I. Glavne seizmične prednosti jeklenih konstrukcij
Primarni sestavni deli jeklenih konstrukcij so vroče{0}}valjani H-nosilci, varjeni škatlasti stebri, krožne cevi in jekleni nosilci. Izkoriščajo inherentne lastnosti jekla, vključno z dobro duktilnostjo, majhno lastno težo in visoko trdnostjo, imajo jeklene konstrukcije vidne potresne prednosti v primerjavi z betonskimi konstrukcijami:
Lahka lastna-teža
Skupna obremenitev stavbe je majhna. Potresno delovanje (potresna strižna sila) je sorazmerno z lastno-težo. Jeklene konstrukcije v enakih pogojih prenesejo bistveno manjšo potresno silo kot armiranobetonske konstrukcije.
Odlična duktilnost jekla
Jeklo je idealen elastoplastični material. Pod močnimi potresi lahko preide v plastično fazo, da absorbira seizmično energijo, in redko pride do krhke odpovedi brez opozorila.
Industrializirana montaža in krmiljeni spoji
Komponente so tovarniško izdelane in sestavljene na kraju samem. Pravilno oblikovani spoji-stebrov lahko uresničijo filozofijo "močni sklepi, šibki členi" in "močni stebri, šibki nosilci" za oblikovanje mehanizma za disipacijo energije.
Močna strukturna deformacijska zmogljivost
Določena količina-deformacije med nadstropji je dovoljena z zadostno rezervo deformacije, tako da takojšnje popolno zrušitev ni verjetno.
Visok{0}}obnovitveni potencial po potresu
Večina poškodb po-potresu se osredotoča na vnaprej nastavljene dele{1}}razpršitve energije, kot so konci nosilcev in oporniki. Popravilo in zamenjava sestavnih delov sta lažja kot betonske konstrukcije.
Veljavni scenariji: Tovarne, perutninske hiše, skladišča, več-nadstropne poslovne zgradbe, jeklene konstrukcije s portalnimi okvirji PEB z velikim-razponom.
II. Potresne značilnosti glavnih strukturnih sistemov (običajno v inženirstvu)
1. Lahka jeklena konstrukcija portalnega okvirja (široko uporabljana za perutninske hleve in skladišča)
Strukturna oblika: spremenljiv-prerez H-stebri s togim okvirjem + stožčasti nosilci; zgibne ali toge podlage stebrov; strešni in stenski nosilci + toplotnoizolacijski sendvič paneli ✅ Prednosti: Izjemno majhna lastna-teža, kar ima za posledico majhen potresni učinek; preprosta konfiguracija in ekonomičen strošek ⚠️ Ključne seizmične slabosti
Zgibne podlage stebrov so sprejete v večini projektov s šibko sposobnostjo upiranja vodoravnemu potresnemu upogibnemu momentu; čiste zgibne sheme je treba uporabljati previdno v območjih z visoko seizmično intenzivnostjo.
Nenadna sprememba togosti na spremenljivih-koncih žarkov običajno sproži lokalno nestabilnost pri potresih.
Oporni sistem (križni opornik) služi kot prva protipotresna obrambna linija. Manjkajoče opornice ali preveliki razmiki zlahka vodijo do nezadostne bočne togosti.
Sendvič plošče ohišja so večinoma ne{0}}nosilni-elementi in ne morejo delovati kot potresne stene, da bi se uprle horizontalnim silam.
Slaba --stabilnost ravnine. Za preprečitev lokalne nestabilnosti prirobnic nosilca je treba namestiti celotne grede in kolena.
Veljavna seizmična intenzivnost: Običajna cona 6 in cona 7. Za cono 8 in območja z večjo potresno intenzivnostjo so potrebne posebne ojačitve na stebrih in dodatne prečne toge opornice; po potrebi se uporabijo toge podlage stebrov.
2. Jeklena okvirna konstrukcija (več-nadstropne tovarne in obsežne zgradbe)
Enoten-odsek H-predelni stebri + H-predelni nosilci s togim nosilcem-povezave stebrov Upoštevati je treba načela seizmične zasnove: močan steber šibek nosilec, močan šibek spoj, močan sidrišče šibek člen Pot prenosa potresne sile: talna plošča → Jekleni nosilec → Jekleni steber → Temelj Plastični tečaji na koncih nosilcev lahko razpršijo potres energije, zaradi česar je eden od sistemov z optimalno celovito seizmično učinkovitostjo.
3. Koncentrično oporni okvir / ekscentrično oporni okvir
Koncentrično prečno oporo: visoka togost, primerno za zmerne in manjše potrese. Vendar so opornice nagnjene k upogibanju pod stiskanjem med potresi z omejeno zmogljivostjo disipacije energije.
Ekscentrični okvir: Opremljen s povezovalnimi nosilci. Potresna energija se absorbira s popuščanjem povezovalnih žarkov, kar je priporočljivo za območja z visoko potresno intenzivnostjo.
III. Tipični potresni načini porušitve jeklenih konstrukcij
Upogibanje in zlom opornikov (najpogosteje v tovarnah lahke mase)
Preveliko razmerje vitkosti prečnih opornikov povzroči tlačno upogibanje ob cikličnih potresnih obremenitvah, izgubo bočne togosti in močno povečanje bočnega pomika zgradbe.
