Gazdaságos tervezés a BRBF-fel

A BRBF rendszer előnyeit összehasonlító tanulmányok (például Dasse tanulmány, Star Seismic tanulmány) és a már megvalósult projektek támasztják alá. A BRBF rendszer az alábbi tulajdonságai miatt lényegesen előnyösebb lehet az egyéb, általánosan használt disszipatív szerkezeteknél, különös tekintettel a költség-hatékonyságra:

  • kiváló duktilitás és energiaelnyelő viselkedés,
  • alacsony szeizmikus terhek (a magas viselkedési tényező és a sajátrezgéshez tartozó általában magasabb periódusidő következtében),
  • könnyen kontrollálható szerkezeti viselkedés,
  • kisebb elemméretek (oszlopok, gerendák),
  • kisebb és egyszerűbb kapcsolatok,
  • növelhető az épület hasznos alapterülete, ezáltal nő az ingatlan piaci értéke,
  • kisebb méretű alapozás szükséges a kialakuló húzási terhek jelentős csökkenése miatt,
  • egyszerű és gyors kivitelezés, mely időbeni megtakarítást is eredményez,
  • egyszerűen alkalmazható szeizmikus megerősítések esetén,
  • egyszerű a földrengés utáni felülvizsgálat, és szükség esetén az elemek cseréje.

A Star Seismic Europe összehasonlító tanulmánya egy 3 és egy 7 szintes épület komplex összehasonlítását tartalmazza a rugalmas méretezési módszer (q = 1.5), a disszipatív Központosan Merevített Keret (q = 4) és a BRB rendszer (q = 7) felhasználásával.

earthquake cost savings

Star Seismic BRBF rendszer elemeinek költségei a hagyományos, q = 1.5 és q = 4 megoldásokkal szemben

earthquake cost savings

Hagyományos és Star Seismic BRBF merevítőrendszerrel ellátott épületek vízszintes teherviselő rendszereinek költségei

A költségtanulmány szerint 30 EUR/m2-es megtakarítás érhető el egy közepesen disszipatív (q = 4) rendszerhez képest. Kis duktilitású, q = 1.5 rendszerhez képest egy 3 és 7 emeletes épület esetében rendre 86 EUR/m2 és 95 EUR/m2 megtakarítás érhető el, ami jelentős költségmegtakarítást jelent a szerkezetépítésben, nagymértékű versenyelőnyt biztosítva a statikus tervezőirodák számára.

Szemléltető példaként a Dasse számítása a Speciális Központos Merevítésű Keret (R = 6, Special Concentrically Braced Frame, SCBF) és a BRB (R = 8) típusú merevítőrendszer összehasonlító tanulmányát tartalmazza, összefoglalva a szerkezet főbb költségmegtakarításait. A tanulmányban a BRB rendszer alkalmazása 34%-kal csökkentette a vízszintes teherviselő rendszer költségét.

A PROHITECH szerint: a BRBF rendszerek rendkívül költséghatékonyak.

Az Európai Unió által finanszírozott, 12 ország részvételével lezajlott, 4 éves kutatási projekt, a „PROHITECH WP5, Innovatív anyagok és technikák” végső összefoglalójában kijelenti:

„Azon túl, hogy rendkívül jó szeizmikus viselkedést mutatnak és a földrengés energiájának elnyelése által meggátolják az elsődleges szerkezeti elemek károsodását, a BRBF rendszerek rendkívül költséghatékonyak.”
…„Az acélkeret elemeinek súlya a teljes épületre vetítve 5-10%-kal könnyedén csökkenthetőek, ami jelentős megtakarítást jelent az építőiparban.”

Megtakarítás a szerkezet utólagos megerősítésekor

Az utólagos megerősítések során előnyt jelent, hogy a Star Seismic Europe csuklós és hegesztett Kihajlásbiztos Merevítői (BRB) gond nélkül kapcsolhatók meglévő gerendákhoz, oszlopokhoz és csomólemezekhez, mindezt az épület zavartalan használata során.

retrofit savings

A meglévő kapcsolatokat felhasználva a mérnökök a régi merevítőket Star Seismic BRB elemekre cserélték. A szerkezet szeizmikus teherbírását a keret módosítása nélkül növelték meg.

Keretvázas épület költségmegtakarításai

A Star Seismic Europe BRBF rendszereihez magas viselkedési tényező (q = 6 - 8) alkalmazható, így az épületet alacsonyabb teherszintre tervezhetjük. A szerkezeti elemek és a csomólemezek méreteinek csökkentésével építőanyagot és élőmunka-mennyiséget takaríthatunk meg.

frame-building-savings

A California Lottery Központ tervezéséhez Star Seismic BRB rendszert választottak, ez kevesebb merevítőt, alacsonyabb anyagfelhasználást, kisebb szelvényű gerendákat és oszlopokat eredményezett.

frame-building-savings

A Star Seismic BRB elemek alkalmazásával kisebb méretű kapcsolatokat építettek be a Plum Point szerkezeteibe, valamint jelentős alapozási költségeket takarítottak meg a szükséges cölöpszám csökkentésével.

Megtakarítás a kapcsolatokban

A Star Seismic egyedi gallér-rendszerének köszönhetően nincs szükség a csomólemezek merevítésére. Mivel a képlékenyedés magában a merevítőben zajlik le, a Star Seismic BRB kapcsolati méretei minimálisak.

postquake-savings

A Star Seismic BRB-k segítségével a Ritz Carlton Hotel 1.2 millió dollárt takarított meg azáltal, hogy csökkentették a merevítők mennyiségét, ezáltal több mint 50%-kal csökkent a kapcsolatok száma is, másrészt csökkentették a kapcsolatok és varratok anyagfelhasználását.

postquake-savings

A Star Seismic eddigi legnagyobb kapacitású, tesztelt Kihajlásbiztos Merevítőjét, 9800kN-os BRB-t építettek be az acéllemezes nyírt merevítőfal mellé a stabilitás növelése érdekében. A Star Seismic által tervezett BRB rendszer segítségével hatékony tehereloszlás valósult meg és csökkent az oldalirányú elmozdulás.

Megtakarítás a földrengés után

A kísérletek igazolják, hogy a Star Seismic BRBk úgy vannak megtervezve, hogy jelentős károsodás nélkül viseljenek el több egymás utáni földrengést is. Azonban, ha egy merevítő mégis cserére szorulna, azt sokkal olcsóbb és egyszerűbb megoldani, mint a nyomatékbíró keretek vagy a külpontosan merevített keretek oszlopainak, gerendáinak vagy nyírt kapcsolóelemeinek cseréjét.

postquake-savings

Annak érdekében, hogy egy esetleges földrengés alatt és után is megóvják az emberi életet, több mint 300 Star Seismic BRB merevítőt fognak felhasználni a San Franciscó-i UCSF Egészségügyi Központ projektben.

postquake-savings postquake-savings

A Kihajlásbiztos Merevítők ideálisak hosszú lefutású földrengések esetén, ugyanis duktilitásukat az ismétlődő terhelési ciklusok alatt is megtartják. Az Egyesült Államok Légierejének F-22-es hangárjának építésekor, a kiemelkedő értékű repülőgépek védelme érdekében szintén Star Seismic BRB-ket használtak. Annak köszönhetően, hogy a BRB egyátlós rendszerként is alkalmazható, jelentős anyagi megtakarítást értek el a szerkezetben.

share_1 share_2 share_3 print