Оценка сейсмической реакции стен с раскосами из холодногнутых профилей с оптимизированными сечениями

Аннотация

Холодногнутые стальные (CFS) профили широко применяются в каркасных зданиях из легкой стали, особенно в мало- и среднеэтажном строительстве, где рамы с раскосами из CFS служат основными системами восприятия горизонтальных нагрузок. В данном исследовании рассматривается сейсмическая работа стен с раскосами из CFS, с особым вниманием к оптимизации стоечных элементов для их эффективной работы в качестве балок-колонн. В качестве исходного выбран и уточнён типичный поперечный профиль, основанный на коммерчески доступных сечениях, с целью максимизации несущей способности при соблюдении отраслевых стандартов и практических ограничений. Для двух рамных систем с раскосами разработаны модели методом конечных элементов (МКЭ), где выбранные сечения используются как для стоек, так и для хорд: одна рама использует коммерчески доступные профили CFS, а другая — оптимизированные сечения, ориентированные на повышение сейсмической устойчивости. В то время как традиционные конструкции учитывают действие вертикальных нагрузок, они часто игнорируют эффекты P-Δ; в данной работе эта проблема решается путём приложения различных уровней осевого сжатия для оценки влияния эффектов P-Δ на обе разработанные модели. Несущая способность конструкций оценивается по соответствию критериям предельного дрейфа и предотвращению преждевременного разрушения, вызванного эффектами P-Δ в стоечных элементах хорд. Результаты дают ценные рекомендации по совершенствованию сейсмостойкого проектирования CFS-структур, предлагая систематическую стратегию оптимизации, улучшающую пластичность, надёжность и конструктивную целостность при сейсмических воздействиях.