ในภูมิภาคที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้ง การรับประกันการดำเนินงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของโรงงานอุตสาหกรรมได้กลายเป็นความท้าทายที่สำคัญ การออกแบบป้องกันแผ่นดินไหวได้กลายเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของโครงการวิศวกรรมสมัยใหม่ บทความนี้จะตรวจสอบองค์ประกอบสำคัญของการออกแบบที่ทนทานต่อแผ่นดินไหวสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรม โดยเน้นที่ระบบรัดแผ่นดินไหว อุปกรณ์แยกการสั่นสะเทือน และมาตรการป้องกันสำหรับท่อและเครื่องจักร
ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของแคนาดา มีการติดตั้งอุปกรณ์รัดแผ่นดินไหวบนท่อป้อนอาหาร โดยยึดท่อเหล่านี้กับพื้นผิวถังป้องกันแคลันเดรียใต้หน้าเตาปฏิกรณ์ ชุดประกอบเพลาแบบมีเกลียวเหล่านี้ ซึ่งจัดอยู่ในประเภทโครงสร้างรองรับภายใต้กฎการออกแบบ ASME B&PV Code NF จะจำกัดการเคลื่อนที่ของท่อป้อนอาหารในระหว่างเหตุการณ์แผ่นดินไหวเพื่อลดภาระที่เกิดจากแผ่นดินไหว การบำบัด "สปริงเย็น" หลังการติดตั้งช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูงสุดในระหว่างแผ่นดินไหวจริง
อุปกรณ์ที่มีการแยกการสั่นสะเทือนในเขตแผ่นดินไหวสูงต้องใช้ระบบรัดพิเศษที่ไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการแยก ในขณะที่ตัวแยกบางตัวรวมความสามารถในการรัดไว้ด้วยกัน ส่วนใหญ่ต้องใช้ระบบรัดสามมิติแยกต่างหาก อุปกรณ์แขวนลอยเบาอาจใช้สายเคเบิลเหล็กถักแบบหย่อน โดยที่ทุกระบบต้องมีการตรวจสอบวิศวกรรมโครงสร้างและการปฏิบัติตามข้อกำหนด
ระบบแยกมวลสปริงสันนิษฐานว่ามีการรองรับที่แข็งแกร่ง ทำให้จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสร้างระบบรองรับที่แข็งแกร่งเพียงพอเมื่อเทียบกับการเบี่ยงเบนของตัวแยก สำหรับโครงสร้างน้ำหนักเบา เช่น อุปกรณ์ที่ติดตั้งบนหลังคา ควรใช้ระบบคานเหล็กอิสระที่รองรับโดยเสาฐานราก เมื่อใช้แผ่นคอนกรีตบนแผ่นหลังคาบาง (น้อยกว่า 4.5 นิ้ว) ขนาดควรเกินรอยเท้าอุปกรณ์ 12 นิ้วเพื่อกระจายภาระอย่างมีประสิทธิภาพ
อุปกรณ์หมุนที่มีมวลมากหรือแรงบิดเริ่มต้นสูงได้รับประโยชน์จากฐานเฉื่อยคอนกรีตที่รองรับโดยตัวแยกสปริง แม้ว่าจะไม่ปรับปรุงประสิทธิภาพการแยก ฐานเหล่านี้จะช่วยลดการเคลื่อนที่จากแรงขับและทำให้เครื่องจักรสูงมีเสถียรภาพ ฐานปั๊มทั่วไปมีน้ำหนัก 2-3 เท่าของอุปกรณ์ที่รองรับ ในขณะที่คอมเพรสเซอร์ที่ไม่สมดุลอาจต้องใช้ 5-7 เท่าของน้ำหนัก
ท่อส่งเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนจากการเคลื่อนที่ของของเหลวและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกัน มาตรการแยกที่สำคัญ ได้แก่:
ท่อลมแรงดันสูง (แรงดันสถิตของน้ำ ≥4 นิ้ว) ต้องมีการแยกเป็นระยะทาง 30 ฟุตจากพัดลม โดยรองรับด้วยตัวแขวนสปริงที่มีการเบี่ยงเบนขั้นต่ำ 3/4 นิ้ว สถานที่ที่ละเอียดอ่อน เช่น สตูดิโอ ต้องมีการแยกที่ตรงกับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อสำหรับการรองรับสามจุดแรก โดยมีข้อกำหนดที่ลดลงหลังจากนั้น
