Was ist eine Knickbandage?
Die Buckling Restrained Brace (kurz für BRB) ist eine Art Dämpfungsvorrichtung mit hoher Energiedissipationsfähigkeit.Es handelt sich um eine strukturelle Stütze in einem Gebäude, die dafür ausgelegt ist, dass das Gebäude zyklischen seitlichen Belastungen, typischerweise erdbebeninduzierten Belastungen, widerstehen kann.Es besteht aus einem schlanken Stahlkern, einer Betonummantelung, die den Kern kontinuierlich stützt und ein Ausknicken unter axialer Kompression verhindert, und einem Schnittstellenbereich, der unerwünschte Wechselwirkungen zwischen den beiden verhindert.Verstrebte Rahmen, die BRBs verwenden – bekannt als knickstabile verspannte Rahmen oder BRBFs – haben erhebliche Vorteile gegenüber typischen verspannten Rahmen.
Wie funktioniert eine Knickbandage?
Drei Hauptkomponenten eines BRB können unterschieden werden: sein Stahlkern, seine haftungsverhindernde Schicht und sein Gehäuse.
Der Stahlkern ist so ausgelegt, dass er der vollen axialen Kraft standhält, die in der Verstrebung entwickelt wird.Seine Querschnittsfläche kann deutlich geringer sein als bei normalen Zahnspangen, da seine Leistungsfähigkeit nicht durch Knicken eingeschränkt wird.Der Kern besteht aus einer mittleren Länge, die so ausgelegt ist, dass sie im Falle eines Erdbebens auf Auslegungsebene unelastisch nachgibt;und starre, nicht nachgiebige Längen an beiden Enden.Eine vergrößerte Querschnittsfläche des nicht nachgiebigen Abschnitts sorgt dafür, dass er elastisch bleibt, und somit wird die Plastizität im mittleren Teil des Stahlkerns konzentriert.Eine solche Konfiguration bietet ein hohes Vertrauen in die Vorhersage des Verhaltens und Versagens des Elements.
Die haftungsverhindernde Schicht entkoppelt den Mantel vom Kern.Dadurch kann der Stahlkern wie vorgesehen der vollen axialen Kraft widerstehen, die in der Verstrebung entwickelt wird.
Der Mantel bietet durch seine Biegesteifigkeit die seitliche Abstützung gegen Biegeknicken des Kerns.Es besteht typischerweise aus mit Beton gefüllten Stahlrohren.Das Konstruktionskriterium für das Gehäuse besteht darin, eine angemessene seitliche Rückhaltung (dh Steifigkeit) gegen das Knicken des Stahlkerns bereitzustellen.
Was ist der Vorteil einer einknickenden Schiene?
Vergleichsstudien sowie abgeschlossene Bauvorhaben bestätigen die Vorteile von knickstabilen Verbundrahmensystemen (BRBF).BRBF-Systeme können aus folgenden Gründen anderen gängigen dissipativen Strukturen hinsichtlich Kosteneffizienz überlegen sein:
Knickhemmende Streben haben ein energiedissipatives Verhalten, das gegenüber dem von Special Concentrically Braced Frames (SCBFs) stark verbessert ist.Da ihr Verhaltensfaktor höher ist als der der meisten anderen seismischen Systeme (R = 8) und die Gebäude typischerweise mit einer erhöhten Grundschwingungsperiode ausgelegt sind, sind die seismischen Belastungen typischerweise niedriger.Dies kann wiederum zu einer Verringerung der Elementgröße (Stütze und Träger), kleineren und einfacheren Verbindungen und geringeren Fundamentanforderungen führen.Außerdem sind BRBs normalerweise schneller zu errichten als SCBFs, was zu Kosteneinsparungen für den Auftragnehmer führt.Darüber hinaus können BRBs bei der seismischen Nachrüstung verwendet werden.Schließlich ist im Fall eines Erdbebens die Untersuchung und der Austausch nach dem Erdbeben relativ einfach, da sich der Schaden auf einen relativ kleinen Bereich (den nachgiebigen Kern der Strebe) konzentriert.
Eine unabhängige Studie kam zu dem Schluss, dass die Verwendung von BRBF-Systemen anstelle anderer Erdbebensysteme zu Einsparungen bei den Kosten pro Quadratfuß von bis zu 5 USD pro Quadratfuß führte.
Was ist der Vorteil einer einknickenden Schiene?
Das knickstabile Strebensystem wird nicht nur bei Neubauprojekten eingesetzt, sondern auch bei Verstärkungs- und Umbauprojekten von Altbauten hängt es von seiner hervorragenden Leistung und seinen niedrigen Kosten ab.Die Anwendungsfelder sind wie folgt.
Hochhäuser / Flughäfen / Schulen und Krankenhäuser / Kongress- und Ausstellungszentrum / Industrielle Fabrikhalle
