Здания стальной конструкции стали важным выбором для современных сейсмических устойчивых зданий из -за их легкого веса, высокой прочности и хорошей пластичности. Тем не менее, сейсмические характеристики стальных конструкций определяются не только самими материалами, но и зависит от совместной оптимизации множества измерений, таких как конструкция, конструкция узлов, характеристики материала и качество строительства. Эта статья систематически подробно рассказывает о основных стратегиях улучшения сейсмических характеристик зданий стальной структуры из пяти аспектов: философия проектирования, технология строительства, выбор материалов, технологии строительства и управление обслуживанием.

1 、 Структурный дизайн: с «рассеянием пластичной энергии» в качестве основной концепции

1. Разумно выберите структурную систему

Сейсмическое сопротивление стальных конструкций сначала зависит от рациональности структурной системы. Общие сейсмические структурные системы включают:

Структура рамы: рассеивает сейсмическую энергию посредством пластической деформации узлов пучка, подходящих для средних и низких зданий;

Структура поддержки кадров: добавление центральной или эксцентричной опоры (например, сдерживаемые брекеты BRB), чтобы значительно улучшить боковую жесткость;

Структура трубки: используя комбинацию стальной рамы и бетонной ядра, подходящей для сверхэк высоких зданий.

Исследования показали, что здания с использованием системы с двойной боковой силой (например, система поддержки рамки) улучшают их сейсмические характеристики более чем на 40% по сравнению с одной системой.

2. Оптимизировать распределение жесткости и конфигурацию качества

Университетская жесткость: чтобы избежать внезапных изменений в жесткости пола (например, феномен «слабый слой» на верхних этажах жилых зданий), должна быть принята непрерывная вертикальная поддержка или усиленный конструкцию переноса;

Контроль эксцентриситета качества: имитировать распределение качества с помощью моделей BIM, чтобы уменьшить крутые эффекты и обеспечить скоординированную деформацию структуры во время землетрясений.

3. Дизайн механизма потребления энергии

Принцип сильных колонн и слабых лучей: регулируя размеры поперечного сечения и усиление балок и колонн, убедитесь, что конец луча образует пластиковый шарнир перед концом колонки, чтобы избежать общего коллапса;

Интеграция компонентов диссипации энергии: металлические амортизаторы, подпорки трения и другие устройства рассеяния энергии добавляются в не нагрузки, которые могут поглощать 30% -50% сейсмической энергии.

2 、 Конструкция узла: от «жестких соединений» до «интеллектуальных узлов»

1. Узел дизайн пластичности

Отказ узлов стальной структуры часто приводит к коллапсу общей структуры. Ключевые меры включают:

Укрепление жесткости: установление жесткости в зоне соединения между балками и колоннами для предотвращения локального изгиба;

Ослабление костей собаки (RBS): режущая дуга выемки на фланце конца луча, чтобы направлять пластиковый шарнир, чтобы перемещаться наружу и защитить шва узла;

Гибридное соединение сварки болта: комбинирование подключения типа трения высокого прочности с надежностью шва для улучшения пластичности узла.

2. Применение технологии новых узлов

Узел самостоятельного сброса: использование предварительно напряженных стальных цепей или сплавов памяти формы (SMA) для восстановления узела до его первоначального состояния после землетрясения;

Съемные энергетические компоненты: на узлах установлены съемные стальные пластины, потребляющие энергию, для быстрой замены после землетрясений, снижая затраты на ремонт.

3 、 Свойства материала: прорывы в высокопрочной стали и интеллектуальных материалах

1. Применение высокопрочной стали

Используя высокопрочную сталь, такую ​​как Q460 и Q690, размер поперечного сечения компонентов может быть уменьшен на 20% -30%, самоос самообласти структуры может быть снижена, и, следовательно, сейсмическая инерционная сила может быть уменьшена;

Сталь с низким уровнем доходности (LYP100, прочность урожая 100 МПа) используется для компонентов рассеяния энергии, и ее высокая пластичность (удлинение ≥ 40%) может значительно улучшить способность рассеивания энергии.

2. Инновации в умных материалах

Выветрительная сталь: добавляя такие элементы, как медь и хром, коррозионная стойкость улучшается в 5-8 раз, продлевая структурный срок службы;

Угнозируемый волокно -полимер (CFRP): используется для локальной арматуры, с прочностью растяжения до 10 раз больше, чем у стали и весом всего 1/5.

4 、 Технология строительства: контроль точности и обеспечение качества

1. Заводская сборная и сборка сборки и сборки

Компоненты обрабатываются с ЧПУ на заводе, при этом ошибки размеров, контролируемые в пределах ± 2 мм для уменьшения деформации сварки на месте;

Использование технологии BIM для предварительной сборки для решения сложных космических конфликтов узлов и обеспечения точности установки.

2. Обновление технологии сварки и тестирования

Сварка роботов: автоматическая сварка используется для ключевых сварных швов (например, сварных швов колонки коробки), с единовременной скоростью прохождения более 99%;

Не разрушительное тестирование: всестороннее использование ультразвукового (UT) и рентгенографического (RT) тестирования, чтобы гарантировать, что швар сварного шва не содержит дефектов, таких как трещины и неполное слияние.

3. Анти коррозионная и предотвращая лечение пожара

Горячая погрузочная толщина слоя ≥ 85 мкм, обеспечивая 50-летний антикоррозионный цикл;

Пожарное покрытие типа расширения образует изоляционный слой 30-50 мм при воздействии пожара, что соответствует 2-часовому ограничению сопротивления пожарной охране.

5 、 Управление техническим обслуживанием: мониторинг производительности полного жизненного цикла

1. Система мониторинга здоровья

Установить датчики решетки Bragg Bragg в ключевых областях, чтобы контролировать напряжение, деформацию и частоту вибрации в режиме реального времени;

Объединив алгоритмы ИИ, точность предупреждающего структурного повреждения (такого как ослабление болта и растрескивание сварки) может достигать более 90%.

2. Регулярное тестирование и подкрепление

Проводить комплексную проверку каждые 5 лет, с акцентом на области узлов и условия коррозии;

Внешняя стальная армирование или обертывание ткани из углеродного волокна используется для восстановления несущей грузоподъемности поврежденных компонентов.

6 、 Вдохновение тематического исследования: опираться на японский опыт

Как страна с частыми землетрясениями, сейсмическая технология стальной структуры Японии стоит ссылаться на:

Обязательные правила требуют, чтобы все здания стальной конструкции проходили «расчет окончательных подшипников» и «Анализ истории времени»;

Технологические инновации: способствуйте использованию подшипников с ограниченными оттенками (BRBS) и подшипников сейсмической изоляции, чтобы уменьшить сейсмические силы на 60-70%;

Государственное образование: регулярно проводят упражнения для землетрясений, чтобы расширить возможности реагирования на чрезвычайные ситуации по строительству пользователей.

заключение

Улучшение сейсмических характеристик зданий стальной структуры - это систематический проект, который должен работать через все аспекты проектирования, строительства, эксплуатации и технического обслуживания. В будущем, благодаря популяризации интеллектуальных материалов, цифровой технологии близнецов и конструкции роботов, сейсмическое сопротивление стальных конструкций будет двигаться на новую стадию «ощутимых, регулируемых и самовосстанавливающихся». Ожидается, что благодаря технологическим инновациям и стандартизированным улучшениям стальные конструкции станут одной из наиболее надежных форм строительства для реагирования на стихийные бедствия.

Сертификат