Odpoved sklepa-stebra nosilca
Krhko trganje zvarov se pogosto pojavi pri zgodnjih varjenih spojih. Trenutni predpisi zahtevajo varjenje utorov na končnih prirobnicah-nosilcev, odtekanje-jezičkov, ultrazvočno testiranje zvarov ali zmanjšane odseke nosilcev za premik plastičnih tečajev navzven.
Napaka podnožja stolpca
Nezadostna odpornost na dviganje in striženje podnožja zgibnih stebrov; neustrezni sidrni vijaki in pretanke osnovne plošče vodijo do dvigovanja in drsenja stebrov ob potresih, kar neposredno sproži prevračanje togih okvirjev.
Tipično zaporedje potresnih poškodb za perutninske hleve in skladišča s portalnim okvirjem: okvara baze stebra > okvara opornikov > upogibna nestabilnost elementov.
Lokalna nestabilnost komponent
Prekomerno razmerje med širino-debelino prirobnic tramov in stebrov/mrežnih plošč povzroči lokalno upogibanje po vstopu v plastično stanje in izgubo nosilnosti.
Sekundarne nesreče ograjenih sistemov
Odstranitev konektorjev za sendvič plošče in stenske plošče, padajoči ne{0}}strukturni deli. Čeprav neposredno ne povzročijo zrušitve glavne strukture, predstavljajo varnostna tveganja.
IV. Ključna načela nadzora za potresno načrtovanje (v skladu s kodeksom GB 50011 za potresno načrtovanje zgradb)
1. Idejna zasnova (višja prednost kot numerični izračun)
Sprejmite običajne planarne in višinske postavitve, kolikor je to mogoče, da se izognete nenadnim spremembam togosti in masni ekscentričnosti. Konkavne-konveksne ravnine in zamaknjena tla bodo povzročila torzijske učinke in poslabšala potresno škodo.
Uredite zanesljive in neprekinjene vodoravne in navpične stranske{0}}sisteme za odpornost na sile (opornice/okvirji).
Pojasnite seizmične obrambne črte: dajte prednost sekundarnim členom (oporniki, nosilci), da razpršite energijo in preprečite, da bi okvirni stebri prvi popustili.
2. Ključne omejitve podrobnosti
Razmerje vitkosti: Strogo nadzorujte razmerje vitkosti seizmičnih opornic, da preprečite prezgodnje upogibanje.
Razmerje širine-debeline plošče: Omejite razmerje širine-debeline prirobnic in trakov jeklenih nosilcev in stebrov, da zagotovite plastični razvoj brez lokalne nestabilnosti.
Zahteve za spoje: pri visokih potresnih stopnjah so eno-stranski kotni zvari prepovedani, da bi prenašali večje potresne sile.
Osnove stebrov: za cono potresne intenzivnosti 7 in višje optimizirajte osnove stebrov za portalne okvirje; za pomembne zgradbe so priporočljive toge podlage stebrov.
3. Ključne točke izračuna in analize
Metode potresnega izračuna: Metoda ekvivalentnega osnovnega striga / metoda odzivnega spektra; časovno-analizo zgodovine je treba dopolniti za nepravilne zgradbe. Omejitve nadzorovanega-kotnega odmika med etažami:
Lahke portalne okvirne zgradbe: Omejitev kode 1/60
Več{0}}nadstropni jekleni okvirji: približno 1/250, odvisno od potresne stopnje
Prevelik premik kaže na nezadostno stransko togost, ki zahteva zgoščene opornice in povečane dele členkov. Učinek torzijske sklopke je treba upoštevati, kadar masno središče ne sovpada s središčem togosti. Upoštevanje lastne obremenitve: sendvič plošče ohišij, oprema in spuščeni stropi jeklenih konstrukcij morajo biti vključeni v izračun mase za oceno potresne sile.
V. Posebni seizmični predlogi za perutninske objekte s portalnim okvirjem/jeklene kokošnjake (ujemajoči se poslovni scenariji)
Ključne razlage, ki združujejo tehnične značilnosti montažnih jeklenih perutninskih hiš:
Opornega sistema ni mogoče samovoljno poenostaviti
Strešne prečne opornice in opornice stebrov morajo biti urejene kot celoten sklop in se jih ne sme izpustiti zaradi varčevanja s porabo jekla. Opornice uporabljajo jeklene cevi Q235B / Q355B ali kotna jekla.
Osnove stebrov so seizmično šibke cone
Podnožja z zgibnimi stebri izpolnjujejo zahteve za cono 6 in cono 7 v običajnih projektih. Za potresna območja cone 8: povečajte količino sidrnih vijakov, odebelite osnovne plošče, nastavite strižne ključe in uporabite toge podlage stebrov, če razmere to dopuščajo.
Neodvisna ojačitev za prezračevalno opremo, nosilce hladilnih blazin in ležaje ventilatorjev
Ventilatorji in hladilne blazine so dodatne mase, ki ob potresih ustvarjajo dodatne vodoravne sile, da preprečijo, da bi konektorji trgali stenske plošče.
Nadzorujte razmerje stranic zgradbe in se izogibajte predolgim strukturam
Potresne dilatacijske spojke priporočamo za predolge zgradbe za zmanjšanje toplotne obremenitve in ublažitev potresnih torzijskih učinkov.
Izbira materiala
Q355B se priporoča za glavne člene s kvalificirano udarno žilavostjo. Slabši tankostenski-jekleni profili so strogo prepovedani. Kritični zvari morajo izpolnjevati zahteve glede delovanja pri nizkih temperaturah in dinamičnih obremenitvah.