Икономично проектиране

Предимствата на BRBF системите се потвърждават от сравнителните изследвания (например, сравнителна оценка на стойността на Star Seismic, изследването на Dasse) и от вече реализираните проекти. BRBF системите поради указаните по-долу техни предимства могат да бъдат по-изгодни от другите, традиционно използвани дисипативни системи, особено от гледна точка на икономическата ефективност.

  • отлична дуктилност и поглъщане на енергия,
  • ниско сеизмично натоварване (в резултат на високия коефициент на поведение и обикновено по-високия период на собствените трептения),
  • лесно контролируемо поведение на конструкцията,
  • по-малки размери на елементите (колони, греди),
  • по-компактни и по-прости връзки,
  • увеличава се използваемата площ на сградите, по този начин се увеличава пазарната стойност на имота,
  • необходими са фундаменти с по-малки размери, поради значителното намаляване опънните товари действащи върху тях,
  • лесно и бързо строителство, което спестява и време,
  • лесно прилагане при реконструкции и повишаване на сеизмична устойчивост на съществуващи сгради,
  • лесна проверка след земетресения и при необходимост замяна на елементите.

”Икономически предимства на рамкови конструкции с укрепени срещу изкълчване диагонали (BRBF)” е изследване на Star Seismic Europe, което сравнява икономическите предимства на BRBF системите и класическите системите с концентрично включени диагонали, за осигуряване на хоризонталната устойчивост на сградите. Анализирана е пълната стойност на три етажни и седем етажни стоманени конструкции с три различни варианта на връзкови, дискови системи за пространствено укрепяване.

earthquake cost savings

Разходи за елементи на BRBF системата на Star Seismic в сравнение с традиционното разкрепяване с концентрично включени диагонали при коефициенти на поведение q=1.5 и q=4

earthquake cost savings

Разходи за системите, пространствено укрепяване, за сгради с традиционното разкрепяване с концентрично включени диагонали и такива с BRBF система на Star Seismic

Според проучването на разходите може да се постигне икономия от 30 EUR/m2 в сравнение с една средно дисипативна система (q=4). В сравнение със система с ниска дуктилност (q=1.5) в случая на една 3- и 7-етажна сграда може да се постигне съответно 86 EUR/m2 и 95 EUR/m2 икономия, което се явява значително намаляване на разходите при построяването на сградата и повишава съществено конкурентноспособността на проектантските бюра.

Като илюстративен пример, изчисленията на Dasse съдържат сравнително проучване за напречна рамка с концентрично включени диагонали и q=6, (Special Concentrically Braced Frame, SCBF) и пространствено укрепяване тип BRB q=8, обобщавайки основните икономии на разходи на конструкцията. В проучването използването на BRB система намалява разходите за системата за пространствено укрепяване система с 34%.

Според PROHITECH: BRBF системите са изключително рентабилни.

Финансираният от Европейския Съюз и проведен с участието на 12 страни, 4 годишен изследователски проект, ”PROHITECH WP5-новативни материали и техники” в заключение заявява:

"Освен че показват изключително добро сеизмично поведение и чрез поглъщането на енергията на земетресението предотвратяват повреждането на основните конструктивни елементи, BRBF системите са изключително рентабилни." "Теглото на основните носещи елементи в конструкцията лесно може да се намали с 5-10%, което значително намалява разходите за строителство."

Усилване на сгради

Шарнирните и заварени съединения на укрепените срещу изкълчване диагонали (BRB връзки) на фирмата „Star Seismic Europe” без проблем могат да се свързват със съществуващите греди, колони и съединения, като всичко това може да се извърши при непрекъсната експлоатация на сградата.

retrofit savings

Използвайки съществуващите съединения, инженерите са заменили старите диагонали от пространственото укрепяване с BRB елементи на Star Seismic. По този начин са повишили сеизмичната носеща способност на конструкцията без да изменят останалите конструктивни елементи.

Сгради с рамкова конструкция

Тъй като при изчисляването на BRBF системите на фирмата „Star Seismic Europe” може да се използва висок коефициент на поведение (q=6-8), сградата може да се проектира за по-ниски нива на натоварване. С намаляването на размерите на конструктивните елементи и възловите накладки се намаляват и разходите за стомана и труд.

frame-building-savings

При проектирането на центъра „California Lottery” и била избрана BRB системата на Star Seismic, което е довело до по-малко разкрепяващи елементи, по-малък разход на стомана и намаляване на напречното сечение на гредите и колоните.

frame-building-savings

С използването на BRB елементи на Star Seismic в конструкцията на Plum Point са били монтирани връзки с по-малки размери, освен това с намаляването на необходимия брой пилоти са намалени значителни разходи за фундиране.

Икономия в съединенията

Благодарение на уникалната система с маншети на фирмата „Star Seismic” не е необходимо допълнително уребряване на възловите плочи. Тъй като пластичната работа се реализира само в стоманената съцевина на диагонала, размерите на възловите плочи при системата с BRB връзки на фирмата „Star Seismic” са минимални.

postquake-savings

С помощта на BRB системата на фирмата „Star Seismic” хотелът „Ritz Carlton” е намалил разходите за строителство с 1.2 милиона долара, като това е постигнато с по малък брой връзки за пространствено укрепяване, в резултат на което с повече от 50% е намалял и броят на съединенията, а от друга страна е намален разхода на стомана за съединенията и заваръчните шевове.

postquake-savings

BRB диагоналите с най голяма носимоспособност (9800kN) на фирмата „Star Seismic”, са използвани в дискретна стоманена диафрагма за намаляване на деформатвността. Благодарение на проектираната от фирмата „Star Seismic” BRB система е осъществено ефективно разпределение на натоварването и е намалена хоризонталната деформативност.

Разходи след земетресение

Експерименти доказват, че BRB диагоналите на фирмата „Star Seismic” са проектирани така, че да могат да издържат без значителни повреди няколко последователни земетресения. Но в случай, че даден диагонал трябва да бъде сменен, това е много по-евтино и по-лесно, отколкото сменяването на рамкови колони и греди или свързващите съединения при системи с ексцентрично включени диагонали

postquake-savings

За намаляване на жертвите по време и след евентуално земетресение, в Сан-Франциско, в проекта на Медицинския център „UCSF” ще се използват повече от 300 BRB диагона на фирмата „Star Seismic”.

postquake-savings postquake-savings

Укрепените срещу изкълчване диагонали са много подходящи за сеизмични въздействия с голяма продължителност, тъй като запазват своята дуктилност при значителен брой цикли на натоварване. При строителството на хангар F-22 на военновъздушните сили на САЩ, с цел защитата на самолетите с много висока стойност също са използвани BRB диагонали на фирмата „Star Seismic”. Благодарение на това, че BRB връзките могат да се използват и като еднодиагонални системи, в конструкцията са успели значително да намалят разхода на стомана.

share_1 share_2 share_3 print