Design economic cu BRBF

Studiile comparative (raport Dasse, raport Star Seismic Europe) precum și proiectele de construcții finalizate confirmă avantajele sistemului BRBF. Acest sistem e superior altor structuri disipative datorită cost-eficacității, din următoarele cauze:

  • Ductilitate şi capacitate de disipare a energiei superioare
  • Încărcare seismică redusă (datorită factorului de comportare ridicat și perioadei fundamentale crescute),
  • Comportare structurală ușor de controlat,
  • Secţiuni mai mici ale elementelor (stâlpi, grinzi),
  • Ȋmbinări reduse şi simplificate,
  • Suprafaţa utilă a clădirii se poate mări, ceea ce crește valoarea imobilului,
  • Sunt necesare fundații cu dimensiuni reduse – forţele de întindere scad semnificativ,
  • Montaj ușor și rapid ceea ce asigură economii de timp semnificative,
  • Controlul post-cutremur și înlocuirea elementelor mai simple, dacă este necesar

Studiul Comparativ realizat de Star Seismic Europe face o comparație complexă între două construcții, una de 3 și una de 7 etaje, şi între cadre cu contravântuiri obişnuite şi ductilitate redusă (CBF) q=1.5, cadre cu contravântuiri obişnuite şi ductilitate medie (CBF) q=4 și cadre cu contravântuiri cu flambaj împiedicat BRB q=7.

earthquake cost savings

Costul diagonalelor, comparație între cadrele cu diagonale Star Seismic cu flambaj împiedicat (BRB) și cadrele cu diagonale obișnuite având q=1.5 si q=4

earthquake cost savings

Costul sistemului de preluare a sarcinilor orizontale pentru structuri în cadre folosind diagonale obișnuite și diagonale BRB Star Seismic

Analiza de cost a indicat că se poate ajunge la reduceri de cost importante, de aproximativ 30 EUR/m2, în comparație cu o structură cu un nivel de disipare moderat având q=4. In comparație cu o structură cu un nivel de disipare redus, având q=1.5, reducerile de costuri pot fi chiar mai mari, de până la 86 EUR/m2 sau 95 EUR/m2, pentru varianta cu 3 niveluri și respectiv cea cu 7 niveluri. Acestea duc la reduceri de costuri atât de importante încât pot îmbunătăți semnificativ avantajele competiționale ale firmelor de proiectare.

Ca exemplu ilustrativ Studiul Comparativ între cadrele cu contravântuiri centrice obişnuite (R = 6, Special Concentrically Braced Frame, SCBF) și contravântuiri cu flambaj împiedicat BRB (R = 8) realizat în raportul Dasse rezumă reducerile de cost ale structurii. În studiul lor aplicarea sistemului BRB a redus costul sistemului structural pentru preluarea sarcinilor laterale cu 34%.

După părerea PROHITECH: sistemele BRBF sunt extrem de rentabile.

Proiectul de cercetare „PROHITECH WP5 Materiale și Technici Inovative” finanțat de Uniunea Europeană, cu participarea a 12 țări, declară:

„Pe lângă comportamentul excelent în condiții seismice precum absorbirea energiei cutremurului, prevenirea degradărilor elementelor structurale principale, sistemele BRBF sunt extrem de rentabile.” ... „Masa elementelor structurale din oțel poate fi ușor redusă cu 5 – 10 % la întreaga clădire, ceea ce produce o reducere semnificativă a costurilor în construcţia clădirii.”

Economii în consolidarea ulterioară a construcției

Ideale pentru consolidări ulterioare, elementele de contravântuire articulate și sudate pot fi utilizate cu grinzi, stâlpi și conexiuni existente, fără a împiedica folosirea clădirii.

retrofit savings

Folosind îmbinările existente, inginerii înlocuiesc contravântuirile existente cu elemente de contravântuire BRB. Capacitatea anti-seismică a structurii se majorează fără modificarea elementelor structurale.

Economii la structurile în cadre

Pentru că sistemul de diagonale BRB include un factor de comportare ridicat (q=6-8) clădirea poate fi proiectată pentru un nivel de încărcare mai scăzut. Reducerea secţiunii elementelor şi dimensiunii guseelor duce la reduceri de consum de material şi de timp de lucru.

frame-building-savings

Sistemul Star Seismic BRB a fost ales la proiectul Loteriei Californiene; au fost folosite contravântuiri mai puține, confecţie metalică mai puţină, grinzi și stâlpi mai mici.

frame-building-savings

Cu ajutorul diagonalelor BRB produse de Star Seismic s-au realizat îmbinări reduse la proiectarea cadrelor structurii Plum Point și de asemenea, reduceri importante ale structurii fundației determinate de numărul mai mic de piloți.

Economii în îmbinări

Încorporând sistemul patentat de manşon de capăt al firmei Star Seismic Europe nu sunt necesare alte elemente de rigidizare la nivelul guseului. Pentru că fiecare contravântuire se comportă ductil, dimensiunile îmbinărilor folosind BRB sunt minime.

postquake-savings

Cu sistemul BRB hotelul Ritz Carlton a economisit 1.2 milioane de dolari prin reducerea numărului de contravântuiri şi deci îmbinări cu 50%, și prin reducerea materialului din îmbinări și suduri.

postquake-savings

Contravântuirea cu flambaj împiedicat Star Seismic Redundant Core System, cu cea mai mare capacitate, de 9800kN, a fost folosită la îmbunătățirea stabilității pereţilor de rigidizare din oțel. Prin folosirea unui sistem de grindă de echilibrare cu contravântuiri s-a realizat o mai bună repartizare a încărcării şi a fost redus driftul.

Economii post-seism

Testele arată că sistemele BRB au fost proiectate să reziste mai multor evenimente seismice fără degradări semnificative. Totuși, dacă un element trebuie înlocuit, diagonalele Star Seismic sunt mult mai ușor și mai ieftin de înlocuit decât un element de cadru obişnuit, ca stâlpi, și grinzi sau linkuri fixate excentric la noduri.

postquake-savings

Pentru a mări durata de viaţă în timpul și după un eveniment seismic, peste 300 de elemente BRB vor fi utilizate în proiectul UCSF, la Centrul Medical din San Francisco.

postquake-savings postquake-savings

Sistemele BRB sunt ideale în timpul evenimentelor seismice de lungă durată, deoarece ductilitatea se menține la cicluri repetate de încărcare. Datorită valorii ridicate a avioanelor protejate și pentru că sistemul BRB poate fi folosit și intr-o singură configurație diagonală, ceea ce reduce costurile structurale, sistemul BRB a fost utilizat la construirea hangarului F-22 al Forțelor Aeriene din Statele Unite.

share_1 share_2 share_3 print