การรักษาคะแนนอะคูสติกต้องมีการปิดผนึกอย่างระมัดระวังรอบการเจาะท่อ รูควรมีเส้นผ่านศูนย์กลางเกินกว่าท่อ 1 นิ้ว เติมด้วยฉนวนหรือการป้องกันอัคคีภัยและปิดผนึก วิธีการปิดผนึกที่แตกต่างกันใช้กับโครงสร้างคอนกรีตเทียบกับไม้ โดยมีปลอกท่อเชิงพาณิชย์สำหรับโซลูชันมาตรฐาน
ท่อร้อยสายไฟฟ้าแข็งไปยังอุปกรณ์ที่แยกต้องมีส่วนที่ยืดหยุ่นพร้อมระยะหย่อนเพียงพอในการสร้างวง 360° เพื่อป้องกันการส่งผ่านการสั่นสะเทือนผ่านเส้นทางไฟฟ้า
เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกอย่างกะทันหันสามารถส่งมอบภาระที่ทำลายล้างได้ในไม่กี่วินาที รหัสสมัยใหม่กำหนดให้โครงสร้างต้องทนต่อภาระด้านข้างขั้นต่ำ (V) โดยพิจารณาจากผลตอบสนองแบบไม่ยืดหยุ่น ความซ้ำซ้อนของระบบ และความเหนียว ด้วยแผ่นดินไหวประมาณ 300,000 ครั้งต่อปีทั่วโลก การออกแบบที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกในเขตที่ใช้งานอยู่
ส่วนประกอบทางกล ไฟฟ้า และสถาปัตยกรรมต้องได้รับการออกแบบสำหรับแรงสถิตเทียบเท่าและความต้องการการกระจัดสัมพัทธ์ หมวดหมู่การออกแบบแผ่นดินไหวโดยทั่วไปตรงกับโครงสร้างรองรับ โดยมีข้อควรพิจารณาพิเศษเมื่อโครงสร้างที่ไม่ใช่สิ่งก่อสร้างมีน้ำหนักรวมน้อยกว่า 25%
สิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ เช่น โรงงาน LNG ต้องมีการตรวจสอบการออกแบบอิสระโดยผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหว รวมถึงการวิเคราะห์สเปกตรัมเฉพาะไซต์ พฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้นภายใต้การโหลดแบบวงจร และการตรวจสอบประสิทธิภาพของส่วนประกอบ มาตรการเพิ่มเติมจะจัดการกับการกระฉอกของของเหลว ความยืดหยุ่นในการเชื่อมต่อ และการรองรับการกระจัด
ในภูมิภาคที่เกิดแผ่นดินไหวบ่อยครั้ง การรับประกันการดำเนินงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของโรงงานอุตสาหกรรมได้กลายเป็นความท้าทายที่สำคัญ การออกแบบป้องกันแผ่นดินไหวได้กลายเป็นส่วนประกอบที่ขาดไม่ได้ของโครงการวิศวกรรมสมัยใหม่ บทความนี้จะตรวจสอบองค์ประกอบสำคัญของการออกแบบที่ทนทานต่อแผ่นดินไหวสำหรับโครงสร้างพื้นฐานทางอุตสาหกรรม โดยเน้นที่ระบบรัดแผ่นดินไหว อุปกรณ์แยกการสั่นสะเทือน และมาตรการป้องกันสำหรับท่อและเครื่องจักร
ที่โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ของแคนาดา มีการติดตั้งอุปกรณ์รัดแผ่นดินไหวบนท่อป้อนอาหาร โดยยึดท่อเหล่านี้กับพื้นผิวถังป้องกันแคลันเดรียใต้หน้าเตาปฏิกรณ์ ชุดประกอบเพลาแบบมีเกลียวเหล่านี้ ซึ่งจัดอยู่ในประเภทโครงสร้างรองรับภายใต้กฎการออกแบบ ASME B&PV Code NF จะจำกัดการเคลื่อนที่ของท่อป้อนอาหารในระหว่างเหตุการณ์แผ่นดินไหวเพื่อลดภาระที่เกิดจากแผ่นดินไหว การบำบัด "สปริงเย็น" หลังการติดตั้งช่วยให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพสูงสุดในระหว่างแผ่นดินไหวจริง
อุปกรณ์ที่มีการแยกการสั่นสะเทือนในเขตแผ่นดินไหวสูงต้องใช้ระบบรัดพิเศษที่ไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการแยก ในขณะที่ตัวแยกบางตัวรวมความสามารถในการรัดไว้ด้วยกัน ส่วนใหญ่ต้องใช้ระบบรัดสามมิติแยกต่างหาก อุปกรณ์แขวนลอยเบาอาจใช้สายเคเบิลเหล็กถักแบบหย่อน โดยที่ทุกระบบต้องมีการตรวจสอบวิศวกรรมโครงสร้างและการปฏิบัติตามข้อกำหนด
