I. Az acélszerkezetek fő szeizmikus előnyei
Az acélszerkezetek elsődleges alkatrészei melegen{0}}hengerelt H-gerendákat, hegesztett dobozos oszlopokat, körcsöveket és acélgerendákat alkalmaznak. Az acél belső tulajdonságait, köztük a jó alakíthatóságot, a könnyű önsúlyt és a nagy szilárdságot kihasználva az acélszerkezetek kiemelkedő szeizmikus előnyöket mutatnak a betonszerkezetekkel szemben:
Könnyű önsúly-
Az épület teljes terhelése alacsony. A szeizmikus hatás (szeizmikus nyíróerő) arányos a saját tömegével. Azonos körülmények között az acélszerkezetek lényegesen kisebb szeizmikus erőt viselnek, mint a vasbeton szerkezetek.
Az acél kiváló rugalmassága
Az acél ideális elasztoplasztikus anyag. Erős földrengések hatására a műanyag szakaszba kerülhet, hogy elnyelje a szeizmikus energiát, és ritkán fordul elő figyelmeztetés nélküli rideg meghibásodás.
Ipari összeszerelés és szabályozható kötések
Az alkatrészeket gyárban előre gyártják és a helyszínen összeszerelik. A megfelelően megtervezett gerendák{1}}csatlakozásai megvalósíthatják az „erős kötések, gyenge elemek” és „erős oszlopok, gyenge gerendák” filozófiáját, és így energiaelvezető mechanizmust alkotnak.
Erős szerkezeti alakváltozási kapacitás
A történetek közötti bizonyos mértékű deformáció megengedett megfelelő deformációs tartalék mellett, így a pillanatnyi teljes összeomlás nem valószínű.
Magas a földrengés utáni-helyreállítási potenciál
A legtöbb földrengés utáni-kár az előre beállított energiát-eloszlató részekre, például a gerendavégekre és a merevítésekre összpontosul. Az alkatrészek javítása és cseréje kevésbé bonyolult, mint a betonszerkezeteknél.
Alkalmazható forgatókönyvek: Gyárak, baromfiházak, raktárak, több-szintes irodaházak, nagy-fesztávolságú PEB portálvázas acélszerkezetek.
II. A fő szerkezeti rendszerek szeizmikus jellemzői (a mérnöki tudományokban gyakori)
1. Könnyű portálvázas acélszerkezet (széles körben használt baromfiházakban és raktárakban)
Szerkezeti forma: Változó-szelvény H-szelvény merev keretes oszlopok + kúpos gerendák; csuklós vagy merev oszlopalapok; tető- és falszegélyek + hőszigetelő szendvicspanelek ✅ Előnyök: Rendkívül könnyű ön-súly, ami alacsony szeizmikus hatást eredményez; egyszerű konfiguráció és gazdaságos költség ⚠️ A legfontosabb szeizmikus gyengeségek
A legtöbb projektben csuklós oszlopalapokat alkalmaznak, amelyek gyenge kapacitással bírnak a vízszintes szeizmikus hajlítónyomatéknak; a tiszta csuklós rendszereket óvatosan kell alkalmazni a nagy szeizmikus intenzitású zónákban.
A változó keresztmetszetű gerendavégeken bekövetkező hirtelen merevség-változások hajlamosak a helyi instabilitás kiváltására földrengések esetén.
A merevítő rendszer (cross bracing) az első szeizmikus védelmi vonalként szolgál. A merevítések hiánya vagy a túlzott távolság könnyen elégtelen oldalirányú merevséghez vezet.
A burkolati szendvicspanelek többnyire nem -teherhordó-elemek, és nem működhetnek szeizmikus falként, hogy ellenálljanak a vízszintes erőknek.
Rossz-a-síkstabilitás. Komplett szelemeneket és térdmerevítőket kell felszerelni a gerendaperemek helyi instabilitásának elkerülése érdekében.
