Standart Asansör Tasarımının Bir Parçası Olarak Bölücü Kiriş Tasarımı

Bunları asansör kurulum sürecinin bir parçası olarak kurmak için yeni bir yöntem ve faydaları

Bu makale Çek Cumhuriyeti'nin Prag kentindeki Elevcon 2023'te sunuldu.

Anahtar Kelimeler: Asansör grubu konfigürasyonları, bölücü kiriş, modüler sistem, tasarım standardı, kalite kontrol, proses standardı, tasarım raporu, asansör boşluğu, kaza önleme, zaman tasarrufu

Özet

Bölücü kirişler, iki veya daha fazla asansöre ev sahipliği yapması gereken bir asansör boşluğunda ayırma duvarları sağlamak zorunda olan proje yöneticileri için baş ağrısı yaratabilir. Ağır çelik malzemenin taşınması ve kaynaklanması sırasında kazaları önlemek için kirişlerin montajı genellikle genel yükleniciye veya alt yükleniciye devredilir. Üçüncü bir tarafın dahil edilmesi, tasarım çizimlerini, ihale sürecini, koordinasyonu, kabul için incelemeyi ve son olarak şikayet prosedürünü gerektirir.

Bu makale, asansör kurulum sürecinin bir parçası olarak bölücü kirişlerin kurulumuna yönelik yeni bir tasarım yöntemini tanıtmakta ve bu yenilikçi çözümün birçok faydasını tartışmaktadır.

1. Giriş

Grup konfigürasyonları (dubleks, tripleks, vb.) için asansör boşluklarının genel yüklenici tarafından bölme duvarları olmadan inşa edilmesi yaygın bir uygulamadır (Şekil 1). Asansör boşluğunun ön duvarı genellikle tamamen açık bırakılır. Bu, beton inşaat maliyetlerini azaltır ve şaft değerlendirmesine ve sonrasında yapılması gereken düzeltici çalışmalara bağlı şikayet riskini ortadan kaldırır. Ayrıca, genellikle inşaat başladıktan sonra detaylandırılan asansör sisteminin tasarımına da ek esneklik sağlar.

Bu durumda asansör kurulumcusu, kılavuz rayları sabitlemek için bölücü kirişler olarak adlandırılan kirişleri kullanacaktır. Tipik olarak çelikten yapılan bölücü kirişlerin tasarımı ve tedariki genellikle yerel olarak gerçekleştirilir. Kurulum da dahil olmak üzere bu görev genellikle yerel bir çelik işleri şirketine verilir. Bazı ülkelerde asansör şirketinin, işin asansör boşluğu inşaatının bir parçası olarak yapılmasını talep etmesi standarttır. Daha sonra genel yüklenicinin sorumluluğu altında gerçekleştirilir.

Bölücü kirişin tasarımı ve yapısı, özellikle yüksek performanslı modellerde asansörün sürüş konforunu etkiler. Güvenlik elemanlarının devreye girdiği acil frenleme durumunda, yanlış monte edilen bölücü kirişler, güvenlik cihazının kılavuz raylarla yeterli temasını kaybetmesine yol açabilir ve bu durum ölümcül sonuçlar doğurabilir. Güvenlik cihazının düzgün çalışmasını sağlamak için kılavuz raylardan ve bölücü kirişten oluşan sistemin maksimum yatay yer değiştirmesine ilişkin katı gereksinimler vardır. Yüksek performanslı sistemler için bu gereksinimler sürüş konforunu (kabinde, lobide ve bitişik odalarda titreşim ve gürültü oluşumu) sağlamak üzere tanımlanmıştır.

Bölücü kirişin yerel tanımı ve kurulumu, merkezi tasarım ve uygulama açısından esas olarak asansör üreticisi tarafından yapılan kalite denetimleri ve kontrollerden kaçınan çok çeşitli çözümlerin tanımlanmasına yol açmaktadır. Bölücü kiriş ve kılavuz raylardan oluşan sistemin asansörün güvenliği ve sürüş konforu üzerinde önemli bir etkisi olduğundan, bölücü kirişler için merkezi ve özel bir çözüm memnuniyetle karşılanacaktır (Merz, 2010). 

