Τα συστήματα απόσβεσης από χάλυβα μπορούν να κάνουν τα ψηλά κτίρια πιο ασφαλή κατά τη διάρκεια σεισμών και να μειώσουν την ταλάντωση που προκαλείται από τον άνεμο-χωρίς να καταναλώνουν πολύτιμο χώρο στο δάπεδο.
Καθώς οι πόλεις επεκτείνονται και οι παγκόσμιες τιμές των ακινήτων συνεχίζουν να αυξάνονται, οι προγραμματιστές χτίζουν όλο και πιο ψηλές, πιο λεπτές και ελαφρύτερες κατασκευές. Σε αγορές υψηλού-κόστους όπως το Λονδίνο, το Χονγκ Κονγκ, η Νέα Υόρκη, το Τορόντο, το Ουέλινγκτον και η Μανίλα, η ζήτηση για ζωή και εργασία σε κεντρικές επιχειρηματικές περιοχές παραμένει ισχυρή-καθοδηγώντας την τάση προς τις κατασκευές υψηλής-ανόδου.
Οι σύγχρονες μέθοδοι κατασκευής επιτρέπουν στους ουρανοξύστες να υψώνονται σε όλο και πιο στενά ίχνη, δημιουργώντας κομψά αρχιτεκτονικά προφίλ. Αν και αυτοί οι λεπτοί πύργοι καλύπτουν τις ανάγκες διαμονής, είναι επίσης πιο ευαίσθητοι σε κινήσεις που προκαλούνται από τον άνεμο-.
«Αυτή η ταλάντευση είναι πιο αισθητή στους ψηλότερους ορόφους», εξηγεί ο Michael Montgomery, CTO και Διευθυντής της Kinetica Dynamics. "Αν και δεν αποτελεί κίνδυνο για την ασφάλεια, μπορεί να προκαλέσει στους επιβάτες ναυτία. Γι' αυτό οι προγραμματιστές καλούν όλο και περισσότερο τους μηχανικούς να αναπτύξουν αποσβεστήρες που μειώνουν αυτή την κίνηση."
Η πρόκληση με τα παραδοσιακά αμορτισέρ
Επί του παρόντος, δύο δημοφιλείς τύποι αποσβεστήρων είναι εγκατεστημένοι στις οροφές κτιρίων: συντονισμένοι αποσβεστήρες μάζας (μηχανικά συστήματα που απορροφούν τους κραδασμούς) και αποσβεστήρες νερού-δεξαμενής (οι οποίοι χρησιμοποιούν πρόσθετη μάζα για να εξουδετερώσουν την ταλάντωση).
Both solutions are bulky-often exceeding two full floors (>100 m²). Σε αστικές αγορές με περιορισμένες-περιορισμένες-αξίες, αυτό το χωρικό κόστος είναι σημαντικό.
Μια χάλυβα-Ολοκληρωμένη λύση: Βισκοελαστικοί αποσβεστήρες ζεύξης (VCD)
Για να αντιμετωπίσει αυτούς τους περιορισμούς, η Kinetica Dynamics με έδρα το Τορόντο-συνεργάστηκε με τον παραγωγό υλικών 3M και τον κατασκευαστή χάλυβα Nippon Steel & Sumitomo Metal Engineering για την ανάπτυξη ενός αποσβεστήρα που καταστέλλει την ταλάντευση-που προκαλείται από τον άνεμο και τους σεισμικούς κραδασμούς χωρίς να καταλαμβάνει εξαιρετική επιφάνεια δαπέδου.
Το πρόσφατα αναπτυγμένο Viscoelastic Coupling Damper (VCD) αξιοποιεί την τεχνολογία ιξωδοελαστικού πολυμερούς της 3M-χρησιμοποιώντας ιδιότητες αντίστασης διάτμησης, αντοχής σε παραμόρφωση και ελαστικής μνήμης-που βρίσκονται ανάμεσα σε στρώματα δομικού χάλυβα υψηλής-αντοχής (SM490A/Q34 ισοδύναμο).
Η Nippon Steel & Sumitomo Metal Engineering κατασκεύασαν τη μονάδα VCD πλαστικοποιώντας πολλαπλές ιξωδοελαστικές στρώσεις μεταξύ δομικών πλακών από ανθρακούχο χάλυβα, δημιουργώντας μια συμπαγή,-μονάδα απόσβεσης υψηλής απόδοσης.
