Stavat stålramsystem: varför höghus står stadigt?

Driven av bristen på moderna markresurser och trycket från befolkningstillväxten har vertikal konstruktion blivit en oundviklig trend inom samtida arkitektur. Moderna skyskrapor svävar högt upp i himlen och står högt. Vad håller dem relativt stabila mot starkt vindtryck i troposfären och gör att de kan motstå jordbävningar säkert? För att svara på den här frågan, låt oss titta närmare på stagstålramsystem.

Traditionella rena ramkonstruktioner har flexibla golvlayouter och högt utrymmesutnyttjande. Men när byggnadshöjden överstiger en viss gräns, kommer deras brist på otillräcklig lateral strukturell styvhet att uppstå. Det finns två primära lösningar för att lösa detta problem: att förstora tvärsnitten av balkar och pelare, eller installera stödsystem. Den förra kommer att leda till en kraftig ökning av stålförbrukningen, medan den senare har överlägsen kostnadseffektivitet. Därför är stagsystem i stål det optimala valet för höghus.

Den grundläggande logiken i det stagna stålramsystemet ligger i det rationella arrangemanget av stödelement för att bilda en samverkande lastbärande mekanism: stålramen bär vertikala belastningar medan stöden motstår horisontella krafter. En kontorsbyggnad i Xiamen använder sig av ett koncentriskt stödsystem av stålram. Bärande buckling-restrained stag (BRB) är installerade vid basen av byggnaden, vilket fullt ut utnyttjar duktilitetsfördelarna med stålkonstruktioner och avsevärt förbättrar strukturens seismiska prestanda.

Det finns tre primära vanliga typer av stagstålramsystem. Concentrically Braced Frame (CBF) är den mest klassiska stagkonfigurationen, vars kärnegenskaper är att de centroidala axlarna hos stagelementen skär varandra i mitten av balk-pelarskarvar. Den har hög styvhet och kan effektivt kontrollera horisontell förskjutning. Skillnaden mellan Eccentrically Braced Frame (EBF) och CBF ligger i förskjutningen av dess stagaxlar, vilket gör att den kan kombinera den höga styvheten hos koncentriska stag och duktiliteten hos rena ramar. Energiavledande förstärkta ramar förlitar sig på energiavledning och dämpningsanordningar för att bilda ett idealiskt kraftmotståndssystem i sidled.

Inom praktisk teknik är Buckling-Restrained Brace (BRB) den rådande lösningen och en uppgraderad variant av koncentriskt förstärkta ramar. Det eliminerar problemet med knäckningsfel med traditionella koncentriska hängslen under kompression och böjning. Består av en kärnstålplåt, yttre spärrrör och obundet fyllnadsmaterial, ger BRB:er efter under belastning utan att bucklas för att avleda energi, vilket uppnår lika drag- och tryckbärande kapacitet samt fyllig hysteretisk prestanda.

Dessutom inkluderar CBF främst Diagonal Bracing, Chevron Bracing (Inverted V-Bracing), V-Bracing, X-Bracing (Cross Bracing) och K-Bracing. EBF består främst av D-typ (gate-typ), K-typ, V-typ och Y-typ stag.

Den specifika formen av stagstålramsystemska väljas utifrån byggnadens seismiska krav och höjd. Generellt sett har traditionella koncentriska hängslen låg kostnad och hög styvhet, excentriska hängslen erbjuder gynnsam duktilitet och stark energiavledningskapacitet, och buckling-begränsade hängslen ger överlägsen seismisk prestanda. Stativa stålramssystem gör det möjligt för höga och superhöga byggnader att stå emot starka vindar och jordbävningar, och ger även tillförlitliga strukturella lösningar för vertikal stadsutveckling. Med 21 års lång erfarenhet är EHSS en professionell tillverkare specialiserad på tillverkning och installation av stålkonstruktionskomponenter. Håll utkik på EHSS för mer professionell teknisk information om stålkonstruktioner.