Sistem čeličnih okvira: Zašto visoke zgrade stoje čvrsto?

Vođena nedostatkom modernih zemljišnih resursa i pritiscima rasta stanovništva, vertikalna gradnja je postala neizbježan trend u savremenoj arhitekturi. Moderni neboderi uzdižu se visoko u nebo i uzdižu se. Šta ih održava relativno stabilnim protiv jakog pritiska vjetra u troposferi i omogućava im da bezbedno podnose zemljotrese? Da bismo odgovorili na ovo pitanje, pogledajmo pobliže bracedsistem čeličnih okvira.

Tradicionalne strukture čistog okvira odlikuju se fleksibilnim podnim rasporedom i velikom iskorištenošću prostora. Međutim, kada visina zgrade prijeđe određenu granicu, pojavit će se njihov nedostatak nedovoljne bočne krutosti konstrukcije. Postoje dva primarna rješenja za rješavanje ovog problema: povećanje poprečnih presjeka greda i stupova ili ugradnja sistema učvršćenja. Prvi će dovesti do naglog porasta potrošnje čelika, dok se drugi može pohvaliti vrhunskom ekonomičnošću. Stoga su sistemi čeličnih okvira sa upornim elementima optimalan izbor za visoke zgrade.

Osnovna logika sistema čeličnih okvira leži u racionalnom rasporedu elemenata za učvršćivanje kako bi se formirao zajednički mehanizam za nosivost: čelični okvir nosi vertikalna opterećenja dok se kočnice odupiru horizontalnim silama. Poslovna zgrada u Xiamenu usvaja strukturni sistem koncentričnih podupirača sa čeličnim okvirom. Nosivi podupirači sa ograničenim izvijanjem (BRB) ugrađeni su u podnožje zgrade, što u potpunosti iskorištava prednosti duktilnosti čeličnih konstrukcija i uvelike poboljšava seizmičke performanse konstrukcije.

Postoje tri glavna glavna tipa steznikasistemi čeličnih okvira. Koncentrično ukočeni okvir (CBF) je najklasičnija konfiguracija učvršćenja, čija je osnovna karakteristika da se središnje osi ukrućenih elemenata sijeku u središtu spojeva greda-stup. Posjeduje visoku krutost i može efikasno kontrolirati horizontalni pomak. Razlika između ekscentrično ukočenog okvira (EBF) od CBF-a leži u pomaku njegovih osi za učvršćivanje, što mu omogućava da kombinuje visoku krutost koncentričnih nosača i duktilnost čistih okvira. Okviri koji rasipaju energiju oslanjaju se na uređaje za rasipanje energije i prigušivanje kako bi formirali idealan sistem otporan na bočnu silu.

U praktičnom inženjerstvu, Buckling-Restrained Brace (BRB) je prevladavajuće rješenje i nadograđena varijanta koncentrično učvršćenih okvira. Eliminira problem izvijanja tradicionalnih koncentričnih proteza pod kompresijom i savijanjem. Sastoje se od čelične ploče sa jezgrom, vanjske pričvrsne cijevi i nevezanog materijala za punjenje, BRB popuštaju pod opterećenjem bez izvijanja radi rasipanja energije, postižući jednaku vlačnu i tlačnu nosivost, kao i pune histerezne performanse.

Osim toga, CBF uglavnom uključuje dijagonalno utezanje, Chevron utezanje (obrnuto V-bracing), V-bracing, X-bracing (poprečno utezanje) i K-bracing. EBF se prvenstveno sastoji od D-tipa (kapija), K-tipa, V-tipa i Y-tipa utega.

Specifičan oblik bracedsistemi čeličnih okviraodabire se na osnovu seizmičkih zahtjeva i visine zgrade. Uopšteno govoreći, tradicionalne koncentrične proteze imaju nisku cijenu i visoku krutost, ekscentrične proteze nude povoljnu duktilnost i snažan kapacitet disipacije energije, a proteze koje su ograničene na izvijanje pružaju superiorne seizmičke performanse. Sistemi sa čeličnim okvirima omogućavaju visokim i visokim zgradama otpornost na jake vjetrove i potrese, a također pružaju pouzdana strukturna rješenja za vertikalni urbani razvoj. Sa 21 godinom velikog iskustva, EHSS je profesionalni proizvođač specijalizovan za proizvodnju i ugradnju čeličnih konstrukcijskih komponenti. Pratite EHSS za više profesionalnih tehničkih informacija o čeličnim konstrukcijama.