Alkalmazható szeizmikus intenzitás: Hagyományos zóna 6 és zóna 7. Speciális megerősítés az oszlopok aljzatán és további keresztirányú merev merevítések szükségesek a 8. zónában és magasabb szeizmikus intenzitású zónákban; szükség esetén merev oszlopalapot kell alkalmazni.
2. Acélvázszerkezet (több-emeletes gyárak és átfogó épületek)
Egységes-szelvény H-metszetoszlopok + H-szelvénygerendák merev gerendával-oszlopcsatlakozások Szeizmikus tervezési elvek követendő: erős oszlop gyenge gerenda, erős illesztési gyenge tag, erős lehorgonyzás gyenge tag Szeizmikus erőátviteli út: Födém födém → Acélgerenda → Acéloszlopok energia szétszedése a végén az egyik olyan rendszer, amely optimálisan átfogó szeizmikus teljesítménnyel rendelkezik.
3. Koncentrikusan merevített keret / excentrikusan merevített keret
Koncentrikus keresztmerevítés: Nagy merevség, közepes és kisebb földrengésekhez alkalmas. A merevítők azonban hajlamosak arra, hogy összenyomódás hatására meghajlanak a korlátozott energiaelnyelő képességű földrengések során.
Excentrikusan merevített keret: Összekötő gerendákkal felszerelve. A szeizmikus energiát a nagy szeizmikus intenzitású zónákhoz ajánlott összekötő nyalábok leadásával nyeljük el.
III. Az acélszerkezetek tipikus szeizmikus meghibásodási módjai
A merevítők kihajlása és törése (leggyakrabban könnyűsúlyú gyárakban)
A keresztmerevítések túlzott karcsúsági aránya ciklikus szeizmikus terhelések hatására nyomós kihajlást, az oldalirányú merevség elvesztését és az épület oldalirányú elmozdulásának meredek növekedését okozza.
Gerenda{0}}oszlop illesztési hiba
A korai hegesztett kötéseknél gyakran előfordul a hegesztési varratok törékeny szakadása. A jelenlegi kódok hornyos hegesztést írnak elő a gerenda-végkarimáknál, a kifutó-füleknél, hegesztési ultrahangos vizsgálatot vagy a szűkített gerenda szakaszokat a műanyag zsanérok kifelé tolásához.
Oszlopalap hiba
A csuklós oszlopalapok elégtelen felemelési és nyírási ellenállása; a nem megfelelő horgonycsavarok és a túl vékony alaplemezek az oszlopok alapjainak felemeléséhez és elcsúszásához vezetnek földrengések alatt, ami közvetlenül kiváltja a merev keretek felborulását.
Tipikus szeizmikus károsodási sorrend a portálvázas baromfiházakban és raktárakban: Oszlopalap meghibásodás > Merevítési hiba > A tagok hajlítási instabilitása.
Az alkatrészek helyi instabilitása
A gerenda- és oszlopkarimák/szalaglemezek túlzott szélességi{0}}vastagsági aránya a képlékeny állapotba kerülés után helyi kihajlást és teherbírás-csökkenést okoz.
A tokozási rendszerek másodlagos katasztrófái
Szendvicspanelek és falpanelek csatlakozóinak leválasztása, leeső nem{0}}szerkezeti alkatrészek. Bár közvetlenül nem okozzák a főszerkezet összeomlását, biztonsági kockázatokat hordoznak magukban.
IV. A szeizmikus tervezés kulcsfontosságú szabályozási alapelvei (az Épületek szeizmikus tervezésére vonatkozó GB 50011 kódexnek megfelelően)
1. Koncepcionális tervezés (magasabb prioritás, mint a numerikus számítás)
A merevség hirtelen változásának és a tömegexcentricitásnak elkerülése érdekében a lehető legnagyobb mértékben alkalmazzon rendszeres síkbeli és magassági elrendezéseket. A homorú-domború síkok és a lépcsőzetes padlók torziós hatásokat váltanak ki, és súlyosbítják a szeizmikus károkat.
Megbízható és folyamatos vízszintes és függőleges oldalirányú erő{0}}ellenálló rendszerek (merevítők / keretek).
