Буклетті ұстағыш - Buckling-restrained brace - Wikipedia

A бұралмалы ұстағыш (BRB) бұл ғимараттың циклдік бүйірлік жүктемелерге, әдетте жер сілкінісі әсерінен болатын жүктемелерге төтеп беруі үшін жасалған құрылымдық тіреуіш. Ол жіңішке болат өзектен, өзекті үздіксіз ұстап тұруға және алдын алуға арналған бетон қаптамасынан тұрады бүгілу осьтік астында қысу және интерфейс аймағы, екеуінің арасында қажетсіз өзара әрекеттесуге жол бермейді. BRB-ді қолданатын жақтаулар - белгілі тірек тіректері немесе BRBF - әдеттегі жақтауларға қарағанда айтарлықтай артықшылықтарға ие.[1]

Тарих

BRB тұжырымдамасы Жапонияда дамыған Nippon Steel 1980 жылдардың соңында[2] және Unbonded Brace сауда белгісімен танымал болды. Ол алғаш рет Құрама Штаттарда 1999 жылы Plant & Environmental Science Building ғимаратында орнатылды Ұлыбритания Дэвис.[3] 2002 жылы CoreBrace LLC де, Star Seismic LLC де қосылды,[4][5] және BRB дизайн нарығында Nippon-мен бәсекелестік басталды. Қазіргі уақытта BRB бүкіл әлемде қолданыстағы стандарттармен жобаланған, қабылданған.

Компоненттер

BRB құрамына кіретін үш негізгі компонентті бөлуге болады: оның болат өзегі, байланыстың алдын алатын қабаты және қаптамасы.

Болат өзек тіреу кезінде жасалған толық осьтік күшке қарсы тұруға арналған. Оның көлденең қимасының ауданы кәдімгі брекеттерге қарағанда айтарлықтай төмен болуы мүмкін, өйткені оның өнімділігі бүгілумен шектелмейді. Өзек орта деңгейден тұрады, ол жобалық деңгейдегі жер сілкінісі болған кезде икемсіз шығуға арналған және екі жағында да қатаң, берілмейтін ұзындықтар бар. Шығарылмайтын қиманың көлденең қимасының ауданы ұлғаюы оның серпімді болуын қамтамасыз етеді, демек икемділік болат өзектің ортаңғы бөлігінде шоғырланған. Мұндай конфигурация элементтің әрекеті мен сәтсіздігін болжауға үлкен сенімділікті қамтамасыз етеді.

Байланысты болдырмайтын қабат қабықты өзектен ажыратады. Бұл болат өзекке жобаланған тіреу кезінде дамыған толық осьтік күшке қарсы тұруға мүмкіндік береді.

Корпус - ол арқылы иілу қаттылығы - өзектің бүгілуіне қарсы бүйірлік қолдауды қамтамасыз етеді. Ол әдетте бетонмен толтырылған болат түтіктерден жасалады. Корпустың жобалау критерийі болат өзектің бұралуына қарсы жеткілікті бүйірлік ұстамдылықты қамтамасыз ету (яғни қаттылық) болып табылады.

Бүктелген ұстағыштардың сипаттамалары

Себебі BRB жоғары деңгейге жетеді икемділік және тұрақты, қайталанатын гистерезис ілмектері, BRB жер сілкінісі сияқты циклдік жүктемелер кезінде энергияның едәуір мөлшерін сіңіре алады.

Бүктелудің алдын-алу сығылу мен шиеленістегі ұқсас беріктікке және икемділікке әкеледі, бұл гистерезис қисықтарының қабығын бейнелейді, омыртқа қисығы деп те аталады. Бұл қисық практикалық жобалаудың маңызды негізі ретінде қарастырылады. Сондықтан болат материалының пайдалы циклдік әрекеті элементтер деңгейіне дейін, демек, жалпы құрылымдық деңгейге дейін экстраполяциялануы мүмкін; өте диссипативті құрылым BRB көмегімен жобалануы мүмкін.

Эксперимент нәтижелері BRB-мен салынған құрылымдардың икемді, тұрақты және қайталанатын истеретикалық әрекетін дәлелдейді.[6][7][8] Брекет конфигурациясына байланысты Құрама Штаттардағы құрылыс нормалары[9] арнайы моментке төзімді кадрлармен (SMRF) салыстыруға болатын 8-ге дейін реакция модификациясын пайдалануға рұқсат беру; реакцияның жоғары модификациясы үлкен икемділікпен байланысты, демек, өнімділіктен кейінгі өнімділік жоғарылайды. Осылайша, сейсмикалық жүктеме құрылымға қолданылатын тиімді түрде азаяды, бұл арқалықтар мен тіреулердің бағаналары үшін көлденең қималардың кішірек болуына, кішігірім талаптарға әкеледі байланыстар және, ең бастысы, іргетасқа түсетін жүктемелер күрт төмендейді.