Βελτιωμένη εγκατάσταση με τυπικά εξαρτήματα από χάλυβα
Αυτά τα δομοστοιχεία αποστέλλονται στο εργοτάξιο και χύνονται απευθείας στη δομή από οπλισμένο σκυρόδεμα του ουρανοξύστη παράλληλα με τυπικά δομικά τμήματα χάλυβα (Q235/Q345). Οι "ενσωματώσεις" κατασκευάζονται από τοπικούς κατασκευαστές χάλυβα χρησιμοποιώντας απλούς ξυλότυπους ως προστατευτικά ανοχής και στη συνέχεια στερεώνονται με χαλύβδινα μπουλόνια υψηλής αντοχής (A490 / 50CrVA ισοδύναμο) κατά την τελική συναρμολόγηση.
"Αυτό σημαίνει ότι οι γενικοί εργολάβοι μπορούν να εγκαταστήσουν VCD χωρίς ειδικές ομάδες", εξηγεί ο Montgomery. "Η χρήση τοπικά κατασκευασμένων τυποποιημένων δομικών τμημάτων χάλυβα ως ενσωματώσεις καθιστά τη διαδικασία απλή και επεκτάσιμη."
Μέσα από οκτώ χρόνια ανάπτυξης και δοκιμών στο Πανεπιστήμιο του Τορόντο, η Kinetica Dynamics, η 3M και η Nippon Steel έχουν προηγμένη τεχνολογία VCD για-εφαρμογές οπλισμένου σκυροδέματος υψηλής ανόδου-και η υιοθέτησή τους επιταχύνεται πλέον παγκοσμίως.
Η αυστηρή δοκιμή επικυρώνει την απόδοση
Τα πρωτόκολλα δοκιμών VCD περιλάμβαναν δοκιμές αποσβεστήρα πλήρους κλίμακας-για την επικύρωση της απόδοσης τόσο του χαλύβδινου υποστρώματος όσο και του ιξωδοελαστικού πολυμερούς, επιβεβαιώνοντας την αποτελεσματικότητα απόσβεσης και τη μακροπρόθεσμη- ανθεκτικότητα. Τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντικά βελτιωμένη απόδοση απόσβεσης σε σχέση με τα συμβατικά δομικά συστήματα-είτε για κοινά αιολικά/σεισμικά συμβάντα είτε για ακραία σενάρια όπως τυφώνες και μεγάλους σεισμούς.
«Έχουμε περάσει χρόνια ερευνώντας και δοκιμάζοντας ολοκληρωμένα αυτά τα VCD», σημειώνει ο Montgomery. "Η μονάδα VCD κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας τυπικό ιαπωνικό δομικό χάλυβα SM490A με ιξωδοελαστικό πολυμερές 3M-έναν εξαιρετικά ανθεκτικό συνδυασμό."
"Κατά τη διάρκεια της δοκιμής, διαπιστώσαμε ότι ο αποσβεστήρας είχε καλύτερη απόδοση χωρίς πρόσθετα στρώματα κόλλας μεταξύ χάλυβα και πολυμερούς. Τα μπουλόνια στερέωσης είναι τυπικά ιαπωνικά εξαγωνικά δομικά μπουλόνια από χάλυβα A490, παρέχοντας εξαιρετική δύναμη σύσφιξης."
Στρατηγική τοποθέτηση για μέγιστη προστασία
Η κατανομή και η θέση του αποσβεστήρα γύρω από τον πύργο εξαρτώνται από τη δομική και σεισμική σχεδίαση. Σε περιοχές με υψηλό-σεισμό, τα VCD όχι μόνο μειώνουν την ένταση των κραδασμών, αλλά ελαχιστοποιούν επίσης τις απαιτήσεις επισκευής μετά-συμβάντος.
"Όταν η χωρητικότητα VCD έχει σχεδιαστεί για προκαθορισμένα όρια φορτίου, τα στοιχεία σύνδεσης λειτουργούν ως "δομικές ασφάλειες"-προστατεύοντας τα παρακείμενα δομικά στοιχεία από ζημιές", προσθέτει ο Μοντγκόμερι. "Μετά από ένα μεγάλο σεισμικό συμβάν, μόνο αυτές οι ασφάλειες χρειάζονται επιθεώρηση και πιθανή αντικατάσταση-απλουστεύοντας την ανάκτηση."
