanie do tej filozofii, sugerując, że dziesięć procent zostanie dodane do tego obciążenia projektowego, aby uwzględnić zmienność wymiarów lub defektów w materiałach. Dyskusje NESC często dotyczą terminu czynnik bezpieczeństwa. Phil M. Ferguson w swojej trzeciej edycji „fundamentów żelbetowych” proponuje ” prawidłowo zdefiniowany współczynnik bezpieczeństwa to stosunek obciążenia, które spowodowałoby zawalenie się do obciążenia serwisowego lub roboczego. Czynnik bezpieczeństwa jest obecnie błędnie używanym terminem, który prawie wymaga definicji za każdym razem, gdy jest używany.”
NESC uznał czynniki, które zostały uwzględnione jako współczynniki przeciążenia, ale pierwotna definicja wydaje się dotyczyć wydajności konstrukcji w warunkach testowych. NESC ewoluował do obecnego wydania, w którym konstrukcje są zaprojektowane tak, aby wytrzymać obciążenia w przepisie 252 pomnożone przez odpowiednie współczynniki przeciążenia podane w sekcji wytrzymałość Kodeksu. Maksymalne naprężenie w konstrukcjach drewnianych dodatkowo nie może przekraczać wyznaczonego naprężenia włókien. Poprzeczki i przewody mają czynniki materiałowe związane procentowo z ostateczną lub znamionową wytrzymałością na zerwanie. Faceci są przeznaczone zarówno dla współczynnika przeciążenia, jak i do procentu znamionowej wytrzymałości na zerwanie. Historyczne dokładne metody projektowania konstrukcji nie sprzyjały szybkiej analizie, w której zaangażowane były nieokreślone struktury i naprężenia wtórne. Reguły ślizgowe lub kalkulatory mechaniczne były używane do tworzenia nomografów i tabel obciążeń drutu, ugięć, napięć, momentów oporu słupów drewnianych, „amortyzowanych” obwodów linii naziemnej, krzywych sieci trakcyjnej i innych wykresów lub tabel. Pojawiły się one w dodatku do czwartej edycji lub w dyskusji piątej edycji NESC. Kiedy komputery cyfrowe stały się dostępne w 1960 roku nowe metody zostały opracowane, które były szybkie i dokładne.
inżynierowie byli skłonni do umieszczania wiarygodności zdolności obciążeniowych w testach konstrukcji na pełną skalę. Przełożono stosunek naprężeń dopuszczalnych do naprężeń ostatecznych na uzyskanie współczynników obciążenia do zastosowania w testach obciążeniowych konstrukcji pełnowymiarowych. Reakcja na obciążenia serwisowe była ogólnie ignorowana, a współczynnik przeciążenia powszechnie stosowany przez projektantów stalowych wież stał się normą pomiaru wytrzymałości w kodzie.
porównania zrównały procent wytrzymałości ze współczynnikiem przeciążenia, który spełniał prostą analizę konstrukcji jednobiegunowych, w których moment wspornikowy na linii ziemi zaniedbywał momenty wtórne. Testy wież metalowych i RAM H z współczynnikami przeciążenia określiły zdolność awaryjną. Skutki takiego zrównywania myśli zaniedbania w dwóch obszarach, pierwszym i najważniejszym jest to, jakie obciążenie jest struktura oczekuje się utrzymać w służbie i drugi, jaki jest wpływ współczynnika obciążenia na analizę konstrukcji. Wymagane współczynniki przeciążenia często identyfikują obciążenia, które przekraczają pojemność przewodu i elementów sprzętowych w celu przeniesienia ich do konstrukcji. Rezultatem jest nieefektywny system z komponentami niezgodnymi pod względem wytrzymałości i niezawodności.
nieregularny rozwój sekcji obciążenia i wytrzymałości w ostatnich ośmiu wydaniach NESC może wskazywać na potrzebę dostarczenia kodu strukturalnego lub poprawnej identyfikacji obciążeń niezależnie i w połączeniu, a także wytrzymałości różnych materiałów stosowanych w komponentach systemów przesyłowych, dystrybucyjnych i komunikacyjnych.
