المصاعد والزلازل: EN 81-77

مراجعة الإجراءات الوقائية للمتطلبات في المصاعد

الملخص

حدث زلزالان كبيران في تركيا في 6 فبراير 2023. وبلغت قوة الزلازل 7.8 ميجاوات و7.5 ميجاوات، وكانت مدمرة للغاية. ولقي أكثر من 40,000 ألف شخص حتفهم، ودُمرت مدن وبلدات وقرى بالكامل. 

قمت بزيارة منطقة الزلزال مباشرة بعد وقوع الزلازل ورأيت أن معظم المباني انهارت بالكامل. ولكن ماذا حدث للمصاعد في المباني التي كانت واقفة؟ في معظم الحالات، تعرضت إطارات ثقل الموازنة المنفصلة عن قضبان التوجيه وحبال التعليق المنفصلة عن الحزم والكابلات المتحركة للتلف. 

يوضح محتوى هذه الورقة الإجراءات الوقائية لمتطلبات EN 81-77 في المصاعد. ما هو تسريع التصميم (أ_d)، وكيف يتم حسابه؟ سوف نقوم بمراجعة المعلومات من EN 1998-1 المطلوبة لحساب أ_d. كيف يتم تحديد المناطق الزلزالية على أساس أ_d سوف يري. سيتم مراجعة الإجراءات الوقائية للمصاعد في كل منطقة زلزالية. 

1. مقدمة

تعتبر الزلازل كارثة طبيعية خطيرة بالنسبة للعديد من البلدان والمدن حول العالم مثل الساحل الغربي للولايات المتحدة وكندا وإيطاليا وأيسلندا ومنطقة البلقان وتركيا والساحل الشرقي للبحر الأبيض المتوسط ​​وإيران وباكستان وآسيا الوسطى وجنوب شرق البلاد. آسيا وأمريكا الوسطى بأكملها والساحل الغربي لأمريكا الجنوبية. يعيش حوالي 1.6 مليار شخص حول العالم في مناطق معرضة لخطر الزلازل بشكل كبير.

على مدى مئات السنين، طورت البشرية تدابير لبناء هياكل قادرة على مقاومة الزلازل. طورت صناعة النقل العمودي (VT) أيضًا تدابير للحفاظ على سلامة المصاعد والسلالم المتحركة في حالة وقوع زلزال. بشكل أساسي، تقود القوانين الأوروبية وأمريكا الشمالية واليابانية الجهود المبذولة لتحسين سلامة المصاعد أثناء حدوث زلزال.

EN 81-77 هو الكود الأوروبي ويصف قواعد ومتطلبات السلامة لمصاعد الركاب والبضائع لتحمل الظروف الزلزالية بما يتوافق مع EN 1998-1. يهدف EN 81-77 إلى تجنب الخسائر في الأرواح وتقليل الإصابات ومنع الانحباس في السيارة ومنع الأضرار والمشاكل البيئية وتقليل عدد المصاعد التي تتوقف عن العمل بعد وقوع الزلزال.

2. تسريع التصميم

تسريع التصميم (أ_d) هو التسارع الأفقي الناتج عن الأحداث الزلزالية، ويستخدم لحساب القوى المؤثرة على أنظمة المصاعد. إنها وظيفة تسارع الأرض، وسلوك التربة، وأهمية العناصر غير الإنشائية وبعض المعالم الأخرى. المصاعد هي عناصر غير إنشائية طبقاً للمواصفة EN 1998-1. EN 1998-1 هو Eurocode8 ويتعلق بتصميم الهياكل المقاومة للزلازل. صيغة أ_d أدناه:

S_a في الصيغة هو المعامل الزلزالي الذي ينطبق على العناصر غير الهيكلية وهو رقم غير الأبعاد. 

g_a هو عامل الأهمية. هذا العامل هو 1 للمصاعد في المباني السكنية والمكاتب. إذا كانت المصاعد في المستشفيات أو سيتم استخدامها لأسباب خاصة مثل خدمات الطوارئ، في هذه الحالة يجب زيادة القيمة وفقا للمواصفة EN 1998-1. ز_a غير الأبعاد. يمكن تحديد عامل الأهمية من قبل السلطات الوطنية، وكذلك بناءً على السلوكيات الزلزالية في الدولة.

q_a هو عامل السلوك للعنصر. وهي غير ذات أبعاد ويجب أن تساوي 2 للمصاعد. 

