Алдын-ала жобаланған болат ғимараттардың желге төзімділігі

Неліктен алдын-ала жиналған болат құрылыстар жоғары желді орталарда жақсы көрсетеді

Беріктік пен салмақ қатынасы және жел жүктемесін таратудағы рөлі

Алдын-ала жиналған болаттан жасалған ғимараттар салмағына қатысты беріктік тұрғысынан ерекше бір нәрсе ұсынады. Олар кәдімгі темірбетон мен кірпіш сияқты материалдардан әлдеқайда озып тұрады. Бұл болат каркастардың жұмыс істеу принципі шынымен ақылды. Жел соққан кезде тек қана отырып, күтіп тұрғаны емес, бөлшектердің арасындағы мықты байланыстар бар, олар күшті ғимараттың бүкіл денесіне бағыттайды. Торғайдағы ағаш жел соққанда қалай иіледі де сынбайтынын елестетіңіз. Бұл тәсіл желдің күшін құрылыстың бүкіл конструкциясына тең бөледі, сондықтан бүліну ықтималдығы бар «ыстық нүктелер» пайда болмайды. Тағы бір маңызды мәселе: ASCE-дің 2022 жылғы стандарттарына сәйкес, суық түзілген болат бөлшектер ұқсас темірбетон құрылыстардан шамамен 60 пайызға жеңіл болса да, беріктігін сақтап қалады. Осындай жеңіл салмақ ауа қысымының кенеттен өзгеруі кезінде ғимаратқа түсетін кернеуді азайтады, бұл құрылыстарды жалпы алғанда әлдеқайда қауіпсіз етеді.

Желдің лезде ұлғаюы кезіндегі тән серпімділік пен энергияны жұту

Молекулалық деңгейде болаттың құрылымы оған өте жақсы серпімділік береді, бұл кенеттен туындайтын және жоғалатын желдің жүктемесімен күресу кезінде айырмашылық жасайды. Арматураланбаған темір-бетон жеңіл сынады, алайда күшті жел соққан кезде болат шынымен иіледі және созылады, желдің энергиясын тұтастай алмай, тұрақты зақым келтірмей-ақ жұтады. Мұндай икемділік заттардың кенеттен сынудан сақтайды және үлкен дауылдар кезінде де ғимараттардың қауіпсіз және болжанатын түрде қозғалуына мүмкіндік береді. Өткен иландағылардың нәтижелеріне қайта оралсақ, қызықты нәрсе байқалады: дұрыс бекітілген болат ғимараттар сағатына 160 мильден астам желге шыдай алады. Олар бұл жетістікке қосылу нүктелерінде белгілі бөліктердің мақсатты түрде бүлінуі арқылы жетеді, бұл гистерезис деп аталатын процесс арқылы разрушительдік күшті жұтуды жеңілдетеді. Бұл ғимаратты жалпы алғанда бүтін қалпында сақтайды және ішіндегі адамдарды қорғайды.

Алдын-ала жобаланған болат ғимараттарда желге төзімділікті арттыратын негізгі құрылымдық ерекшеліктер

Интеграцияланған көтергіш жүйелер: Диагональді стерженьдер, K-тіректер және моменттік рамалар

Алдын-ала жобаланған болат ғимараттар құрылымдарға әсер ететін күшті жанама жүктемелерді ұстап тұру үшін арнайы жасалған көтергіш жүйелермен жабдықталады. Диагональді стерженьдер шатыр мен қабырғалардан тіреуішке дейінгі жүктеме берілуінің түзу жолын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, бұралу қозғалысына қарсы үшбұрышты қаттылық қосатын K-тіректер бар. Сондай-ақ толық пісірілген балкалар арқылы тірегістерге бекітілген моменттік рамалар да маңызды – олар қажет болған кезде қаттылық пен серпімділіктің дәл тепе-теңдігін береді. Бұл барлық компоненттер бірігіп ғимаратты сағатына 150 мильден астам желге төзімді болуын қамтамасыз етеді. FEMA Region IV деректеріне сәйкес, бұл жобалау алдын-ала жобаланбаған ғимараттармен салыстырғанда құрылымдық істен шығуларды шамамен 72% -ға дейін азайтады. Егер сіз білсеңіз, бұл өте қатты нәтиже.

Көтерілу және қиюға қарсы шатыр мен қабырға салу элементтерін бекіту стандарттары

Салу элементтерінің бүтіндігі, әдетте, қатты желдің әсері кезінде қорғаныш қызметін атқарады және бірге уақ орын болып табылады. Қазіргі заманғы алдын-ала жобаланған жүйелер көтерілу мен қию күштерін ұстап тұру үшін кеңінен сынақтан өткізілгеннен кейін әртүрлі бекіту әдістерін пайдаланады. Оларға шамамен әрбір фут сайын орнатылған шеткі бекіткіштер, қосымша беріктік үшін эпоксидпен бекітілген табан пластиналары және бір бүтін бірлік ретінде жұмыс істейтін өзара байланысқан шатыр панельдері жатады. Қатты жел соққан кезде бұл конструкциялық элементтер вертикальды қысымды ғимарат құрылымы бойынша горизонтальды бағытта қайта бағыттайды. Бұл желдің жылдамдығы сағатына 130 мильден асқан кезде де салу элементтері орнында қалып, ғимараттарға зиян келтіретін және уақыт өте келе ғимарат ішінде қауіпті қысым теңсіздігін туғызатын біртіндеп кесілу әсерін болдырмау дегенді білдіреді.

