Che cos'è un tutore trattenuto instabile?
Il Buckling Restrained Brace (che è l'abbreviazione di BRB) è un tipo di dispositivo di smorzamento con un'elevata capacità di dissipazione dell'energia.È un controvento strutturale in un edificio, progettato per consentire all'edificio di resistere a carichi laterali ciclici, tipicamente carichi indotti da terremoti.È costituito da un'anima d'acciaio sottile, un involucro di cemento progettato per supportare continuamente il nucleo e prevenire l'instabilità sotto compressione assiale e una regione di interfaccia che impedisce interazioni indesiderate tra i due.I telai controventati che utilizzano i BRB, noti come telai controventati con ritenuta di instabilità, o BRBF, presentano vantaggi significativi rispetto ai tipici telai controventati.
Come funziona un tutore trattenuto instabile?
Si possono distinguere tre componenti principali di un BRB sono il suo nucleo in acciaio, il suo strato che impedisce l'adesione e il suo involucro.
L'anima in acciaio è progettata per resistere all'intera forza assiale sviluppata nel controvento.La sua area della sezione trasversale può essere significativamente inferiore a quella delle parentesi graffe regolari, poiché le sue prestazioni non sono limitate dall'instabilità.Il nucleo è costituito da una lunghezza media che è progettata per cedere anelasticamente in caso di terremoto a livello di progetto;e lunghezze rigide e non cedevoli su entrambe le estremità.L'aumento dell'area della sezione trasversale della sezione non cedevole assicura che rimanga elastica e quindi la plasticità sia concentrata nella parte centrale dell'anima in acciaio.Tale configurazione fornisce un'elevata affidabilità nella previsione del comportamento e del guasto dell'elemento.
Lo strato anti-incollaggio disaccoppia l'involucro dal nucleo.Ciò consente all'anima in acciaio di resistere alla piena forza assiale sviluppata nel controvento, come previsto.
L'involucro, attraverso la sua rigidità flessionale, fornisce il supporto laterale contro l'instabilità flessionale dell'anima.È tipicamente fatto di tubi d'acciaio riempiti di cemento.Il criterio di progettazione per l'involucro è quello di fornire un adeguato contenimento laterale (cioè rigidità) contro l'instabilità dell'anima in acciaio.
Qual è il vantaggio di un tutore trattenuto instabile?
Studi comparativi, così come progetti di costruzione completati, confermano i vantaggi dei sistemi BRBF (buckling-restained braced frame).I sistemi BRBF possono essere superiori ad altre strutture dissipative comuni per quanto riguarda l'efficienza dei costi per i seguenti motivi:
Le parentesi graffe vincolate hanno un comportamento di dissipazione dell'energia che è molto migliorato rispetto a quello dei telai speciali concentrici (SCBF).Inoltre, poiché il loro fattore di comportamento è superiore a quello della maggior parte degli altri sistemi sismici (R=8) e gli edifici sono generalmente progettati con un periodo fondamentale maggiore, i carichi sismici sono generalmente inferiori.Questo a sua volta può portare a una riduzione delle dimensioni degli elementi (colonna e trave), connessioni più piccole e più semplici e richieste di fondazione più piccole.Inoltre, i BRB sono generalmente più veloci da montare rispetto agli SCBF, con conseguente risparmio sui costi per l'appaltatore.Inoltre, i BRB possono essere utilizzati nel retrofitting sismico.Infine, in caso di terremoto, poiché il danno è concentrato su un'area relativamente piccola (il nucleo cedevole del tutore), l'indagine e la sostituzione post-terremoto sono relativamente facili.
Uno studio indipendente ha concluso che l'uso dei sistemi BRBF, al posto di altri sistemi antisismici, ha prodotto un risparmio sui costi per piede quadrato fino a $ 5 per piede quadrato.
Qual è il vantaggio di un tutore trattenuto instabile?
Il sistema di controventatura trattenuta ad instabilità non viene utilizzato solo nei progetti di nuova costruzione, ma anche i progetti di rinforzo e ricostruzione dei vecchi edifici dipendono dalle sue eccellenti prestazioni e dal basso costo.I campi dell'applicazione sono i seguenti.
Grattacieli / Aeroporti / Scuole e ospedali / Centro congressi ed esposizioni / Capannone industriale