ระบบแยกมวลสปริงสันนิษฐานว่ามีการรองรับที่แข็งแกร่ง ทำให้จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องสร้างระบบรองรับที่แข็งแกร่งเพียงพอเมื่อเทียบกับการเบี่ยงเบนของตัวแยก สำหรับโครงสร้างน้ำหนักเบา เช่น อุปกรณ์ที่ติดตั้งบนหลังคา ควรใช้ระบบคานเหล็กอิสระที่รองรับโดยเสาฐานราก เมื่อใช้แผ่นคอนกรีตบนแผ่นหลังคาบาง (น้อยกว่า 4.5 นิ้ว) ขนาดควรเกินรอยเท้าอุปกรณ์ 12 นิ้วเพื่อกระจายภาระอย่างมีประสิทธิภาพ
อุปกรณ์หมุนที่มีมวลมากหรือแรงบิดเริ่มต้นสูงได้รับประโยชน์จากฐานเฉื่อยคอนกรีตที่รองรับโดยตัวแยกสปริง แม้ว่าจะไม่ปรับปรุงประสิทธิภาพการแยก ฐานเหล่านี้จะช่วยลดการเคลื่อนที่จากแรงขับและทำให้เครื่องจักรสูงมีเสถียรภาพ ฐานปั๊มทั่วไปมีน้ำหนัก 2-3 เท่าของอุปกรณ์ที่รองรับ ในขณะที่คอมเพรสเซอร์ที่ไม่สมดุลอาจต้องใช้ 5-7 เท่าของน้ำหนัก
ท่อส่งเสียงรบกวนและการสั่นสะเทือนจากการเคลื่อนที่ของของเหลวและอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกัน มาตรการแยกที่สำคัญ ได้แก่:
ท่อลมแรงดันสูง (แรงดันสถิตของน้ำ ≥4 นิ้ว) ต้องมีการแยกเป็นระยะทาง 30 ฟุตจากพัดลม โดยรองรับด้วยตัวแขวนสปริงที่มีการเบี่ยงเบนขั้นต่ำ 3/4 นิ้ว สถานที่ที่ละเอียดอ่อน เช่น สตูดิโอ ต้องมีการแยกที่ตรงกับอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อสำหรับการรองรับสามจุดแรก โดยมีข้อกำหนดที่ลดลงหลังจากนั้น
การรักษาคะแนนอะคูสติกต้องมีการปิดผนึกอย่างระมัดระวังรอบการเจาะท่อ รูควรมีเส้นผ่านศูนย์กลางเกินกว่าท่อ 1 นิ้ว เติมด้วยฉนวนหรือการป้องกันอัคคีภัยและปิดผนึก วิธีการปิดผนึกที่แตกต่างกันใช้กับโครงสร้างคอนกรีตเทียบกับไม้ โดยมีปลอกท่อเชิงพาณิชย์สำหรับโซลูชันมาตรฐาน
ท่อร้อยสายไฟฟ้าแข็งไปยังอุปกรณ์ที่แยกต้องมีส่วนที่ยืดหยุ่นพร้อมระยะหย่อนเพียงพอในการสร้างวง 360° เพื่อป้องกันการส่งผ่านการสั่นสะเทือนผ่านเส้นทางไฟฟ้า
เหตุการณ์แผ่นดินไหวที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกอย่างกะทันหันสามารถส่งมอบภาระที่ทำลายล้างได้ในไม่กี่วินาที รหัสสมัยใหม่กำหนดให้โครงสร้างต้องทนต่อภาระด้านข้างขั้นต่ำ (V) โดยพิจารณาจากผลตอบสนองแบบไม่ยืดหยุ่น ความซ้ำซ้อนของระบบ และความเหนียว ด้วยแผ่นดินไหวประมาณ 300,000 ครั้งต่อปีทั่วโลก การออกแบบที่เหมาะสมจึงเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสิ่งอำนวยความสะดวกในเขตที่ใช้งานอยู่
ส่วนประกอบทางกล ไฟฟ้า และสถาปัตยกรรมต้องได้รับการออกแบบสำหรับแรงสถิตเทียบเท่าและความต้องการการกระจัดสัมพัทธ์ หมวดหมู่การออกแบบแผ่นดินไหวโดยทั่วไปตรงกับโครงสร้างรองรับ โดยมีข้อควรพิจารณาพิเศษเมื่อโครงสร้างที่ไม่ใช่สิ่งก่อสร้างมีน้ำหนักรวมน้อยกว่า 25%
สิ่งอำนวยความสะดวกที่สำคัญ เช่น โรงงาน LNG ต้องมีการตรวจสอบการออกแบบอิสระโดยผู้เชี่ยวชาญด้านแผ่นดินไหว รวมถึงการวิเคราะห์สเปกตรัมเฉพาะไซต์ พฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้นภายใต้การโหลดแบบวงจร และการตรวจสอบประสิทธิภาพของส่วนประกอบ มาตรการเพิ่มเติมจะจัดการกับการกระฉอกของของเหลว ความยืดหยุ่นในการเชื่อมต่อ และการรองรับการกระจัด
