Systém vyztužených ocelových rámů: Proč výškové budovy stojí pevně?

Vertikální výstavba, poháněná nedostatkem moderních půdních zdrojů a tlaky populačního růstu, se stala nevyhnutelným trendem současné architektury. Moderní mrakodrapy se tyčí vysoko do nebe a tyčí se. Co je udržuje relativně stabilní proti silnému tlaku větru v troposféře a umožňuje jim bezpečně odolávat zemětřesení? Abychom na tuto otázku odpověděli, podívejme se blíže na vzpěruocelový rámový systém.

Tradiční čisté rámové konstrukce se vyznačují flexibilním uspořádáním podlah a vysokým využitím prostoru. Jakmile však výška budovy překročí určitou mez, projeví se jejich nedostatek v nedostatečné příčné konstrukční tuhosti. Existují dvě primární řešení tohoto problému: zvětšení průřezu nosníků a sloupů nebo instalace ztužidel. První z nich povede k prudkému nárůstu spotřeby oceli, zatímco druhý se může pochlubit vynikající nákladovou efektivitou. Proto jsou systémy vyztužených ocelových rámů optimální volbou pro výškové budovy.

Základní logika systému vyztuženého ocelového rámu spočívá v racionálním uspořádání výztužných prvků tak, aby tvořily spolupracující nosný mechanismus: ocelový rám nese svislé zatížení, zatímco výztuhy odolávají vodorovným silám. Administrativní budova v Xiamenu využívá konstrukční systém ocelového rámu se soustřednými výztuhami. Nosné vzpěry zabraňující vzpěru (BRB) jsou instalovány na základně budovy, což plně využívá výhod tažnosti ocelových konstrukcí a výrazně zlepšuje seizmické vlastnosti konstrukce.

Existují tři hlavní hlavní typy vzpěrocelové rámové systémy. Koncentricky vyztužený rám (CBF) je nejklasičtější konfigurace ztužení, jehož základní charakteristikou je, že těžiště prvků ztužení se protínají ve středu spojů nosník-sloup. Má vysokou tuhost a může účinně řídit horizontální posun. Rozdíl mezi excentricky vyztuženým rámem (EBF) od CBF spočívá v odsazení jeho os vyztužení, což mu umožňuje kombinovat vysokou tuhost soustředných výztuh a duktilitu čistých rámů. Vyztužené rámy disipující energii spoléhají na zařízení pro rozptyl energie a tlumení, aby vytvořily ideální systém odolnosti proti boční síle.

V praktickém strojírenství je Buckling-Restrained Brace (BRB) převládajícím řešením a vylepšenou variantou soustředně vyztužených rámů. Eliminuje problém selhání vzpěru u tradičních soustředných výztuh při tlaku a ohybu. BRB se skládají z ocelového plechu s jádrem, vnější přídržné trubky a nespojeného výplňového materiálu, poddajné při zatížení bez vybočení, aby rozptýlily energii, dosahují stejné únosnosti v tahu a tlaku a také kyprého hysteretického výkonu.

Kromě toho CBF zahrnuje hlavně diagonální vyztužení, ztužení ve tvaru Chevron (obrácené vyztužení do V), vyztužení do tvaru V, vyztužení X (křížové vyztužení) a vyztužení K. EBF se primárně skládá z výztuh typu D (gate-type), K-type, V-type a Y-type.

Specifická forma vyztuženíocelové rámové systémyse volí na základě seismických požadavků a výšky budovy. Obecně řečeno, tradiční soustředné výztuhy se vyznačují nízkou cenou a vysokou tuhostí, excentrické výztuhy nabízejí příznivou tažnost a silnou kapacitu rozptylu energie a vzpěry s omezením vzpěru poskytují vynikající seismický výkon. Systémy vyztužených ocelových rámů umožňují výškovým a super výškovým budovám odolávat silným větrům a zemětřesením a také poskytují spolehlivá konstrukční řešení pro vertikální městskou zástavbu. S 21 lety rozsáhlých zkušeností je EHSS profesionální výrobce specializující se na výrobu a montáž ocelových konstrukčních dílů. Zůstaňte naladěni na EHSS pro více profesionálních technických informací o ocelových konstrukcích.