Bölücü kirişlerin oluşturulmasında, çelik konstrüksiyon genellikle ankraj plakalarının atölyede kaynaklandığı ve daha sonra inşaat sahasında ankrajlarla şaft duvarına sabitlenmesi gereken masif I-kirişleri öngörür. Özellikle sismik koşullarda seçilen çözüm, montaj sırasında I-kirişlerin kaynaklanacağı betona ankraj plakaları yerleştirmektir. Sıkışık bir asansör kuyusu ortamında masif çelik kirişlerin taşınması, ağır kaldırma ekipmanı gerektirir ve kaynak işi kıvılcım üretebilir. Bölücü kirişlerin montajı genel olarak asansör sisteminin montajından önce ayrı olarak gerçekleştirilir ve asansör montajı çalışmalarına başlamadan önce tamamlanır. Masif çelik kirişlerin taşınması sırasında meydana gelen kaza riski ve kaynak kıvılcımlarından kaynaklanan yangın riski nedeniyle, bölücü kirişlerin montajı tercihen bir taşeron firmaya verilir (Şekil 2). 

Bölücü kirişin doğru kurulumu açısından bir taşeronu seçmek, işe almak ve talimat vermek için gereken çaba önemlidir. Bununla birlikte, asansör boşluğu resmi olarak değerlendirildikten sonra yeniden çalışmayı gerektiren şikayetlerin ortaya çıkması riski hala mevcuttur. Bu ileri çalışma için gereken zaman dilimi, asansör sistemini yerine koymak için verilen süreyi azaltır. Bu aynı zamanda asansör sisteminin genel yükleniciye teslim edilmesinde gecikmeye de yol açabilir.

Bölücü kirişler asansör şirketi tarafından monte edilmiş ve onaylanmışsa ray braketinin bağlanması sorunlu olabilir. Sabitleme deliklerinin genellikle yerinde açılması gerekir; önceden kurulmuş sabitleme deliklerinin sıklıkla genişletilmesi gerekir. Bazı durumlarda ray braketi bölücü kirişlere de kaynak yapılabilir. Bu işle ilgili riskler nedeniyle bu süre zarfında asansör boşluğunda başka hiç kimse çalışamaz ve yangından korunma sağlanmalıdır.

İlgili kaza riskinden kaçınılmalıdır ve ilgili görevlerin yerine getirilmesi için gereken süre önemlidir.

Montaj sırasında ve asansör şirketinin kabul süreci sırasında, bölücü kirişler monte edildikten sonra kalite güvencesi oldukça zorludur ve başarılması zordur.

2. Bina Destek Yapıları için Modüler Sistem           

Binaların, tesislerin ve hem karada hem de denizde platformların inşasında kurulum işlerinde her türlü besleme hattının sabitlenmesi ve döşenmesine yönelik destekleyici yapılar oluşturmak için bir süredir standartlaştırılmış modüler sistemler kullanılmaktadır. Bu sistemler, makine ve ekipmanların, yürüyüş yollarının, patikaların vb. konumlandırılması için platformlar oluşturmak üzere genişletilmiştir (Merz, 2014).

Modüler sistemlerin bölücü kiriş yapımında kullanıma uygun olabilmesi için özel profiller ve bağlantı elemanları geliştirilmiştir. Tasarım, tüm tasarımın kuvvet yüklerini izleyen ve ayrıca kirişlerin nihai deformasyonunu belirleyen, üreticiye özel tasarım yazılımıyla gerçekleştirilir.