Байланыстар

Бүктелген ұстағыштардың мақсаты - бағаналар мен арқалықтардан бүйірлік күштерді шығару. Демек, брекенттердің арқалықтар мен бағандарға қосылуы сейсмикалық оқиға болған жағдайда кронштейннің жұмысына үлкен әсер етуі мүмкін. Әдетте, кронштейн тәрелкеге ​​бекітіледі, ол өз кезегінде тіреуіш бекітілетін пучка және / немесе бағанға дәнекерленеді. Әдетте BRB үшін қосылыстардың үш түрі қолданылады:

  • дәнекерленген қосылыс - брекет өрістегі гусет тақтасына толығымен дәнекерленген. Бұл опция орнында қосымша адам-сағатты қажет етсе де, ол күш беру механизмін жетілдіріп, тіреуіштің өнімділігін жоғарылатып, кішігірім тіректерге әкелуі мүмкін.
  • болтпен жалғау - тіреуіш өрістегі гусет тақтасына бекітіледі.
  • түйреуішті қосылыс - тіреуіш пен тіреуіш тақта екеуі де оларды бір-бірімен байланыстыратын және еркін айналуға мүмкіндік беретін түйреуішті қабылдауға арналған. Бұл жобалаушы инженерге пайдалы болуы мүмкін, егер ол түйреуіш түріндегі қосылымды көрсету керек болса.

Байланыс түрінен басқа, қосылыстың бөлшектері күштердің кронштейнге берілуіне және, демек, оның соңғы жұмысына әсер етуі мүмкін. Әдетте, брекетті жобалаушы фирма тіреуіштің өлшемдерімен бірге тиісті байланыс мәліметтерін көрсетеді.

Артықшылықтары

Салыстырмалы зерттеулер, сондай-ақ аяқталған құрылыс жобалары тірек рамалары (BRBF) бүгілмелі шектеулі жүйелердің артықшылықтарын растайды.[10] BRBF жүйелері басқа жалпы диссипативті құрылымдардан глобалды шығындар тиімділігі жағынан келесі себептер бойынша жоғары болуы мүмкін:

Шекпен шектелетін брекенттер энергияны диссипативті сипатқа ие, бұл арнайы шоғырланған жақтаулардан (SCBF) жақсарады. Сондай-ақ, олардың мінез-құлық коэффициенті басқа сейсмикалық жүйелерге қарағанда жоғары болғандықтан (R = 8), ал ғимараттар көбінесе іргелі кезеңмен жобаланады, сейсмикалық жүктемелер әдетте аз болады. Бұл өз кезегінде мүшелер (баған және сәуле) өлшемдерінің азаюына, кішірек және қарапайым байланыстарға және іргетасқа деген қажеттіліктердің азаюына әкелуі мүмкін. Сондай-ақ, BRB құрылғылары SCBF-ге қарағанда тезірек құрастырылады, нәтижесінде мердігерге шығындар үнемделеді. Сонымен қатар, BRB-ді пайдалануға болады сейсмикалық күшейту. Ақырында, жер сілкінісі болған кезде, зақымдану салыстырмалы түрде аз аумаққа шоғырланғандықтан (тіреуіштің өзегі), жер сілкінісінен кейін оны зерттеу және ауыстыру оңайға соғады.[11]

Тәуелсіз зерттеу қорытындысы бойынша, басқа жер сілкінісі жүйелерінің орнына BRBF жүйелерін пайдалану бір шаршы фут үшін бір шаршы футқа 5 доллар үнемдеуге мүмкіндік берді.[12]

Кемшіліктері

Тығыздалған ұстағыштар сейсмикалық энергияны бөлу үшін болат өзектің созылғыштығына сүйенеді. Болат өзек өнген сайын материал қатаяды және қатты болады. Бұл жұмыстық қатаю күтілетін күштің бастапқы ағу күшінің 2 есе жоғарылауын көрсете алады. Бұл қаттылықтың жоғарылауы ғимараттың кезеңін азайтады (бастапқы жоғарылаудың кейбірін жоққа шығарады) және мықты іргетас пен қосылыстың беріктігін қажет ететін спектрлік үдеудің күтілетін реакциясын арттырады.

Бүктелген ұстағыштар созылғыштыққа сүйенеді және оларды қатты жер сілкінісі кезінде қолданғаннан кейін ауыстыру қажет.

Анықтамалық құрылымдар

Леви стадионы, Сан-Франциско 49-ның үйі, сейсмикалық күшке қарсы тұру жүйесі үшін BRBF қолданады.

