Stiprināta tērauda karkasa sistēma: kāpēc augstceltnes ir izturīgas?

Mūsdienu zemes resursu trūkuma un iedzīvotāju skaita pieauguma radītā spiediena dēļ vertikālā būvniecība ir kļuvusi par neizbēgamu mūsdienu arhitektūras tendenci. Mūsdienu debesskrāpji paceļas augstu debesīs un stāv augsti. Kas tos notur relatīvi stabilus pret spēcīgu vēja spiedienu troposfērā un ļauj tiem droši izturēt zemestrīces? Lai atbildētu uz šo jautājumu, apskatīsim skavām tuvāktērauda rāmja sistēma.

Tradicionālajām tīrajām karkasa konstrukcijām ir elastīgs grīdas izkārtojums un augsts telpas izmantojums. Taču, kad ēkas augstums pārsniedz noteiktu robežu, parādīsies to trūkums – nepietiekama sānu konstrukcijas stingrība. Šīs problēmas risināšanai ir divi galvenie risinājumi: siju un kolonnu šķērsgriezumu palielināšana vai stiprinājumu sistēmu uzstādīšana. Pirmais izraisīs strauju tērauda patēriņa pieaugumu, bet otrais lepojas ar izcilu izmaksu efektivitāti. Tāpēc stiprinājuma tērauda karkasu sistēmas ir optimāla izvēle daudzstāvu ēkām.

Stiprināto tērauda karkasu sistēmas pamatloģika slēpjas stiprinājuma elementu racionālā izkārtojumā, veidojot kopīgu nesošo mehānismu: tērauda rāmis iztur vertikālas slodzes, bet bikšturi pretojas horizontālajiem spēkiem. Biroju ēka Sjameņā izmanto tērauda karkasa koncentrisku stiprinājumu konstrukcijas sistēmu. Ēkas pamatnē ir uzstādītas nesošās sprādzienbīstamās breketes (BRB), kas pilnībā izmanto tērauda konstrukciju elastības priekšrocības un ievērojami uzlabo konstrukcijas seismiskos rādītājus.

Ir trīs galvenie galvenie stiprinājuma veiditērauda karkasu sistēmas. Koncentriski nostiprinātais rāmis (CBF) ir visklasiskākā stiprinājuma konfigurācija, kuras galvenā īpašība ir tāda, ka stiprinājuma elementu centroidālās asis krustojas sijas un kolonnas savienojumu centrā. Tam ir augsta stingrība un tā var efektīvi kontrolēt horizontālo nobīdi. Ekscentriski nostiprinātā rāmja (EBF) atšķirība no CBF slēpjas tā stiprinājuma asu nobīdē, kas ļauj tam apvienot koncentrisko siksnu augsto stingrību un tīro rāmju elastības priekšrocības. Enerģiju izkliedējošie nostiprinātie rāmji balstās uz enerģijas izkliedes un slāpēšanas ierīcēm, lai izveidotu ideālu sānu spēka pretestības sistēmu.

Praktiskajā inženierijā dominējošais risinājums ir BRB (Buckling-Restrained Brace) un modernizēts koncentriski nostiprinātu rāmju variants. Tas novērš tradicionālo koncentrisko bikšturu izliekšanās problēmu saspiešanas un locīšanas laikā. Sastāv no tērauda loksnes, ārējās ierobežotājcaurules un nesasaistīta pildvielas, BRB slodzes apstākļos ļauj izkliedēt enerģiju, lai izkliedētu enerģiju, panākot vienādu stiepes un spiedes nestspēju, kā arī briestošu histerētisku veiktspēju.

Turklāt CBF galvenokārt ietver diagonālo nostiprināšanu, ševronu stiprinājumu (apgrieztā V veida stiprinājumu), V veida stiprinājumu, X veida stiprinājumu (krustveida stiprinājumu) un K veida stiprinājumu. EBF galvenokārt sastāv no D veida (vārtu tipa), K veida, V veida un Y veida stiprinājumiem.

Īpaša stiprinājuma formatērauda karkasu sistēmasjāizvēlas, pamatojoties uz ēkas seismiskajām prasībām un augstumu. Vispārīgi runājot, tradicionālajām koncentriskām breketēm ir zemas izmaksas un augsta stingrība, ekscentriskās breketes nodrošina labvēlīgu elastību un spēcīgu enerģijas izkliedes spēju, un pret izliekumu ierobežotās breketes nodrošina izcilu seismisko veiktspēju. Stiprinātās tērauda karkasa sistēmas ļauj daudzstāvu un īpaši daudzstāvu ēkām izturēt spēcīgu vēju un zemestrīces, kā arī nodrošina uzticamus strukturālus risinājumus vertikālai pilsētu attīstībai. Ar 21 gadu ilgu pieredzi EHSS ir profesionāls ražotājs, kas specializējas tērauda konstrukciju komponentu ražošanā un uzstādīšanā. Sekojiet līdzi EHSS, lai iegūtu profesionālāku tehnisko informāciju par tērauda konstrukcijām.