Yapısal Mühendislik ve Tasarım
Seismic- dayanıklı Çelik Çerçeveler için Friction tabanlı uygulamalar
Table of Contents
Son yıllarda inşaat endüstrisi, depreme dayanıklı tasarımda önemli ilerlemeler gördü, özellikle çelik çerçeve yapıları. En umut verici yeniliklerden biri, binanın elektrikten etkilenme ve daha düşük yaşam döngüsü maliyetlerinden yararlanarak depremlere karşı odaklanma yeteneğinin arttırılması ve kesintiye uğrama yeteneğinin artırılmasıdır.Bu bağlantılar, sadece gelişmiş güvenlik sağlamaz.
Friction-Basedches
Friction tabanlı konektörler, önceden belirlenmiş bir eş gücü altında kaymak için tasarlanmış olan çelik üyelerin arasındaki yükleri devretme yöntemi ile devre dışı bırakmak için uzmanlaşmış yapısal bileşenlerdir, böylece temel prensip basit: uygulanan yükler diğerlerinden farklı olarak, kinetik enerjiyi, sütunlar ve temelleri azaltmak için devre dışı bırakmaktır.
Uzun süredir kullanılan cıvataları veya kompozit malzemeleri içeren çeşitli konfigürasyonlar vardır, ki bu parçalar, kablolamalı plakalardan birinde sık sık sık kullanılan betonlar veya ekseçler ile yapılır.Bu bağlantılarda, yüksek çözünürlükte, frenlemeler veya kompozit malzemeler içeren bir sürü sürtünmeye sahiptir. Çelik çerçeveler, yatay geçişler için gerekli olan en yaygın sürtünme tipidir.
Enerji Mekaniği Dissipation
Bir deprem sırasında, zemin hareketi, çelikin verimsizliğine yol açıyor ve düşük döngüsünde, her kayma döngüsü, temel materyale zarar vermeden tekrar ortaya çıkabilir.Bu özellik, döngünün redüksiyonunu temsil eder.[Döneticileri değiştirmiş) Bu özelliği, binayı arka planda tutanaklara geri döndürebilir.
Friction-Basedches Geliştirilmiş Seismic Performansı
Geliştirilen sismik direnişin birincil mekanizması, bir sisli bağlantı kurmakla enerji dağılımına yol açıyor. Katı bağlantıda, deprem kuvvetleri doğrudan çerçeveye aktarılır ve ana yapıya olan talebi azaltır.Bu davranış, bir "slip eşiği" kurulmasıyla sonuçlanır.
Başka bir kritik fayda, sütunların verimsizliğidir. Geleneksel andaki çerçevelerde plastik deformasyonun kontrollü bir şekilde bağlantıya dayanabilmesi beklenir, ancak kötü tasarlanmış bağlantılarda, sütunlarda, potansiyel olarak çöktürmene yol açabilir.Demir-column ortaklarına yerleştirilen ayak izleri, plastik deformasyonun kontrollü bir şekilde sınırlı kalmasını sağlar.[Döneticiler materyal verimine güvenmiyorlar, ancak üniversitedeki birçok döngü için tasarlanmıştır).
Kendini kınayan Davranış
Bir gelişmekte olan alan, bir depremden sonra orijinal hizaya girmez, bu da bir post-türe onarım maliyetleridir. Örneğin, Yeni Zelanda'da geliştirilen Pres-Lam sistemi sadece enerji dağıtımını ve çelik karma yapıları kullanır, hem de orijinal hizaya ulaşır ([Dönemli sürüklenir:0Pres-Lam sistemi genel olarak genel olarak).
Geleneksel Bağlantılar Üzerinde Anahtar Avantajlar
Friction- bazlı konektörler, geleneksel kaynaklı veya cıvatalı bağlantılarla kıyaslanmış çeşitli avantajlar sunar:
- [FONT:0)Superior Energy Dissipation:) Histeris, çelik tedarik edenlerden daha geniştir, bu da döngüye daha fazla enerji emilir.
