Σύστημα Braced Steel Frame System: Γιατί τα πολυώροφα κτίρια στέκονται σταθερά;

Καθοδηγούμενη από τη σπανιότητα των σύγχρονων πόρων γης και τις πιέσεις από την αύξηση του πληθυσμού, η κάθετη κατασκευή έχει γίνει μια αναπόφευκτη τάση στη σύγχρονη αρχιτεκτονική. Οι σύγχρονοι ουρανοξύστες πετούν ψηλά στον ουρανό και στέκονται πανύψηλοι. Τι τους κρατά σχετικά σταθερούς έναντι της ισχυρής πίεσης ανέμου στην τροπόσφαιρα και τους επιτρέπει να αντέχουν με ασφάλεια τους σεισμούς; Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση, ας ρίξουμε μια πιο προσεκτική ματιά στο στήριγμασύστημα χαλύβδινου πλαισίου.

Οι παραδοσιακές καθαρές κατασκευές πλαισίου διαθέτουν ευέλικτες διατάξεις δαπέδου και υψηλή αξιοποίηση του χώρου. Ωστόσο, όταν το ύψος του κτιρίου υπερβεί ένα ορισμένο όριο, θα προκύψει το μειονέκτημά τους ανεπαρκούς πλευρικής δομικής ακαμψίας. Υπάρχουν δύο κύριες λύσεις για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος: μεγέθυνση των διατομών δοκών και υποστυλωμάτων ή εγκατάσταση συστημάτων στήριξης. Το πρώτο θα οδηγήσει σε απότομη αύξηση της κατανάλωσης χάλυβα, ενώ το δεύτερο έχει ανώτερη σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας. Επομένως, τα συστήματα σκελετού από χάλυβα είναι η βέλτιστη επιλογή για πολυώροφα κτίρια.

Η θεμελιώδης λογική του συστήματος ενισχυμένου χαλύβδινου πλαισίου έγκειται στην ορθολογική διάταξη των μελών στήριξης για να σχηματίσουν έναν συνεργατικό φέροντα μηχανισμό: το χαλύβδινο πλαίσιο φέρει κατακόρυφα φορτία ενώ τα στηρίγματα αντιστέκονται σε οριζόντιες δυνάμεις. Ένα κτίριο γραφείων στο Xiamen υιοθετεί ένα δομικό σύστημα ομόκεντρου σιδερώματος από χάλυβα. Στη βάση του κτιρίου τοποθετούνται φέροντες λυγιστικοί στηρίγματα (BRBs), τα οποία αξιοποιούν πλήρως τα πλεονεκτήματα πλαστιμότητας των μεταλλικών κατασκευών και βελτιώνουν σημαντικά τη σεισμική απόδοση της κατασκευής.

Υπάρχουν τρεις κύριοι κύριοι τύποι στηριγμάτωνσυστήματα χαλύβδινων πλαισίων. Το Concentrically Braced Frame (CBF) είναι η πιο κλασική διαμόρφωση στήριξης, του οποίου το βασικό χαρακτηριστικό είναι ότι οι κεντροειδείς άξονες των εξαρτημάτων στήριξης τέμνονται στο κέντρο των αρμών δοκού-κολόνας. Διαθέτει υψηλή ακαμψία και μπορεί να ελέγξει αποτελεσματικά την οριζόντια μετατόπιση. Η διάκριση του Eccentrically Braced Frame (EBF) από το CBF έγκειται στη μετατόπιση των αξόνων στήριξης του, που του επιτρέπει να συνδυάζει την υψηλή ακαμψία των ομόκεντρων στηρίξεων και την ολκιμότητα των καθαρών πλαισίων. Τα ενισχυμένα πλαίσια που καταναλώνουν ενέργεια βασίζονται σε συσκευές απαγωγής ενέργειας και απόσβεσης για να σχηματίσουν ένα ιδανικό σύστημα πλευρικής αντίστασης στη δύναμη.

Στην πρακτική μηχανική, ο βραχίονας λυγισμού (BRB) είναι η κυρίαρχη λύση και μια αναβαθμισμένη παραλλαγή ομόκεντρων κουφωμάτων. Εξαλείφει το πρόβλημα αστοχίας λυγισμού των παραδοσιακών ομόκεντρων στηριγμάτων υπό συμπίεση και κάμψη. Αποτελούμενα από χαλύβδινη πλάκα πυρήνα, εξωτερικό σωλήνα συγκράτησης και μη συνδεδεμένο υλικό πλήρωσης, τα BRB αποδίδουν υπό φορτίο χωρίς να λυγίζουν για να διαχέουν ενέργεια, επιτυγχάνοντας ίση ικανότητα εφελκυσμού και συμπίεσης καθώς και παχύρρευστη υστερητική απόδοση.

Εξάλλου, το CBF περιλαμβάνει κυρίως Διαγώνιο Στήριγμα, Στήριγμα Chevron (Ανεστραμμένο V-Bracing), V-Bracing, X-Bracing (Cross Bracing) και K-Bracing. Το EBF αποτελείται κυρίως από σιδεράκια τύπου D (τύπου πύλης), τύπου K, τύπου V και τύπου Y.

Η συγκεκριμένη μορφή του νάρθηκασυστήματα χαλύβδινων πλαισίωνθα επιλέγονται με βάση τις σεισμικές απαιτήσεις και το ύψος του κτιρίου. Σε γενικές γραμμές, τα παραδοσιακά ομόκεντρα σιδεράκια έχουν χαμηλό κόστος και υψηλή ακαμψία, τα έκκεντρα σιδεράκια προσφέρουν ευνοϊκή ολκιμότητα και ισχυρή ικανότητα απαγωγής ενέργειας και τα συγκρατούμενα στηρίγματα λυγισμού προσφέρουν ανώτερη σεισμική απόδοση. Τα συστήματα χαλύβδινων σκελετών με ενισχυμένο σκελετό επιτρέπουν σε πολυώροφα και υπερυψηλές κτίρια να αντιστέκονται σε ισχυρούς ανέμους και σεισμούς και επίσης παρέχουν αξιόπιστες δομικές λύσεις για κάθετη αστική ανάπτυξη. Με 21 χρόνια εκτεταμένης εμπειρίας, η EHSS είναι επαγγελματίας κατασκευαστής που ειδικεύεται στην κατασκευή και εγκατάσταση δομικών στοιχείων από χάλυβα. Μείνετε συντονισμένοι στο EHSS για περισσότερες επαγγελματικές τεχνικές πληροφορίες σχετικά με τις μεταλλικές κατασκευές.