راهنمای طراحی سازه ای Pipe Rack (قسمت اول)

پایپرک سازه ای است که جهت نگهداری لوله و تجهیزات کمکی در مجمع‌های پالایشگاهی. این سازه‌ها غالباً از قاب‌های فولادی بوده که بعضاً در چندین طبقه طراحی و ساخته می‌شوند. این سازه ها معمولاً دارای عرض محدود و در عوض دارای طول بیشتری هستند. سیستم مقاوم جانبی در این سازه‌ها قاب خمشی و قاب ساده به همراه مهاربند است. در این قسمت از بخش اخبار تحلیلی سایت اشاره‌ای به الزامات طراحی این نوع سازه‌ها خواهیم داشت و در قسمت دوم مثال طراحی بارگذاری از این نوع سازه‌ها را مورد بررسی خواهیم داد:

الزامات طراحی

• طراحی اسکلت سازه بایستی بر اساس استاندارد AISC یا آیین نامه های برگرفته از آن صورت پذیرد. استفاده از روش طرح پلاستیک ارائه شده در این استاندارد جهت طرح اسکلت سازه مجاز نیست.
• اسکلت سازه و فونداسیون بایستی برای حداکثر بارهای وارده در زمان بهره‌برداری طراحی شوند. همچنین اثرات انقباض و انبساط اسکلت و تجهیزات نیز بایستی در نظر گرفته شود.
• فونداسیون بایستی بر اساس استاندارد ACI 318 طراحی شود. همچنین حداقل رده بتن قابل قبول جهت فونداسیون C40 است، این مقاومت بایستی در نقشه‌های اجرایی نیز قید شود.

اتصالات

اتصالات سازه نگهدارنده بایستی ضوابط زیر را برآورده کند.

•     اتصالات کارخانه ای می‌تواند جوشی یا پیچی باشد. همچنین اتصالات کارگاهی حتی‌الامکان باید پیچی باشد. در محل‌هایی که امکان تعبیه اتصالات پیچی نباشد استفاده از اتصال جوشی بلامانع است.
•     پیچ‌های مورد استفاده در اتصالات پیچی اعضای سازه‌ای اصلی بایستی از نوع پر مقاومت مطابق با استاندارد ASTM A325 باشند. همچنین پیچها بایستی به میزان لازم پیش تنیده شوند.
•     اتصالات صلب و اتصالات ویژه بایستی برای پروژه مورد نظر توسط طراح سازه طراحی شوند.
•     اکیداً توصیه می‌شود که اتصالات صلب از نوع پیچی با ورق انتهایی باشد. 

* امروزه در آمریکا از اتصالات ConX در ساخت سازه های نگهدارنده به صورت گسترده استفاده می‌شود.

الزامات اعضای سازه‌ای

•      بدون توجه به تحلیل حرارتی حداکثر فاصله میان دو درز انبساط برابر با ۴۳ متر است. 
•      نسبت طول به عمق تیرهای عرضی به عدد ۲۴ محدود می‌شود.
•      اتصال پای ستون بسته به میزان سختی جانبی مورد نیاز می تواند گیردار یا مفصلی باشد.
•      کف ستونهای متکی بر فونداسیون بایستی حداقل به وسیله ۴ بولت به فونداسیون متصل شوند.
•      سیستم مهار جانبی می‌تواند از مهاربندهای قائم هم محور ضربدری و ۸ در راستای طولی و عرضی باشد.
•      مهاربندها طولی قائم بایستی حداقل در هر ۴ دهانه در میان تعبیه شوند و در هر حال نبایستی فاصله میان دو مهاربند متوالی از ۴۳ متر بیشتر شود.
•      مهاربندهای فشاری بایستی از مقاطع بال پهن و T باشد. مهاربندهای کششی می تواند از تک نبشی، دوبل نبشی و T باشد.
•      در طراحی فونداسیون بایستی اثرات سفره‌های آب زیرزمینی دائمی و موقت بر فونداسیون در نظر گرفته شود.
   

بارهای وارد بر سازه

 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

منابع:

• Handbook of Steel pipe rack design (provided by Saudi Aram Co)
• ConX modular pipe rack system brochure
• Sap2000 pipe rack tutorial By CSI
• استاندارد 2800 ایران ویرایش سوم
• آیین نامه طراحی لرزه ای تاسیسات و سازه های صنعت نفت
• مبحث ششم مقررات ملی ساختمان

*در قسمت دوم با ذکر یک مثال با موارد ذکر شده بیشتر آشنا خواهید شد*

جهت مطالعه و دریافت نسخه کامل این مقاله (قسمت اول) در قالب یک فایل PDF؛ بایستی با صرف ۱۰۰۰ تومان از اعتبار خود ؛ بر روی لینک زیر "پرداخت و مشاهده محتوا" کلیک کنید.