Asansör model tasarımında modüler sistemler standart bir çözüm olarak entegre edilebilir, böylece merkezi olarak tanımlanmış bir bölücü kiriş tasarımı kalitesi elde edilir. Asansör sisteminin tasarımı ile standart bileşenlerden oluşan modüler bölücü kirişlerin montaj süreci de merkezi olarak tanımlanabilmektedir. Bu, iş kalitesinin merkezi kontrolüne olanak tanır. Modüler sistemin tedarikçisi sistemi dünya çapında tedarik edebilirse, küresel olarak tekdüze bölücü kiriş kalitesi gerçekleştirilebilir (Merz, 2010).

Modüler sistemler genellikle standart çelik kirişlere göre çok daha hafif bileşenlerden oluştuğundan asansör grubu konfigürasyonunun tamamı yerinde yeniden tanımlanabilmektedir. Kurulum sırasında kaza riski azaltılabilir, hatta ortadan kaldırılabilir.

Burada gösterilen modüler sistem, özel profil nedeniyle üreticiden bağımsız olarak çok esnek bir bağlantı bağlantısını destekleyen, özellikle sağlam tasarımlı, sıcak daldırma galvanizli çelik kirişlerden oluşur. Kiriş profilinin her iki tarafına dişli C profilleri entegre edilmiştir (Şekil 3). Bu, ray braketlerini sabitlemek için T çekiç başlı cıvataların kullanımını destekler. T çekiç başlı cıvatalar, ray braketlerinin yatay konumlandırılması için C profilinde her iki taraftan bağımsız olarak hareket ettirilebilir ve kılavuz rayların basitleştirilmiş hizalanmasına olanak tanır. Cıvata sıkma sırasındaki sürtünmeli bağlantıya ek olarak iç dişler, bağlantının stabilitesini destekleyen bir form uyumu oluşturur. Bu nedenle şantiyede sabitleme deliklerinin açılmasına veya kaynak yapılmasına artık gerek yoktur (Merz, 2014).

Kirişler, U şeklinde bir açıklığa sahip özel duvar konektörlerine sabitlenir. Duvar bağlantı elemanları, ray braketlerini şaft duvarlarına sabitleyen sisteme benzer bir sabitleme sistemi kullanılarak kirişten bağımsız olarak duvarlara sabitlenebilir (Şekil 4). Mekanik veya kimyasal ankrajların yanı sıra betona dökülmüş ankraj kanalları da kullanılabilir (Merz, 2018).

Kurulum sırasında, duvar braketlerinin duvara sabitlenmesiyle ilgili ön çalışma, tek kişi tarafından kolayca konumlandırılabilen ve sabitlenebilen, düşük ağırlıklı kompakt bileşenlerin kullanımını ve taşınmasını içerir. Lazer konumlandırma sistemleri özellikle ankraj deliklerinin konumlandırılmasında kullanıma çok uygundur. Her iki duvar braketi sabitlendikten sonra asıl bölücü kiriş U şeklindeki açıklığa yerleştirilir.

Bölücü kiriş, 9 ila 2 kat daha ağır olan ve bu nedenle daha ağır olacak ve dar şaftlarda taşınması daha zor olacak standart çelik kirişlerle karşılaştırıldığında mütevazı bir ağırlığa (metre başına 3 kg) sahiptir. Bölücü kiriş, herhangi bir özel kaldırma veya kaldırma cihazı gerekmeden asansör boşluğuna hareket ettirilebilir ve daha sonra duvar braketine yerleştirilebilir (Şekil 5). Duvar braketi tasarımı, bölücü kirişlerin herhangi bir ek düzenleme veya önlem gerektirmeden düşmeye veya düşmeye karşı emniyete alınmasını sağlar.

Kılavuz rayları hizalamak için de kullanılabilen doğru yatay konumlandırmadan sonra, bölücü kiriş duvar konektörünün U profiline geçmeli cıvatalarla kelepçelenir. Bu tip bölücü kirişin montajı tek bir kişi tarafından 30 dakikadan daha kısa sürede güvenli bir şekilde yapılabilir.