S_a يجب حسابها كما هو موضح أدناه:

a غير أبعاد وهي نسبة التسارع الأرضي التصميمي (a_g) على النوع (أ) من الأرض إلى الجاذبية (ز). 

α=أ_g/g

a_g=  جل.أ_gR

ag: تصميم التسارع الأرضي

g1: عامل الأهمية

a_gR: ذروة التسارع الأرضي المرجعي على النوع A من الأرض

g1 يتم تعريف عامل الأهمية على أساس فئات أهمية المباني، ويتراوح بين 0.8-1.4. ترتبط فئات أهمية المباني بأنواع المباني كما هو محدد أدناه:

الفئة – I (g1=0.8): المباني ذات أهمية ثانوية للسلامة العامة مثل المباني الزراعية وغيرها.  

الفئة – II (g1=1.0): المباني العادية التي لا تنتمي إلى الفئات الأخرى.

الفئة – III (g1=1.2): المباني التي تعتبر مقاومتها للزلازل ذات أهمية في ضوء العواقب المرتبطة بالانهيار، مثل المدارس وقاعات الاجتماعات والمؤسسات الثقافية وغيرها.

الفئة – IV (g1=1.4): المباني التي تعتبر سلامتها أثناء الزلازل ذات أهمية حيوية للحماية المدنية، على سبيل المثال، المستشفيات ومحطات الإطفاء ومحطات الطاقة، إلخ.

a_gR هي ذروة التسارع الأرضي المرجعي على النوع A من الأرض، a_gيمكن استخلاص R، للاستخدام في بلد ما أو أجزاء من البلد، من خرائط تقسيم المناطق التي يمكن العثور عليها في الملاحق الوطنية ذات الصلة.

S في الصيغة هو عامل التربة وفقًا للمواصفة EN 1998-1، وهو غير أبعاد. S هو 1.0 للنوع A الأرضي، و1.2 للنوع B، و1.15 للنوع C، و1.35 للنوع D، و1.4 للنوع E. نوصيك دائمًا بالحصول على النوع الأرضي للمشروع من المصمم الثابت للمشروع. 

T_a هي فترة الاهتزاز الأساسية للعنصر غير الإنشائي، وتكون بالثواني. إذا كان المصعد لا يؤثر على الاهتزاز الأساسي للمبنى، فإن T_a هو 0.

T₁ هي فترة الاهتزاز الأساسية، وهي بالثواني.

z هو ارتفاع أعلى جزء من المصعد فوق الأساس أو الطابق السفلي الصلب. إنه بالأمتار.

H هو ارتفاع المبنى عن سطح الأرض، ويقدر بالمتر.

3. فئات الرفع الزلزالي

يتم تحديد الفئة الزلزالية للمصعد وفقًا لـ أ_d. 

إذا 1 < أ_d  ≤ 2.5، الفئة الزلزالية للمصعد هي 1؛

2.5 < أ_d  ≤ 4، الفئة الزلزالية للمصعد هي 2؛

a_d4، الفئة الزلزالية للمصعد هي 3>. 

4. متطلبات الفئة 1

قد تتأرجح حبال التعليق وحبال التحكم في السرعة الزائدة والكابلات المتحركة وحبال التعويض والسلاسل أثناء حدوث زلزال في عمود الرفع وسوف تتشابك مع المعدات الثابتة ونقاط العطل. سيتم إنشاء نقاط العطل هذه بواسطة الأقواس والعتبات والأجهزة المثبتة في عمود الرفع. يجب حماية نقاط الخلل إذا كان ارتفاع العمود أعلى من 20 مترًا.  