Шынайы дәлелдеу: Тропиктік дауыл жағдайында алдын-ала жиналған болат ғимараттардың жұмыс істеуі

Техас жағалауының құрылыстары (2021–2023): 150+ миль/сағ желде құрылымдық бірде-бір апат

Техастың иректі жағалауындағы ғимараттардың қалай төтеп бергені нақты әлемдегі нәтижелер туралы маңызды мәлімет береді. 2021 жылдан бастап 2023 жылға дейін бірнеше өнеркәсіптік объектілер категориясы төртке жататын дауылдармен қатты соқтығысқанына қарамастан, тұрақты болып қалды. Кейбіреуі шынымен осы үлкен иректердің тікелей жолында болғанымен, құрылымдық зақымданудан қалай бас тартқаны белгісіз. Бұл объектілер 150 миль/сағ астам желге және әртүрлі ұшып жүрген қоқыстарға төтеп берді. Инженерлердің пікірінше, осы сәттіліктің үш негізгі себебі бар: күштерді біркелкі тарататын үздіксіз жүктеме жолдары, компоненттер арасындағы байланыстарды ұқыпты құру және желге төзімділік бойынша ASCE 7-22 стандарттарын қатаң сақтау. Мұнда біз көріп отырғанымыз — сапалы инженерия тек қағазда ғана емес, табиғаттың ең нашар сәттерінде адамдардың өмірін құтқарып, мүлкін қорғайтынының айқын дәлелі.

FEMA IV Аймағының деректері: дәстүрлі болат конструкциялармен салыстырғанда 72% төменірек істен шығу деңгейі

2021-2023 жылдар аралығындағы FEMA IV Аймағының дауыл зияны туралы есептеріне қарау біз айтып отырған пайданың шынымен де нақты екенін көрсетеді. Сандар бірдей дауылдарға тап болған кезде сертификатталған алдын-ала жобаланған болаттан жасалған ғимараттарда дәстүрлі болат ғимараттармен салыстырғанда шамамен 72 пайызға азырақ құрылымдық істен шығулар болғанын көрсетеді. Бұл айырмашылықтың себебі тек қолданылған материалдарда ғана емес. Бұл айырмашылық дәстүрлі ғимараттарда жоқ, ал мұндай конструкциялар толық жүйе ретінде, әрбір жоба үшін қосымша арнайы инженерлік шешімдерге ақша жұмсау керек болмайтындай, ішкі резервтеу мен икемділік қасиеттерімен жобаланғанында.

Жиі қойылатын сұрақтар

Алдын-ала жобаланған болаттан жасалған ғимарат деген не?

Алдын-ала жобаланған болаттан жасалған ғимарат дегеніміз — нақты талаптар мен өлшемдерге сәйкес келетін, жоғары желді орталарда, соның ішінде әртүрлі жағдайларда тиімді салу және жақсартылған өнімділікті ұсынатын, алдын ала дайындалған болаттан жасалған элементтерді пайдаланатын құрылыс.

Алдын-ала жобаланған болаттан жасалған ғимараттар жоғары желді қалай ұстайды?

Олар желдің жүгін ғимарат бойынша біркелкі тарататын, мықты, жеңіл конструкция, иілгіш пластиктік және бекіту жүйелері мен қаптаманы бекіту сияқты құрылымдық элементтердің үйлесімі арқасында жоғары желді ұстайды.

Неліктен алдын-ала жобаланған болаттан жасалған ғимараттар дауыл жағдайында табыстырақ?

Бұл ғимараттар мықты бекітулерді, тұрақты жүк жолдарын және жаңартылған стандарттарға сай келуді қамтамасыз ететін мұқият инженерлік жобалау арқасында дауыл кезінде жақсы өтеді және минималды зақымданумен дауылдардан құтылуы олардың табыстығын көрсетеді.

Темірбетон сияқты дәстүрлі құрылыс материалдарының орнына болатты пайдаланудың қандай артықшылықтары бар?

Болат темір-бетон сияқты дәстүрлі материалдарға қарағанда жоғары желді орталарда салмаққа шаққандағы беріктік, иілгіштік және энергияны жұту қабілеті жағынан артықшылықтары бар, сондықтан күшті желдерге бейім аймақтардағы құрылыстар үшін қауіпсіз таңдау болып табылады.