svaret på laster
NESC adresserade ursprungligen tillförlitlighet genom att tillhandahålla tillåten stress design av trä, stål och betongkonstruktioner. Koden specificerade först Överbelastningskapacitetsfaktorer för stål i sjätte upplagan och specificerade dem sedan för de flesta andra material 1977. Påverkan av konstruktionen av ståltransmissionstorn var en motiverande kraft i detta koncept. ASCE ” Guide for Design of Steel Transmission Towers ”(1971) säger i introduktionen att ” ett av de många sätten på vilka torndesign skiljer sig från bro-och byggnadsdesign är att torndesign använder överbelastningsfaktorer för att införliva säkerhetsfaktorer i stället för att minska tillåten stress. I torndesign ökas grundbelastningen genom användning av en överbelastningsfaktor och tornet är utformat för att betona närmar sig fel i avkastning och knäckning. I byggnads-och brokonstruktion används de faktiska belastningarna och strukturen är utformad för att spänna vid specificerade procentandelar av felet i att ge eller knäcka. Överbelastningsfaktorns tillvägagångssätt för design gör att variationen av varje styrka (vertikal, tvärgående och longitudinell) kan styras beroende på dess betydelse i strukturen.”
enigma kvarstår, oavsett om det ger tillförlitlighet genom att använda tillåten stress eller Överbelastningskapacitetsfaktor för tillförlitlighet, vad är fel? Designfilosofin att använda en minskad stress vid groundline i de tidiga utgåvorna av koden vände sig till användningen av överbelastningsfaktorer i ståldesign. Det fanns en antydan till framgång när tornet om det testades visade ingen permanent deformation. Den fjärde upplagan av koden gav ytterligare boende till denna filosofi genom att föreslå att tio procent läggs till i denna designbelastning för att ta hänsyn till variationer i dimensioner eller defekter i materialen. Diskussioner om NESC handlar ofta om termen säkerhetsfaktor. Phil M. Ferguson i sin tredje upplaga av armerad betong Fundamentals erbjuder ” korrekt definierad, faktorn för säkerhet är förhållandet mellan den belastning som skulle orsaka kollaps till Tjänsten eller arbetsbelastning. Säkerhetsfaktor är nu en missbrukad term det kräver nästan en definition varje gång den används.”
NESC har erkänt faktorer som har behandlats som Överbelastningskapacitetsfaktorer men den ursprungliga definitionen verkar ta itu med prestanda för en struktur under testförhållanden. NESC har utvecklats till den nuvarande upplagan där strukturer är utformade för att motstå belastningarna i regel 252 multiplicerat med lämpliga överbelastningskapacitetsfaktorer som anges i kodens styrka. Den maximala spänningen i träkonstruktioner får dessutom inte överstiga den angivna fiberspänningen. Crossarms och ledare har materiella faktorer relaterade i procent till ultimata eller nominella brytstyrkor. Killar är utformade för både överbelastningskapacitetsfaktor och till en procentandel av nominell brottstyrka. Historiska exakta strukturella designmetoder gynnade inte snabb analys där obestämda strukturer och sekundära spänningar var inblandade. Räknestickor eller mekaniska räknare användes för att producera nomografier och tabeller för trådbelastningar, bottnar, spänningar, motstå stunder av trä stolpar, ”avskrivna” marklinjen omkretsar, kontaktledningskurvor och andra grafer eller tabeller. De dök upp i bilagan till den fjärde upplagan eller i diskussionen om den femte upplagan av NESC. När digitala datorer blev tillgängliga på 1960-talet utvecklades nya metoder som var snabba och korrekta.
ingenjörer var benägna att placera trovärdighet lastkapacitet på fullskalig struktur tester. Förhållandet mellan tillåten till ultimat stress översattes för att erhålla belastningsfaktorer för användning i belastningstester av fullskaliga strukturer. Svaret på servicebelastningar ignorerades generellt och överbelastningskapacitetsfaktor som vanligtvis användes av ståltorndesigners blev normen för mätning av styrka i koden.