يجب اتخاذ تدابير الحماية التالية عندما يتراوح ارتفاع السفر بين 20-60 مترًا:

• إذا كانت أي نقطة عطل في العمود، مثل الأقواس أو العتبات وما إلى ذلك، أقرب من 900 مم من حلقة كابل السفر، فيجب الحماية بسلك بين نقاط العطل. 

• تكون حماية الأسلاك بين الأقواس والعقبات المشابهة مطلوبة أثناء ارتفاع السير بالكامل لحبال التعويض والسلاسل وحبال التحكم في السرعة الزائدة لـ CWT إذا كانت نقاط العطل أقرب من 750 مم إلى المعدات ذات الصلة. يعد ذلك مطلوبًا أثناء ارتفاع السير بالكامل إذا كان حبل التحكم في السرعة الزائدة أقرب من 500 مم وكان حبل التعليق أقرب من أي نقطة عطل في العمود. 

إذا كان ارتفاع حركة المصعد أكثر من 60 مترًا، فيجب اتخاذ تدابير الحماية المذكورة أعلاه لارتفاع الحركة بالكامل. 

إذا تم تقسيم المبنى إلى وحدات مستقلة عن طريق فواصل التمدد، فيجب أن تكون مساحة آلات المصعد في نفس الوحدة المستقلة للمبنى. 

يجب أن يحتوي ثقل الموازنة على جهاز احتجاز كما هو موضح في الشكل 2 في الجزء العلوي والسفلي من الإطار وأقرب ما يمكن من مداسات التوجيه. د₁، D₂ و د₃ يجب أن تكون الأبعاد في الشكل 5 مم كحد أقصى. يجب ألا يتسبب جهاز التثبيت في تفعيل غير مقصود لمعدات الأمان الموجودة على جانب ثقل الموازنة. يجب أن يتم تصميم جهاز الاحتفاظ وتثبيته بطريقة z₃ في الشكل 2 يجب أن يكون الحد الأدنى 5 ملم.

يشترط وجود مثبتات للجر وبكرات تحويل لحبال الجر والتعويض. يجب أن تكون المثبتات على مسافة 15 درجة من مدخل ومخرج الحبال وفي كل 90 درجة من لف الحبال. يجب أن تكون المثبتات فعالة بدرجة كافية مقارنة بأقطار الحبال. الخدم مطلوب أيضًا للسلسلة والعجلات المسننة. 

يجب توجيه وسائل التعويض في الحفرة لمنع التأرجح والتعامل مع أي نقاط عقبة. 

في حالة المصاعد الهيدروليكية، يجب أن تحتوي المصاعد على صمامات تمزق لمنع تسرب الزيت عند حدوث زلزال. 

يجب أن تتحمل قضبان التوجيه ومفاصل السكك الحديدية والأقواس القوى التي سيتم إنشاؤها بواسطة تسارع التصميم المحسوب (أ_d). إذا كان هناك جهاز احتجاز، فيمكن استخدام الجهاز كدعم للإطار. الانحراف الناتج عن أ_d لا يمكن أن يسبب العمل غير الآمن للمصاعد. يجب أن تظل أجهزة قفل الأبواب نشطة، ويجب أن تعمل أدوات الأمان بشكل صحيح، ويجب ألا تصطدم الأجزاء المتحركة ببعضها البعض. في حالة وجود جهاز احتجاز، كحد أقصى، يجب ألا يتسبب الانحراف في تداخل أقل من 5 مم بين جهاز التثبيت وشفرة حاجز التوجيه.

يجب تصميم الآلات ووسائل التعليق وضوابط السرعة الزائدة ووسائل التعويض وملحقاتها بطريقة تجعل القوى الناتجة عن_d لا ينبغي أن يسبب الانقلاب والتشريد. في حالة وجود مواسير جامدة للمصاعد الهيدروليكية يجب أن ينتهي كل ماسورة جامدة بماسورة مرنة. 