Basit kurulum yalnızca birkaç kısa adım gerektirir ve merkezi bir dokümantasyon sistemi aracılığıyla dünya çapındaki kurulumcuların kullanımına sunulabilecek standart bir süreç akışında iyi bir şekilde belgelenebilir. Bu, bölücü kirişlerin kurulumunda dünya çapında tek tip bir süreç için merkezi kalite güvencesini destekler.

Uzunluk ve delik açısından her iki duvar braketi, şaft derinliği yapısal toleranslar içerse bile, bölücü kirişlerdeki delik düzeniyle birlikte spesifikasyona uygun sabitlemeyi destekleyecek şekilde tasarlanmıştır. Sistem, +/- 40 mm'ye kadar şaft derinliği sapmalarını köprüleyebilir, tüm bölücü kirişlerin inşaat sahasına eşit uzunlukta teslim edilmesine olanak tanır ve daha sonra boyuta göre kesme ihtiyacını ortadan kaldırır (Şekil 6).

3. Bölücü Kirişlerin Teknik Tasarımı

Bölücü kirişin teknik tasarımı, yüksek performanslı RSTAB statik programını temel alan, üreticiye özel bir hesaplama yazılımı ile desteklenir. Genel konseptin yük dirençleri ve performans davranışlarını değerlendirmek amacıyla ürün geliştirme sürecinde mekanik bileşenlerin Sonlu Eleman Analizleri ANSYS 2020 yazılımı baz alınarak yapılmaktadır. Tasarım yazılımı TÜV SÜD tarafından onaylanmıştır.

FE-Modelini kalibre etmek ve fiziksel testlerle doğrulamada tüm bileşenlere ilişkin teknik verileri belirlemek için sayısal hesaplamalar ve pratik testler yapıldı. Şekil 7, pratik test ile tam ölçekli 2 m uzunluğundaki bölücü kiriş setinin sayısal simülasyonu arasındaki benzer karşılaştırmanın bir örneğini göstermektedir. Bileşenlerdeki ve genel modeldeki gerilim dağılımları ayrıntılı olarak belirlenmiş ve belgelenmiştir. Gösterilen durum için (Şekil 7), aşağıdaki kurulum kullanılmıştır: Yaklaşık 350 çok bölgeli altıgen eleman ve 355'den fazla düğüm içeren kiriş için S93,000 ve taban konnektörleri için S608,000 malzeme modeli. Sonuçta sayısal simülasyonların tüm kanıtları ve kapsamlı verileri, teknik tasarıma temel oluşturmak üzere hesaplama yazılımına beslenir.

Hesaplama yazılımı sistemin tasarımı hakkında kapsamlı bir rapor oluşturur. Kılavuz raylara etki eden kuvvetlere ilişkin girdi verileri ve bölücü kiriş üzerindeki ray braketleri aracılığıyla kılavuz rayların geometrik konumu belgelenmiştir. Bu, bölücü kirişin şematik bir taslağıyla desteklenmektedir. Tasarım süreci, belirli bir kiriş profilinin ve uygun bir duvar desteğinin önerilmesiyle sonuçlanır. Kapasite oranları da bileşenlerdeki gerilimlerle ilgili olduğundan belgelenmiştir. Ayrıca bölücü kirişlerin sapması, kılavuz rayların bölücü kirişlere bağlandığı noktada gösterilmektedir (Merz, 2014).

Aynı üreticinin ankraj tasarım yazılımına yönelik bir arayüz, bölücü kirişin şaft duvarlarına ankrajının eşzamanlı tasarımını destekler ve kapasite oranları da dahil olmak üzere önerilen farklı ankraj sistemlerini belgelendirir.

Üreticinin asansör modeline ve kılavuz rayların ve bölücü kirişlerin yük altında maksimum deformasyonuna yönelik gereksinimlere bağlı olarak, kiriş profilleri ve duvar braketlerinin seçimindeki esneklik sınırlıdır. Bu varyasyonların her biri için, hesaplama yazılımıyla ayrıntılı bir tasarım gerçekleştirilebilir ve bunun sonuçları daha sonra bir tabloda belgelenir (Şekil 8). Tablo daha sonra müşterilere sunulan çeşitli asansör modelleri için standart özellikler olarak hizmet eder.