jämförelser likställde procent av styrka till Överbelastningskapacitetsfaktor som uppfyllde enkel analys av enpoliga strukturer där cantilevermoment vid marklinjen försummade sekundära stunder. Tester av metalltorn och H-ramar med överbelastningsfaktorer bestäms felkapacitet. Effekterna av sådana likställande försummelse tankar i två områden, den första och viktigaste är vilken belastning är strukturen förväntas upprätthålla i drift och den andra vad är effekten av belastningsfaktorn på analysen av strukturen. De nödvändiga överbelastningskapacitetsfaktorerna identifierar ofta belastningar som överstiger ledarens och hårdvarukomponenternas kapacitet för att överföra dem till strukturen. Resultatet är ett ineffektivt system med komponenter som är inkompatibla i styrka och tillförlitlighet.
den oregelbundna utvecklingen av lastnings-och hållfasthetssektionerna genom de senaste åtta utgåvorna av NESC kan indikera ett behov av att tillhandahålla en strukturell kod eller att korrekt identifiera laster oberoende och i kombination, och hållfasthetskapacitet hos de olika material som används i komponenterna i överförings -, distributions-och kommunikationssystem.
om den arbetsgrupp som utsetts att granska ändringsförslag som nu avvisats för 1987 års NESC avseende trästyrka har möjlighet, eftersom träfrågan granskas, kan koden förbättras genom att utvidga frågan för att studera belastning och styrka eftersom de relaterar till alla material.
en rimlig upplösning i lastningssektionen 25 i NESC är att separera is-och vindbelastningar. Isbelastningszoner kan behålla den nuvarande tunga, medelstora och lätta beteckningen. Hänsyn bör tas till en avsättning för ett extremt isförhållande baserat på en sannolik avkastningsperiod som 50 år. Vindbelastningar bör också specificeras enligt distrikt som är föremål för höga, medelstora och låga vindhastigheter. Kombinationer av laster kan sedan tilldelas på en rationell basis för att redogöra för mångfalden av belastningar i att kombinera dessa klimatologiska egenskaper med temperatur. Den extrema vindbestämmelsen bör förbli.
om ytterligare belastningsfaktorer anses önskvärda för vid service på vind eller Is, bör de placeras i detta avsnitt. Dessa belastningar bör ligga till grund för analys av krafter på komponenter i alla material från ledningar, kablar, genom strukturer och till fundamentet oavsett material som används för att överföra belastningarna.
Avsnitt 26 Om styrka ska ange önskad styrka för varje material baserat på belastningsförhållandet och önskad tillförlitlighet för komponenten i fråga. Ett typiskt exempel finns i den aktuella koden där ledarspänningen är begränsad till 60 procent av brotthållfastheten baserat på specificerade belastningar från Avsnitt 25 men vid 60 kcal f kräver en initial lossad spänning som inte överstiger 35 procent av ledarens brotthållfasthet och en slutlig lossad spänning som inte överstiger 25 procent av ledarens brotthållfasthet. I det avvisade IEEE – Träändringsförslaget för 1987-koden var designhållfasthetskapaciteten 65 procent av trästyrkan och 85 procent av trästyrkan för klass B respektive C-konstruktion. Liknande materialstyrka kapacitetsfaktorer kan vara 90 procent för metall och 65 procent för armerad betong.
Ultimate, utbyte eller utsedda styrkor av material bör inte visas i hållfasthetssektionen och bör bestämmas av ingenjören som ansvarar för det strukturella systemet baserat på hans bedömning och expertis i materialen.
tidigare ansträngningar för att utveckla nya koncept vid lastning har varit relativt misslyckade eftersom kodbestämmelser hade företräde och ändringar antingen inte föreslogs eller inte accepterades. Ett försök att utnyttja de stora data som nu finns tillgängliga om sannolikheten för belastningar och materialets styrka kan vara mer produktiva om belastnings-och tillförlitlighetsstudier integrerades med en stor modifiering av belastnings-och Hållfasthetssektionerna i NESC. Den nuvarande tillgången på en dator till enskilda ingenjörer och designers möjliggör noggrann, rationell och pålitlig designmetod. Koden bör ge en viss latitud till ingenjören att använda aktuell toppmodern kunskap för att utforma mer effektiva och tillförlitliga strukturella system. Koden kan fortfarande tillhandahålla så kallade” okunnighetsfaktorer ” som ett alternativ, men det bör avskräcka deras användning till de få fall då ingenjörsansvar inte är tillgängligt. Den slutliga bestämmelsen bör kräva att all design styrs av en ansvarig ingenjör.