Tisztázza a szeizmikus védelmi vonalakat: helyezze előtérbe a másodlagos elemeket (merevítők, gerendák), hogy eloszlassa az energiát, és megakadályozza, hogy a keretoszlopok először engedjenek meg.
2. Kulcsrészletezési korlátok
Karcsúsági arány: Szigorúan szabályozza a szeizmikus merevítések karcsúsági arányát az idő előtti kihajlás elkerülése érdekében.
Lemezszélesség{0}}vastagsági arány: Acélgerendák és oszlopok karimáinak és szövedékeinek szélességi határértéke-vastagsági aránya a plasztikus fejlődés biztosítása érdekében helyi instabilitás nélkül.
Illesztési követelmények: Magas szeizmikus fokozatok esetén az egyoldalas sarokvarratok tilos nagy szeizmikus erőket viselni.
Oszlopalapok: A 7-es és nagyobb zóna szeizmikus intenzitása esetén optimalizálja az oszlopalapokat a portálkeretekhez; fontos épületekhez merev oszloptalp javasolt.
3. A számítás és elemzés kulcspontjai
Szeizmikus számítási módszerek: Ekvivalens bázisnyírási módszer / válaszspektrum módszer; szabálytalan épületeknél az idő{0}}történeti elemzést ki kell egészíteni. Ellenőrzött történetek közötti-eltolódási szöghatárok:
Könnyű portálvázas épületek: kódhatár 1/60
Több-szintes acélkeretek: körülbelül 1/250 a szeizmikus fokozattól függően
A túlzott elmozdulás elégtelen oldalirányú merevséget jelez, ami tömörített merevítéseket és megnövelt tagszakaszokat igényel. A torziós kapcsolóhatást akkor kell figyelembe venni, ha a tömegközéppont nem esik egybe a merevségi középponttal. A holtterhelés figyelembevétele: A burkolati szendvicspaneleket, az acélszerkezetek berendezéseit és álmennyezeteit mind figyelembe kell venni a tömegszámításban a szeizmikus erő értékeléséhez.
V. Speciális szeizmikus javaslatok portálvázas baromfiházakhoz / acél csirkeházakhoz (megfelelő üzleti forgatókönyvek)
Főbb magyarázatok az előregyártott acél baromfiházak műszaki jellemzőinek kombinálására:
A merevítő rendszert nem lehet önkényesen egyszerűsíteni
A tető keresztirányú merevítőit és oszlopmerevítőit teljes készletként kell elhelyezni, és nem szabad elhagyni az acélfogyasztás megtakarítása érdekében. A merevítők Q235B / Q355B acélcsöveket vagy szögacélokat alkalmaznak.
Az oszlopbázisok szeizmikus gyenge zónák
A csuklós oszlopalapok megfelelnek a 6. és 7. zóna követelményeinek normál projektekben. A 8-as zóna szeizmikus régióihoz: növelje a horgonycsavarok számát, vastagítsa meg az alaplemezeket, állítsa be a nyírókulcsokat, és alkalmazzon merev oszlopalapot, ha a körülmények lehetővé teszik.
Független megerősítés a szellőzőberendezésekhez, hűtőbetét-tartókhoz és ventilátor csapágyakhoz
A ventilátorok és a hűtőbetétek olyan további tömegek, amelyek földrengések alatt extra vízszintes erőket hoznak létre, hogy megakadályozzák a csatlakozók szétszakadását a falpanelek között.
Irányítsa az épület képarányát, és kerülje a túl hosszú szerkezeteket
Szeizmikus tágulási hézagok használata javasolt túl hosszú épületekhez a termikus igénybevétel és a szeizmikus torziós hatások mérséklése érdekében.
Anyag kiválasztása
A Q355B minősített ütésállóságú főelemekhez ajánlott. A gyengébb -falú acél profilok használata szigorúan tilos. A kritikus hegesztési varratoknak meg kell felelniük a teljesítménykövetelményeknek alacsony hőmérsékleten és dinamikus terheléseknél.