Bu, yerel planlama çabalarını azaltır, hata kaynaklarını ortadan kaldırır ve yerel olarak kurulan bölücü kirişlerin tasarımı ve kurulumunda maliyet tasarrufu sağlar ve ayrıca yerel olarak kurulan bölücü kirişlerin tasarımında merkezi kalite güvencesini destekler. 

4. Standartlaştırılmış Modüler Çözümlerin Avantajları

Tedarik zinciri, kalite ve gelişmenin yanı sıra, bölücü kirişler için dünya çapında tek tip bir sistemin tedarik edilmesinde de avantajlar bulmaktadır (Şekil 9).

Satın almanın merkezileştirilmesi, fiyat müzakerelerinde ölçek ekonomisinin uygulanmasını destekler. Bu da modüler sistemin maliyetinin yerel olarak tedarik edilen çözümlerin maliyetinden, yerel modüler sistem fiyatları temel alındığında ortaya çıkabilecekten daha az farklı olduğu anlamına gelir.

Bölücü kirişin kurulumunda maliyet avantajları, ayrıca zaman tasarrufu ve daha hafif malzemenin taşınmasına yönelik bazı alet ve cihazların ortadan kaldırılması yoluyla da gerçekleştirilebilir. Belirli bir uzunluktaki bölücü kirişlerin oluşturulmasında daha az miktarda çeliğin işlenmesi, bölücü kirişlerin imalatında daha az enerji kullanılmasıyla sonuçlanır. Modüler sistemlerden oluşturulan bölücü kirişler, çeşitli asansör şirketlerinin zorunlu kıldığı tanımlanmış karbon ayak izi hedeflerine ulaşılmasına önemli ölçüde katkıda bulunur.

Kaza ve hata risklerinin azaltılmasıyla bağlantılı olarak bölücü kirişlerin kurulumunun büyük ölçüde basitleştirilmesi, münferit durumlarda, bölücü kiriş paketinin genel yükleniciden asansör montajcısına aktarılmasına yol açabilir ve bu da her iki riskin de artmasına katkıda bulunabilir. satış ve kar.

 Sütunlar ve bölücü kirişlerden oluşan karmaşık bölme duvar yapılarına sahip çözümlerin standartlaştırılması bile, bireysel durumlarda ray braketleri arasındaki mesafeleri genişletmek için tüm ray sabitleme sistemini yeniden tasarlama zorunluluğu olasılığını azaltır (Şekil 10). Bu, asansör boşluğuna kurulum sırasında daha düşük maliyet ve çabayla daha küçük ray profillerinin kullanılmasına yol açabilir.

Modernizasyonda, makine dairesiz (MRL) tasarıma sahip modern çekişli asansörlerin eski hidrolik makinelerin yerini alacağı daha karmaşık bir ek uygulama daha verilmiştir. Hidrolik tasarım, kabini alttan yukarıya, çoğunlukla da üst sahanlığın üzerine ittiğinden, binada herhangi bir yük taşıyıcı yapıya ihtiyaç duyulmadı. Ne yazık ki, MRL asansörleri bina yapısına en yüksek ve en karmaşık yükleri üst sahanlık seviyesinin üzerinde dağıtır.

Modüler destek sistemleri, çekişli asansör makinesinin ve rayların monte edildiği bir kafes yapısının tasarlanması ve inşa edilmesi için kullanılabilir (Şekil 11). Modüler destek yapısı, asansör bileşenlerinden gelen kuvvetleri alır ve üst kattaki ankrajı aracılığıyla bunları binaya dağıtır.

