Sistem de cadru din oțel contravântuit: De ce clădirile înalte rămân ferme?

Condusă de lipsa resurselor moderne de teren și de presiunile din creșterea populației, construcția verticală a devenit o tendință inevitabilă în arhitectura contemporană. Zgârie-nori moderni se înalță sus în cer și se ridică falnic. Ce îi menține relativ stabili împotriva presiunii puternice a vântului din troposferă și le permite să reziste cutremurelor în siguranță? Pentru a răspunde la această întrebare, să aruncăm o privire mai atentă la bracedsistem de cadru din oțel.

Structurile tradiționale de cadru pur au amenajări flexibile ale podelei și o utilizare ridicată a spațiului. Cu toate acestea, odată ce înălțimea clădirii depășește o anumită limită, va apărea deficiența lor de rigiditate structurală laterală insuficientă. Există două soluții principale pentru a rezolva această problemă: mărirea secțiunilor transversale ale grinzilor și stâlpilor sau instalarea sistemelor de contravântuire. Primul va duce la o creștere bruscă a consumului de oțel, în timp ce cel din urmă se laudă cu o rentabilitate superioară. Prin urmare, sistemele de cadru din oțel contravântuit sunt alegerea optimă pentru clădirile înalte.

Logica fundamentală a sistemului de cadru din oțel contravântuit constă în aranjarea rațională a elementelor de contravântuire pentru a forma un mecanism de suport de sarcină colaborativ: cadrul de oțel suportă sarcini verticale, în timp ce contravântuirile rezistă forțelor orizontale. O clădire de birouri din Xiamen adoptă un sistem structural de brațe concentrice din oțel. La baza clădirii sunt instalate bretele de flambaj (BRB) portante, ceea ce valorifică pe deplin avantajele de ductilitate ale structurilor din oțel și îmbunătățește considerabil performanța seismică a structurii.

Există trei tipuri principale principale de bracedsisteme de cadru din oțel. Cadrul Concentric Braced (CBF) este cea mai clasică configurație de contravântuire, a cărei caracteristică de bază este că axele centroidale ale elementelor de contravântuire se intersectează în centrul îmbinărilor fascicul-coloană. Posedă o rigiditate ridicată și poate controla eficient deplasarea orizontală. Distincția dintre Cadrul de contravântuire excentric (EBF) de CBF constă în decalarea axelor sale de contravântuire, ceea ce îi permite să combine rigiditatea ridicată a contravântuirilor concentrice și meritul de ductilitate al cadrelor pure. Cadrele contravântuite cu disipare a energiei se bazează pe dispozitive de disipare a energiei și de amortizare pentru a forma un sistem ideal de rezistență la forța laterală.

În inginerie practică, flambajul-restrained Brace (BRB) este soluția predominantă și o variantă îmbunătățită a cadrelor contravântuite concentric. Elimină problema eșecului de flambaj a bretelelor concentrice tradiționale sub compresie și îndoire. Compus dintr-o placă de oțel cu miez, un tub de reținere exterior și material de umplutură nelegat, BRB-urile cedează sub sarcină fără flambaj pentru a disipa energia, atingând o capacitate portantă egală la tracțiune și compresiune, precum și o performanță histeretică plină.

În plus, CBF include în principal contravântuire diagonală, contravântuire Chevron (contravântuire în V inversată), contravântuire în V, contravântuire X (contravântuire încrucișată) și contravântuire K. EBF constă în principal din contravântuiri de tip D (tip poartă), tip K, tip V și tip Y.

Forma specifică de bracedsisteme de cadru din oțelva fi selectat în funcție de cerințele seismice și de înălțimea clădirii. În general, bretele concentrice tradiționale au costuri reduse și rigiditate ridicată, bretele excentrice oferă o ductilitate favorabilă și o capacitate puternică de disipare a energiei, iar bretelele cu flambaj oferă performanțe seismice superioare. Sistemele de cadru din oțel contravantuit permit clădirilor înalte și super înalte să reziste vântului puternic și cutremurelor și oferă, de asemenea, soluții structurale fiabile pentru dezvoltarea urbană verticală. Cu 21 de ani de experiență vastă, EHSS este un producător profesionist specializat în fabricarea și instalarea componentelor structurale din oțel. Rămâneți la curent cu EHSS pentru mai multe informații tehnice profesionale despre structurile din oțel.