Сондай-ақ қараңыз

  • С. Хуссейн, П.В. Беншотен, М. Сатари, С. Лин: Буклингті ұстағыш рамалық құрылымдар: талдау, жобалау және бекіту мәселелері.
  • Л.Каладо, Дж .М.Проенса, А.Панао, Э.Нсиери, А.Рутенберг, Р.Леви: Prohitech WP5, инновациялық материалдар мен техникалар, ұстағыш брекеттер
  • Бонессио, Н., Ломиенто, Г., Бензони, Г., (2011). Көп өнімділігі бар оңтайлы жобалауға арналған тежегіш кронштейндердің тәжірибелік моделі. Сейсмикалық оқшаулау және қорғау жүйелері, т. 2, No1, 75–90 бб. дои:10.2140 / siaps.2011.2.75

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «BRBF икемділігі мен энергияны сіңіргіштігі SCBF-ге қарағанда көбірек, өйткені жалпы тіреуіштің ілінуі және оның байланысты беріктік деградациясы жобалау тарихының дрейфіне сәйкес келетін күштер мен деформациялар кезінде алынып тасталады». ANSI / AISC 341-10 - Құрылымдық болат ғимараттарының сейсмикалық ережелері 2010 ж. бет 9.1-249. Қол жетімді: https://www.aisc.org/WorkArea/showcontent.aspx?id=29248 Мұрағатталды 2015-07-22 сағ Wayback Machine. Қол жеткізілді 07-21-2015.
  2. ^ Black, C., Makris, N., and Aiken, I. Компонентті сынау, тұрақтылықты талдау және байламмен шектелмеген ұстағыштардың сипаттамасы. Қыркүйек 2002. қол жетімді http://peer.berkeley.edu/publications/peer_reports/reports_2002/0208.pdf Мұрағатталды 2015-07-22 сағ Wayback Machine. Қолданылған 07-21-2015.
  3. ^ Бекітілмеген брекет фактілері, nd. http://www.unbondedbrace.com/facts.htm. Қолданылған 07-21-2015
  4. ^ CoreBrace, біз туралы. http://www.corebrace.com/about.html Мұрағатталды 2015-08-26 сағ Wayback Machine. 21.07.2015 қол жеткізілді.
  5. ^ Фулмер, Брэд, «Болаттағы тенденциялар: BRBF жүйелері сейсмикалық аймақтарда танымал бола бастады». Intermountain Contractor журналы, 2007 ж. Қыркүйек, б. 42. қол жетімді http://www.starseismic.net/wp-content/uploads/2013/08/trends_in_Steel.pdf[тұрақты өлі сілтеме ]. 21.07.2015 қол жеткізілді.
  6. ^ Мерритт, С., Уанг, Ч.М., Бензони, Г., Жұлдызды сейсмикалық бұралмалы тежегіштердің қосалқы құрамы сынағы, Тест есебі, Калифорния университеті, Сан-Диего, 2003 ж.
  7. ^ Ньюэлл, Дж., Уанг, Ч.М., Бензони, Г., Кіреуке тәрізді ұстағыштарды суб-жиынтыққа сынау (G-серия). Сынақ есебі, Калифорния университеті, Сан-Диего, 2006. мекен-жайы бойынша қол жетімді http://www.corebrace.com/testing/ucsdG_report.pdf Мұрағатталды 2015-06-08 Wayback Machine. Қолданылған 07-21-2015
  8. ^ Л.Дунай: EN 15129 - EWC800 стандарттарына сәйкес шектеулі ұстағыштарды типтік сынау - Қорытынды есеп, 2011 ж. http://www.starseismic.eu/pdf/110315%20Final%20report%20EWC800.pdf. Қолданылған 07-21-2015.
  9. ^ Қараңыз ANSI / AISC 341-10 - Құрылымдық болат ғимараттар үшін сейсмикалық ережелер 2010 ж. бет 9.1-249. Қол жетімді: https://www.aisc.org/WorkArea/showcontent.aspx?id=29248 Мұрағатталды 2015-07-22 сағ Wayback Machine. Қолданылған 07-21-2015.
  10. ^ Dasse Design Inc.: Бекітуге арналған жақтаулы ғимараттардың шығындық артықшылықтары. Сан-Франциско, 2009 ж.
  11. ^ Қараңыз http://www.starseismic.eu/cost_saving осы бөлімде келтірілген артықшылықтарға шолу үшін.
  12. ^ Moore Lindner Engineering Inc., құрылымдық шығындарды салыстыру. Сәуір, 2014. қол жетімді http://www.starseismic.net/wp-content/uploads/2014/06/Structural-Cost-Comparison-Report-14.04.30.pdf Мұрағатталды 2015-09-24 Wayback Machine. Қолданылған 07-21-2015.

Сыртқы сілтемелер