 Beton ve çelik elemanları içeren geleneksel inşaat faaliyetleri böyle bir yapının üretilmesine neden olacağından, üreticinin belirli bir çekişli asansör tipine uygun, çok daha az gürültü ve tozla basit, hızlı kurulumu destekleyen standart bir modüler tasarım geliştirilebilir.

5. sonuçlar

Grup konfigürasyonları için asansör boşluklarında saha içi bölme duvar tasarımının ihmal edilmesinin iyi nedenleri vardır. Kılavuz rayların sabitleme ve montaj kalitesi, asansör sisteminin güvenliği ve sürüş konforu açısından önemlidir. Kılavuz rayları asansör sistemleri arasına sabitlemek için destekleyici yapılar dikilmelidir. Bu destekleyici yapıların planlanması, tasarımı ve montajı genellikle yerel bir alt yükleniciye verilir. Bu süreç, merkezi kalite kontrol süreci için önemli bir zorluğu temsil eder ve kazalar, ek maliyet ve kurulumda zaman gecikmeleri ile ilgili önemli riskler taşır.

Pek çok endüstride, destekleyici yapıların tasarımında kullanılmak üzere modüler sistemler uzun süredir kullanılmaktadır. Bu modüler sistemlerin dünya çapındaki tedarikçileri, endüstrideki modüler tasarımlı destekleyici yapılara yönelik küresel standartları desteklemektedir. Modüler sistemler, asansör tesisatında multipleks tesisler için ayırma duvarı konstrüksiyonlarının tasarımında kullanıma uygun olacak şekilde genişletilmiştir (Şekil 12).

Belirli sistem modellerinde kullanılan bölücü kirişler için bu tür modüler sistemi temel alan standart çözümlerin spesifikasyonu, ayırma duvarı yapılarının inşasına ilişkin merkezi kalite kontrolüne ve kalite güvencesine olanak sağlar. Çözümün standartlaştırılmasına, yerinde monte edilen hafif bileşenlerin, ayırma veya sıcak birleştirme işlemlerine (kaynak vb.) ihtiyaç duyulmadan taşınmasıyla karakterize edilen kurulum sürecinin birleştirilmesi eşlik eder. Bu, kaza riskinden kaçınmanın yanı sıra zaman ve para tasarrufu ve ayırma duvar sisteminin kurulumunun asansör sistemleri montaj sürecine entegrasyonu ile ilgili çok çeşitli avantajları destekler.

Bölme yapısı asansör sistemi modelinin ayrılmaz bir parçası olarak standartlarda belirtildiğinde, temin maliyeti asansör üreticilerinin tedarik araçlarına dahil edilebilir.

Modüler sistemlerin ayırma duvarı yapılarının oluşturulmasında sağladığı çok sayıda avantaj, büyük olasılıkla bu çözümlerin gelecekte dünya çapında yaygınlaşmasına yol açacaktır.

Teşekkür

Hilti'nin Lihtenştayn'daki FL-Schaan Kurumsal Proje Yönetim Ofisinde uzman ekip lideri Dr. Alexander Eberlein'e, asansör bölücü kirişlerinin tasarım hesaplamasını desteklemek için FEM (sonlu elemanlar yöntemi) ile ilgili ayrıntılara verdiği destek için teşekkür ederiz.

Referanslar

1. Merz, M. (2010). Komple Ray Bağlantı Sisteminin Pratik Gerilme Davranışı. Asansör Teknolojisi 18: ELEVCON 2010 Bildirileri (A. Lustig), Lucerne, s. 248-257. Elevator World, 2011, 59(6).
2.Merz, M. (2014). Modüler Destek Sistemleri Kaynaklı Destek Yapısının yerini alıyor. Asansör Teknolojisi 20: ELEVCON Tutanakları, 20 (A. Lustig), Paris, 214-226.
3.Merz, M. (2018). Onay/Değerlendirme Standardını takiben Çapaların Katma Değeri. Asansör Teknolojisi 22: ELEVCON Tutanakları, 22 (A. Lustig), Berlin, 12-23.