Systém vystužených oceľových rámov: Prečo stoja výškové budovy pevne?

Vertikálna výstavba, poháňaná nedostatkom moderných pôdnych zdrojov a tlakom populačného rastu, sa stala nevyhnutným trendom súčasnej architektúry. Moderné mrakodrapy sa týčia vysoko do neba. Čo ich udržiava relatívne stabilné proti silnému tlaku vetra v troposfére a umožňuje im bezpečne odolávať zemetraseniam? Aby sme odpovedali na túto otázku, pozrime sa bližšie na vystuženieoceľový rámový systém.

Tradičné čisté rámové konštrukcie sa vyznačujú flexibilným rozložením podlahy a vysokým priestorovým využitím. Keď však výška budovy prekročí určitú hranicu, prejaví sa ich nedostatok v nedostatočnej bočnej tuhosti konštrukcie. Na vyriešenie tohto problému existujú dve primárne riešenia: zväčšenie prierezov nosníkov a stĺpov alebo inštalácia vystužovacích systémov. Prvý z nich povedie k prudkému nárastu spotreby ocele, zatiaľ čo druhý sa môže pochváliť vynikajúcou nákladovou efektívnosťou. Preto sú systémy vystužených oceľových rámov optimálnou voľbou pre výškové budovy.

Základná logika systému vystuženého oceľového rámu spočíva v racionálnom usporiadaní vystužovacích prvkov tak, aby vytvorili spoločný nosný mechanizmus: oceľový rám nesie vertikálne zaťaženie, zatiaľ čo podpery odolávajú horizontálnym silám. Administratívna budova v Xiamene využíva konštrukčný systém so sústrednou výstuhou z oceľového rámu. Nosné vzpery zabraňujúce vzperu (BRB) sú inštalované na základni budovy, čo plne využíva výhody ťažnosti oceľových konštrukcií a výrazne zlepšuje seizmický výkon konštrukcie.

Existujú tri hlavné hlavné typy výstuhoceľové rámové systémy. Koncentricky vystužený rám (CBF) je najklasickejšia konfigurácia vystuženia, ktorej hlavnou charakteristikou je, že ťažiskové osi vystužovacích prvkov sa pretínajú v strede spojov nosník-stĺp. Má vysokú tuhosť a môže účinne kontrolovať horizontálne posunutie. Rozdiel medzi excentricky vystuženým rámom (EBF) od CBF spočíva v odsadení jeho osí vystuženia, čo mu umožňuje kombinovať vysokú tuhosť koncentrických výstuh a ťažnosť čistých rámov. Vystužené rámy rozptyľujúce energiu sa spoliehajú na zariadenia na rozptyľovanie a tlmenie energie na vytvorenie ideálneho systému odolnosti voči bočnej sile.

V praktickom inžinierstve je Buckling-Restrained Brace (BRB) prevládajúcim riešením a vylepšeným variantom koncentricky vystužených rámov. Eliminuje problém vybočenia pri tradičných sústredných výstužiach pod tlakom a ohybom. Skladá sa z oceľového plechu s jadrom, vonkajšej obmedzovacej trubice a nespojeného výplňového materiálu, BRB sa pri zaťažení poddajú bez vybočenia, aby rozptýlili energiu, pričom dosahujú rovnakú nosnosť v ťahu a tlaku, ako aj vysoký hysteretický výkon.

Okrem toho CBF zahŕňa hlavne diagonálne vystuženie, vystuženie Chevron (obrátené vystuženie do V), vystuženie do tvaru V, vystuženie X (krížové vystuženie) a vystuženie K. EBF primárne pozostáva z výstuh typu D (gate-type), typu K, typu V a typu Y.

Špecifická forma vystuženiaoceľové rámové systémysa vyberie na základe seizmických požiadaviek a výšky budovy. Všeobecne povedané, tradičné koncentrické výstuhy sa vyznačujú nízkou cenou a vysokou tuhosťou, excentrické výstuhy ponúkajú priaznivú ťažnosť a silnú kapacitu rozptylu energie a vzpery obmedzujúce vybočenie poskytujú vynikajúci seizmický výkon. Systémy vystužených oceľových rámov umožňujú výškovým a super výškovým budovám odolávať silným vetrom a zemetraseniam a tiež poskytujú spoľahlivé konštrukčné riešenia pre vertikálny mestský rozvoj. S 21 rokmi rozsiahlych skúseností je EHSS profesionálny výrobca špecializujúci sa na výrobu a montáž oceľových konštrukčných komponentov. Zostaňte naladení na EHSS pre viac profesionálnych technických informácií o oceľových konštrukciách.