- [FONT:0]Damage Kaçınma:[DDamage:[DDDamage:[DDDDVT:1), kirişlerin veya sütunların plastik deformasyonu yoktur; hasar, uygulanabilir sürtünme pedleri veya cıvataları değiştirmek için sınırlıdır.
- [FONT:0)Post- Earthquakeability:[Dönetici: 1) Büyük bir olaydan sonra, sürtünme konektörü incelenebilir ve daha yüksek veya pedler değiştirilebilir, ancak kaynak bağlantıları genellikle kesme ve yeniden havlu gerektirir.
- [FONT:0)Redük Lifec-Cycle Cost: Biraz daha yüksek bir ilk üretim maliyetine rağmen, yapısal elementlerin yerine getirilmesi yeteneği, binanın yaşamının üzerindeki toplam mülkiyeti maliyetlerinden daha düşüktü.
- [FONT:0) Tahmin edilebilirlik:[Dönetici:[Dönetici:0)) Para biriminin Coulomb’un sürtünme yasası kullanılarak doğru hesaplanabilir ve davranış, kaynak bağlantılarından daha az hassastır.
- [[Düzücüler:0) Kurulum:[Dönetici:[Dönetici:0)[Dönlendirme bağlantıları, yetenekli Welders ihtiyacından kaçınarak ve inşaat süresini azaltır.
Örneğin, mevcut çelik binalarının sismik retrofitinde, konektörler mevcut bağlantıların geniş bir modifikasyonu olmadan brace çerçevelerine eklenebilir.T:0) American Institute of Steel Construction (AISC)), spampersiyonların geleneksel parasal para birimlerine kıyasla iki katına çıkarabileceğini vurguladı.
Tasarım ve Uygulama
Dayanıklılık tabanlı konektörler birkaç parametreye dikkat gerektirir. İlki, sızıntının sabit bağlantılarına ulaşmadan önce bağlayıcının kayması gerekir, ancak sismik uygulamalar için katlanma oranı, yüzey tedavilerinin sayısı ve aşınmanın katlanması gerekir.
Yer ve Yapılandırma
Friction konektörleri enerji dağılımının en çok ihtiyaç duyduğu bölgelerde stratejik olarak yer almaktadır: kiriş-to-column eklemleri, brace bağlantıları ve eksantrik braced çerçevelerde kirişler.Şu anda-resisting çerçevelerinde, ortak bir yapılandırma, eğimli son plakalı bir plakanın, altmış deliklerle son plakaya bağlı olduğu yerde - 50 katlı binalarda beklenen yüksek binalarda 50 metreye kadar yüksek mesafeye kadar yüksek olan mesafeye bağlı.
Yönelme Gücü ve Yükümlülük
Zaman içinde tutarlı bir tahrik gücü korumak kritiktir. Gazketler, cıvata geriliminin rahatlaması ve korozyon, önceden yüklenmesini azaltabilir.Bunu azaltmak için birçok tasarım, disk ilkbaharları (Belleville yıkamacılar) yakın bir şekilde bir miktar sürtünmeye sahip olan bir çelik-beyt gücü kullanır. ek olarak, cıvata gerilimi takip etmeli ve laboratuvar testlerinde ilk birkaç döngüden sonra tekrarlamalı [HWA) bir rol oynar.
Bakım ve Muayene
Bir sismik olaydan sonra, sürtünme konektörleri aşırı kayma belirtileri için incelenmelidir, cıvataların deformasyonu veya pedlerin aşınması önemli olabilir.Eğer kayma sadece birkaç kez meydana geldiyse, bağlantı sadece arka planlı ovalları izlemek için gerekli olabilir. ancak, eğer cıvata deliklerin değiştirilmesi gerekli olabilir.In design, accessibility is important - Bağlantılar büyük demolition olmadan incelemelere izin veren alanlarda bulunmalıdır.