يجب أن تتحمل جميع المعدات والمفاتيح الكهربائية الموجودة في عمود الرفع القوى الناتجة عن أ_d.

5. متطلبات الفئة 2

متطلبات مصاعد الفئة 2 هي مزيج من متطلبات الفئة 1 وإجراءات الحماية التالية. 

من الضروري وجود جهاز احتجاز في الجانب العلوي والسفلي من إطار السيارة. يجب الحفاظ على الموافقات المحددة للفئة 1 لأجهزة تثبيت السيارة أيضًا. 

يجب أن تحتوي المصاعد في الفئتين 2 و3 على أجهزة قفل أبواب السيارة. يعد جهاز قفل الباب أحد مكونات السلامة ويجب اختباره واعتماده وفقًا للمعيار EN 81-50.

في حالة انقطاع التيار الكهربائي، يجب أن يكون المصعد قادرًا على الانتقال إلى طابق الهبوط التالي في اتجاه أعلى أو أسفل، ويجب منع احتجاز الأشخاص في المقصورة. يجب أن يفتح المصعد بابه ويظل مفتوحًا عند وصوله إلى الهبوط. إذا كان للمصعد باب نصف آلي، فيجب فتح الباب عند توقف المصعد عند الهبوط. في حالة انقطاع التيار الكهربائي عندما يكون المصعد عند الهبوط، يجب أن تكون الأبواب مفتوحة لإنقاذ الركاب المحاصرين المحتملين.

6. متطلبات الفئة 3

متطلبات مصاعد الفئة 3 هي مزيج من متطلبات الفئة 1 و2 وإجراءات الحماية التالية. 

إذا كان المصعد يحتوي على ثقل موازن أو وزن موازن، فيجب أن يكون المصعد مجهزًا بنظام كشف الزلازل. يجب أن يكون نظام الكشف في أدنى مستوى حفرة للمصاعد في المبنى أو في مكان أقل من أعمدة الرفع. يجب أن يكون من الممكن اكتشاف التسارع ثلاثي المحاور. أي تسارع يساوي أو أقل من 1 م/ث² يجب تفعيل النظام الزلزالي. يجب أن يكون وقت الاستجابة بحد أقصى 3 ثواني. يجب فحص نظام الكشف عن الزلازل كل 24 ساعة على الأقل، وإذا لم يعمل يجب إخراج المصعد من الخدمة. يجب أن يتمتع نظام الكشف عن الزلازل بمصدر طاقة احتياطي لمدة 24 ساعة على الأقل، ويجب أن يكون من الممكن فقط إعادة ضبط نظام الكشف يدويًا. 

عندما يصبح نظام الكشف عن الزلازل نشطا، يجب أن يلغي المصعد جميع مكالمات القاعة والسيارة ويتحرك إلى أقرب هبوط بسرعة قصوى تبلغ 0.3 م / ث. يجب ألا تتجاوز السيارات الثقل الموازن أو وزن الموازنة أثناء تحركها إلى أقرب مستوى هبوط. إذا كان نظام الكشف عن الزلازل نشطًا عندما يكون المصعد عند الهبوط، فيجب أن تكون الأبواب المغلقة مفتوحة، ويجب أن يغادر المصعد الخدمة. إذا كانت الأبواب نصف أوتوماتيكية، فيجب فتحها. يجب ألا يتجاوز الوضع الزلزالي أي جهاز أمان أو عملية فحص أو تشغيل كهربائي في حالات الطوارئ أو المرحلة الثانية من وضع رجال الإطفاء وفقًا للمعيار EN 2-81.

7. اختتام

حاولنا شرح حساب أ_d والاشتراطات في المصاعد إذا كانت من الفئات الزلزالية حسب أ_d. كان دليلنا الرئيسي لهذه الورقة هو معايير EN 81-77 وEN 1998-1. نوصي بشدة بحساب أ_d في أي مشروع وأخذ القياسات اللازمة للرفع على أساس الفئة الزلزالية المحسوبة.