jeśli grupa zadaniowa wyznaczona do przeglądu propozycji zmian obecnie odrzuconych dla NESC z 1987 r. odnoszących się do wytrzymałości drewna ma możliwość, ponieważ kwestia drewna jest poddawana przeglądowi, kod można poprawić, rozszerzając kwestię o badanie obciążenia i wytrzymałości, ponieważ odnoszą się one do wszystkich materiałów.
rozsądną uchwałą w sekcji ładunkowej 25 NESC jest oddzielenie ładunków lodowych i wiatrowych. Strefy załadunku lodu mogą zachować obecne oznaczenie ciężkie, średnie i lekkie. Należy wziąć pod uwagę przepis dotyczący ekstremalnych warunków lodowych w oparciu o prawdopodobny okres zwrotu, taki jak 50 lat. Obciążenia wiatrem powinny być również określone w zależności od okręgów, w których występują duże, średnie i niskie prędkości wiatru. Kombinacje obciążeń można następnie przypisać w racjonalny sposób, aby uwzględnić różnorodność obciążeń w łączeniu tych cech klimatologicznych z temperaturą. Należy utrzymać rezerwę na ekstremalne wiatry.
jeśli dodatkowe współczynniki obciążenia są uważane za pożądane w reakcji na wiatr lub lód w służbie, należy je umieścić w tej sekcji. Obciążenia te powinny być podstawą do analizy sił na komponenty wszystkich materiałów od drutów, kabli, poprzez konstrukcje i do fundamentu niezależnie od materiałów użytych do przenoszenia obciążeń.
sekcja 26 dotycząca wytrzymałości powinna określać wymaganą wytrzymałość każdego materiału w oparciu o stan obciążenia i pożądaną niezawodność danego elementu. Typowy przykład istnieje w kodzie prądowym, gdzie napięcie przewodu jest ograniczone do 60 procent wytrzymałości na zerwanie w oparciu o określone obciążenia z sekcji 25, ale przy 60°f wymaga początkowego napięcia rozładowanego nie przekraczającego 35 procent wytrzymałości na zerwanie przewodu i końcowego napięcia rozładowanego nie przekraczającego 25 procent wytrzymałości na zerwanie przewodu. W odrzuconej propozycji IEEE Wood Change dla Kodeksu z 1987 r. wytrzymałość konstrukcyjna wynosiła 65 procent wytrzymałości drewna i wynosiła 85 procent wytrzymałości drewna odpowiednio dla konstrukcji klasy B i C. Podobne współczynniki wytrzymałości materiału mogą wynosić 90 procent dla metalu i 65 procent dla betonu zbrojonego.
ostateczna, wydajność lub wyznaczone mocne strony materiałów nie powinny pojawiać się w sekcji wytrzymałości i powinny być określone przez inżyniera odpowiedzialnego za system konstrukcyjny na podstawie jego oceny i wiedzy w zakresie materiałów.
wcześniejsze wysiłki na rzecz opracowania nowych koncepcji w ładowaniu były stosunkowo nieudane, ponieważ przepisy Kodeksu miały pierwszeństwo, a zmiany nie zostały zaproponowane lub nie zostały zaakceptowane. Próba wykorzystania ogromnych danych dostępnych obecnie na temat prawdopodobieństwa obciążeń i wytrzymałości materiałów może być bardziej produktywna, jeśli badania obciążenia i niezawodności zostaną zintegrowane z poważną modyfikacją sekcji obciążenia i wytrzymałości nesc. Aktualna dostępność komputera dla poszczególnych inżynierów i projektantów pozwala na dokładne, racjonalne i niezawodne podejście do projektowania. Kod powinien zapewnić inżynierowi pewną swobodę w wykorzystywaniu aktualnej wiedzy do projektowania bardziej wydajnych i niezawodnych systemów konstrukcyjnych. Kod może nadal przewidywać tak zwane „czynniki ignorancji” jako alternatywę, ale powinien zniechęcać do ich stosowania do kilku przypadków, gdy odpowiedzialność za inżynierię jest niedostępna. Ostateczny przepis powinien wymagać, aby cały projekt był kierowany przez odpowiedzialnego inżyniera.