Gerçek Dünya Uygulamaları ve Vaka Çalışmaları
Friction-based konektörler, dünyanın dört bir yanındaki birçok önemli binada, özellikle Yeni Zelanda'da, Japonya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde, dünyanın esnek bir şekilde performansını gösteren ABD'de, bir başka örnek deyimle yeniden inşa edilmiştir.[Dönetici:2).
Japonya'da, sürtünme konektörleri, geleneksel an çerçevelerine kıyasla yüzde 40 oranındaki zayıf kuvvetler kullanılarak kullanılmıştır ().Naka et al., "Kapazlı kulelerin külfetleri ile ilgili çeşitli yüksek risklilikler", 2017)
Christchurch Rebuild'den dersler
2011 depremlerinden sonra, Christchurch yenilikçi sismik teknolojiler için bir test zemini haline geldi. Birkaç yeni bina, bu binaların minimum yapısal hasara devam ettiğini doğruladı, ayrıca yüksek onarıma ihtiyaç duyan tesisatların izin verdiğinde, binaların büyük ölçüde zayıflığa sahip olmasına izin verdi.
Standartlar ve Kod Hükümleri
Kozmetik bazlı konektörler henüz evrensel olarak uyumlu değildir, birkaç sismik tasarım standardı şimdi onlara ilişkin hükümler içerir.TheurFLT:0) American Institute of Steel Construction (AISC 341-16)), özellikle de Çelik Yapılar için bir bölüm içerir "Seismic Direnç Mühendisleri için özel bir an çerçeveleri (SMF) ve özel konsantrikalar (SC) ve özel konsantrikalar (SCBF) içerir.
[FONT=0]Uluslararası Kod Konseyi (ICC)), özel sürtünme bağlantılarının üreticilerinin genellikle projelere dahil edilmelerini sağlamak için test verileri sağladığını kabul etti.FEMA P-751[DDDDDDDDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ) veya ŞÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞ
Future Yol ve Araştırma
Devam eden araştırmalar, sürtünme bağlantılarının performansını ve güvenilirliğini geliştirmeye odaklanır. Aktif bir alan, fiziksel muayene olmadan bir depremin gelişimini değerlendirmektir:0)akıllı sürtünme konektörleri ), sensörlerin güçlenme, yerinden edilme ve sıcaklıkların gerçek zamanlı olarak izlenmesine dahil etmek için dahil etmek için.Bu, bina sahipleri fiziksel muayene olmadan bağlantıları değerlendirmelerine izin verir.
Numerical modelleme de gelişmiştir, araştırmacılar tarafından, birçok döngüden sonra kayma davranışını simüle etmek için ayrıntılı bir element analizi kullanarak, sıcaklık etkilerini kullanarak, pompa elongasyon ve iletişim aşınmasını sağlar. Bu modeller, slotlı deliklerin geometrisini optimize etmek için parametrik çalışmalar sağlar, cıvata düzenlemesi ve kuvvetle kuvvetle. Makine öğrenimi, kalan montaj kapasitesini tahmin etmek için uygulanır.
Son olarak, alginç duvarları, boks-öpücüler gibi, ve viskous damperyalist binalar[Döneticiler için gerekli olan) diğer düşük ücretli kabloların entegrasyonunu kullanıyor, bu kabloların da büyük bir depremden sonra operasyonel olarak hareket eden yapılar oluşturuyorlar, hastaneler için gerekli olan mekanizmalar ve kritik altyapıya sahip.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Friction tabanlı konektörler, sismik dayanıklı çelik çerçeve tasarımında önemli bir ilerlemeyi temsil ediyor. Dünyanın dört bir yanından enerji ayırmak, yapısal hasarları en aza indirmek ve kodlar geliştikçe, bağlantıları, sismik aktiviteye eğilimlidir. Güvenilir tasarım ve uygulama, güvenilir bir şekilde kaymak için dikkatli bir mühendislik gerektirir, dünyanın dört bir yanından araştırma ve başarılı vaka çalışmaları güvenli bir şekilde verimli bir temel sağlar.