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談電梯抗地震要求及任務

2006年11月15日 13:37:40人氣:468來源:煙臺勾股通信技術有限公司

1854年美國奧的斯為電梯發明了安全鉗,此后電梯開始被社會認可,受到人們的歡迎,迄今已有近150年之久。隨著世界科學技術的突飛猛進,從上世紀80年代開始至今僅僅20多年,電梯技術已經迅速更新換代。其中有代表性并且起前導作用的有2項重大成果:一項是微機及微電子技術在電梯上的應用;另一項是交流調頻調壓驅動技術用于電梯驅動系統。這2項突破,又帶動了其它電梯控制新理論、新技術、新設計、新材料在電梯領域中的發展,也對大量電梯新功能以及電梯新梯種起了催生作用。在這令人眼花繚亂的飛速發展的科技成果面前,安全仍然是電梯的第1要求。而且,隨著電梯運行速度、運行高度的不斷提高以及應用越來越廣泛和越來越頻繁,電梯與社會和人群構成了越來越密切和關系。電梯的安全性更引起社會和廣大用戶的關心,逐漸成為社會關注的問題。
  面對電梯技術和產品的這種大好形勢,在我們繼續關注電梯的安全和性能要求的同時,新的重要安全要求已擺在我們面前,需要引起電梯行業和國家主管部門的注意,這就是電梯的抗地震性能或抗地震安全要求。現在我國已有數十萬臺以上新老電梯伴隨著樓群在人口密集地區日夜運行,人們對電梯的依賴性越來越大。除了品牌、價格、質量、功能等外,人們普遍關心的還是電梯運行的安全可靠性及突發事態下的安全感。在人類對地震這一自然災害還不能準確預報和加以控制的情況下,與建筑物對抗震要求一樣,電梯的抗震性能和要求必然引起人們的關注,需要提到議事日程上來考慮。
  事實也確實如此。國外發達國家如美國1964年的阿拉斯加大地震,1971年的洛杉磯大地震;日本1978年的宮城縣海大地震等等所造成的電梯損壞,都敲響了重視建筑物內電梯抗地震的警鐘。經過對地震給電梯造成的損壞進行統計、分析,可以為電梯的抗地震工作積累*手資料,進而可以著手加強電梯抗地震性能和功能方面的一系列工作。在積累資料進行分析的基礎上,日本電梯安全中心前后用了10多年研究時間,在1980年完成了日本《電梯抗震設計及施工指南》。《指南》主要從工程設計上對地震給電梯的影響和損壞,對電梯導軌、繩輪等等的設計計算以及機房設備的防震措施等方面作了規定和介紹。國外專業刊物如《電梯世界》、《地震譜(Earthquake Spectia)》、《結構工程(Journal of Structural Engineering)》等對電梯遭受地震時的損壞情況,部件的受力分析、計算和某些部件的數字模型以及部件的設計、安裝等進行了分析和理論探討。
  我國是發展中國家,這方面的研究還處于初始階段。但是,我國所擁有的電梯數量和乘坐人群已趕上發達國家,電梯市場前景潛力巨大,尤其是《工程建設強制性條文》的執行,更會加快電梯的發展。電梯抗震要求已呼聲迭起。江蘇連云港核電站的電梯已在國內*次明確提出了抗震要求;其后,大亞灣核電站等電梯項目也有了這樣的考慮或要求。可以預見,今后高層建筑的電梯抗震要求會越來越普遍,抗震并將進一步成為電梯的新任務、新課題。
  電梯是附屬于高層建筑的大型、復雜組裝設備,不可能在實物上進行抗震試驗研究,也無法用縮小比例的建筑物和電梯模型來做復雜的抗震試驗,應用計算機進行仿真模擬試驗在理論上和技術上都還不具備條件。因此,借鑒國外的資料和技術,積累實踐經驗,提高分析能力,開展理論研究是必要而可行的途徑。
