Sistema de marc d'acer reforçat: per què els edificis de gran alçada es mantenen ferms?

Impulsada per l'escassetat de recursos terrestres moderns i les pressions del creixement demogràfic, la construcció vertical s'ha convertit en una tendència inevitable en l'arquitectura contemporània. Els gratacels moderns s'eleven al cel i s'eleven altíssims. Què els manté relativament estables davant la forta pressió del vent a la troposfera i els permet suportar els terratrèmols amb seguretat? Per respondre a aquesta pregunta, fem una ullada més de prop al bracedsistema de marc d'acer.

Les estructures de marc pur tradicionals presenten dissenys de sòl flexibles i una gran utilització de l'espai. Tanmateix, un cop l'alçada de l'edifici superi un cert límit, apareixerà la seva manca de rigidesa estructural lateral insuficient. Hi ha dues solucions principals per abordar aquest problema: augmentar les seccions transversals de bigues i columnes o instal·lar sistemes d'arriostrament. El primer comportarà un fort augment del consum d'acer, mentre que el segon compta amb una rendibilitat superior. Per tant, els sistemes de marcs d'acer arriostrats són l'opció òptima per als edificis de gran alçada.

La lògica fonamental del sistema d'estructura d'acer arriostrada rau en la disposició racional dels elements de tirant per formar un mecanisme de suport de càrrega col·laboratiu: el marc d'acer suporta càrregues verticals mentre que els tirants resisteixen forces horitzontals. Un edifici d'oficines de Xiamen adopta un sistema estructural de tirants concèntrics de marc d'acer. A la base de l'edifici s'instal·len tirants de pancament de càrrega (BRB) que aprofita plenament els avantatges de ductilitat de les estructures d'acer i millora considerablement el rendiment sísmic de l'estructura.

Hi ha tres tipus principals de tirantssistemes de marc d'acer. El bastidor de arriostrament concèntric (CBF) és la configuració d'arriostrament més clàssica, la característica bàsica de la qual és que els eixos centroïdals dels elements d'arriostrament es tallen al centre de les articulacions biga-columna. Posseeix una alta rigidesa i pot controlar eficaçment el desplaçament horitzontal. La distinció de l'Eccentrically Braced Frame (EBF) de la CBF rau en el desplaçament dels seus eixos d'arriostrament, que li permet combinar l'alta rigidesa dels tirants concèntrics i el mèrit de ductilitat dels marcs purs. Els marcs contraposats que dissipen l'energia es basen en dispositius de dissipació d'energia i amortiment per formar un sistema ideal de resistència a la força lateral.

En enginyeria pràctica, la tirant de pany (BRB) és la solució predominant i una variant millorada de marcs concèntrics. Elimina el problema de fallada de pandeig dels tirants concèntrics tradicionals sota compressió i flexió. Compost per una placa d'acer central, un tub de contenció exterior i un material de farciment no adherit, els BRB cedeixen sota càrrega sense deformar-se per dissipar l'energia, aconseguint la mateixa capacitat de suport de tracció i compressió, així com un rendiment histerètic gruixut.

A més, CBF inclou principalment arriostraments diagonals, arriostraments Chevron (arriostrament en V invertit), arriostraments en V, arriostraments X (arriostraments creuats) i arriostraments K. L'EBF consisteix principalment en tirants de tipus D (tipus porta), tipus K, tipus V i tipus Y.

La forma específica de bracedsistemes de marc d'acers'ha de seleccionar en funció dels requisits sísmics i de l'alçada de l'edifici. En termes generals, els tirants concèntrics tradicionals presenten un baix cost i una alta rigidesa, els tirants excèntrics ofereixen una ductilitat favorable i una forta capacitat de dissipació d'energia, i els tirants amb panyament restringit ofereixen un rendiment sísmic superior. Els sistemes de marcs d'acer reforçats permeten que els edificis de gran alçada i súper gran alçada resisteixin forts vents i terratrèmols, i també proporcionen solucions estructurals fiables per al desenvolupament urbà vertical. Amb 21 anys d'experiència, EHSS és un fabricant professional especialitzat en la fabricació i instal·lació de components estructurals d'acer. Estigueu atents a EHSS per obtenir informació tècnica més professional sobre estructures d'acer.