  國內專家、學者也開始了這方面的理論分析研究工作,在《工程抗震》、《起重運輸機械》等刊物以及一些高校學報上進行了交流和討論。
  蒂森電梯公司在我國已在其產品上成功進行了抗震分析及設計改進,并通過了國家*的專業機構-同濟大學抗震防災研究所的抗震試驗和計算機計算分析驗證。試驗是利用進口的全電腦控制的大型振動試驗設備對實物及實際安裝進行模擬地震來完成的。在我國還沒有這方面先例和經驗可循的情況下,解決好以下幾方面問題是完成抗震試驗及計算分析驗證的重要條件。
  第1項是選好進行試驗的合作單位。擁有高素質的科研和技術力量,*的試驗設備(包括系統的硬件和軟件)和豐富的經驗和業績是選擇和評估的主要內容。
  第2項是結合具體項目,從技術、經濟觀點分析振動設備是否適用,特別是試驗設備有關的各種參數和功能是否滿足試驗要求;振動試驗、分析用軟件是否*并獲得了主管部門以及的廣泛認可。
  第3項也是起核心作用的是組織電梯工程技術人員和抗震試驗、分析專業人員共同討論和準備抗震試驗與計算分析大綱,該大綱是整個工作的指導文件。
  第4項是確定地震工況,按照電梯所承受的震譜圖根據抗震試驗要求進行分析和處理,取符合要求并可以使用的抗震試驗輸入反應譜。
  第5項應當對電梯進行合理的部件分解,分析各個部件及接口的受震情況并改進設計,落實技術措施,準備相應的圖紙、資料。在進行這方面工作時既要緊密結合電梯產品及安裝實際,又要考慮試驗設備和試驗現場的可操作性。
  第6項是電梯工程技術人員與抗震試驗、分析專業人員之間的交流和配合。在國內還沒有開展過這種項目或進行過這種協作的情況下,這方面的合作和協調要貫穿全過程。相互理解和支持是試驗和計算分析取得成功的重要條件。
  電梯抗震的理論研究已超越了原來電梯的設計、計算的觀念和范疇。對從事電梯產品的技術人員來說,在掌握電梯產品的設計和技術之外,也需要注意跨專業、跨學科的知識擴充。研究地震及電梯的地震響應,對電梯及部件進行受力和運動分析,強度、變形、位移計算以及計算機仿真,都離不開電腦技術和相關軟件的應用以及結構力學、數學建模、有限元方法等專業知識和技能。如果電梯工程技術人員在這方面能有所擴充和了解,甚至掌握某些技能,會大大有助于在抗震領域內的工作的開展。對從事抗震分析、研究的專業人員來說,工作的對象是電梯及其部件,是一個比較特殊和復雜的組合性的運輸系統,直接關系到人們的安全。這些專業人員了解電梯,同樣也是重要而有益的。可見,進行電梯抗震研究,解決電梯抗震問題,跨專業、跨學科的合作是十分必要的。
  另一方面,電梯抗震要求更直接面對具體設計和工程措施并用實驗或計算分析加以驗證。有許多措施往往是結合具體實際進行分析,提出解決辦法,通過試驗反復改進而取得成功的。如電氣控制柜的抗震措施,機房設備的防位移、防傾覆,以及防脫繩等就是這方面的例子。
  解決電梯抗震問題,也會對電梯功能提出要求,例如地震緊急操作、地震后如何盡快恢復功能等。針對我國情況,要組織有關專家及工程技術人員討論,明確目標及操作流程。具體實施方案和采用的技術由各企業、公司來確定。
  通過抗震分析、試驗,可能會發現在地震狀態下由于地震力的作用,原來的電梯部件設計思想或者所考慮的功能不能滿足要求;這也可能涉及對標準的解釋、修改或補充,需要由國家主管部門組織專家分析、討論。
  電梯抗震要求已越來越迫切地擺在電梯行業的日程上,它給傳統電梯的設計提出了新任務、新課題。希望我國的電梯在地震這樣的自然災害面前,也能較好保證其安全功能。
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