Πραγματικές-Παγκόσμιες αναπτύξεις
Η Kinetica Dynamics, η 3M και η Nippon Steel έχουν ήδη αναπτύξει την τεχνολογία VCD σε σημαντικές εξελίξεις που εντοπίζονται σε ζώνες υψηλής-αιολικής και υψηλής{2}}σεισμικής ενέργειας:
- Central Park Tower, Μανίλα: Δύο πύργοι (267m και 217m) σε μια περιοχή επιρρεπής σε τυφώνα-, που βρίσκεται χιλιόμετρα από τα κύρια ρήγματα. Κάθε πύργος ενσωματώνει 32 VCD-που μειώνουν αποτελεσματικά τόσο τα αιολικά όσο και τα σεισμικά φορτία σε ολόκληρη τη δομή.
- Y+C Condominiums, Τορόντο: Μια κατασκευή 62 ορόφων με 42 VCD που αντικαθιστούν τις συμβατικές χαλύβδινες δοκούς ζεύξης στον κεντρικό πυρήνα του κτιρίου.
Γιατί ο χάλυβας είναι απαραίτητος για την απόδοση VCD
Η επιτυχία της τεχνολογίας VCD βασίζεται στην ακριβή επιλογή υλικού:
| Συστατικό | Προδιαγραφές Υλικού | Λειτουργία |
| Περίβλημα μονάδας | SM490A / Q345 δομικός ανθρακούχο χάλυβας | Παρέχει δομική ακεραιότητα, συγκολλησιμότητα και αντοχή στην κόπωση |
| Μπουλόνια σύνδεσης | A490 / 50CrVA από κράμα χάλυβα | Παρέχει υψηλή δύναμη σύσφιξης και αντίσταση κυκλικού φορτίου |
| Τμήματα ενσωμάτωσης | Διατομές δομικού χάλυβα Q235/Q345 | Επιτρέπει την απρόσκοπτη ενσωμάτωση με την τοπική κατασκευή σκυροδέματος |
| Αντιδιαβρωτική προστασία | Πλούσια επίστρωση-ψευδαργύρου ή ανοξείδωτο υλικό 304/316L | Εξασφαλίζει μακροπρόθεσμη- ανθεκτικότητα σε υγρά ή παράκτια περιβάλλοντα |
>Insight επιλογής υλικού: Για σεισμική απόσβεση και δομικές εφαρμογές υψηλής-ανόδου που απαιτούν αντοχή στην κόπωση, συγκολλησιμότητα και αντοχή στον κύκλο ζωής:
- Δομικό ανθρακούχο χάλυβα (Q235/Q345/Q355 / SM490A / ASTM A572): Ιδανικό για περιβλήματα αποσβεστήρα, ενσωματώσεις και πλαίσιο
- Μπουλόνια από κράμα χάλυβα (A490/50CrVA/42CrMo): Απαραίτητα για συνδέσεις υψηλής-σφιγκτήρα-δύναμης σε δυναμική φόρτιση
- Ανοξείδωτος χάλυβας (304/316L): Συνιστάται για υλικό σε παράκτια ή{2}}περιβάλλοντα υψηλής υγρασίας
- Όλες οι ποιότητες υποστηρίζουν πιστοποίηση EN 10204 3.1 ελαιοτριβείου, προσαρμοσμένη κοπή και εξαγωγή-έτοιμης συσκευασίας για παγκόσμια έργα.
Καθώς οι ουρανοξύστες γίνονται όλο και περισσότερο η προτιμώμενη λύση για αστική διαβίωση και εργασία, η ενσωματωμένη τεχνολογία απόσβεσης από χάλυβα-όπως το VCD προσφέρει έναν ισχυρό συνδυασμό: βελτιωμένη ασφάλεια, βελτιωμένη άνεση των επιβατών και μεγιστοποιημένη εκμισθώσιμη περιοχή. Το δυναμικό ανάπτυξης είναι σημαντικό.
Χρειάζεστε δομικό ανθρακούχο χάλυβα, μπουλόνια από κράμα χάλυβα ή ανοξείδωτο-ανθεκτικό στη διάβρωση για σεισμική απόσβεση, κατασκευές υψηλής-ανόδου ή βιομηχανικές εφαρμογές;
>Η Jiangsu Cunrui προμηθεύει ανθρακούχο χάλυβα (Q235/Q345/Q355/SM490A), κραματοποιημένο χάλυβα (50CrVA/30Mn2/42CrMo/A490) και ανοξείδωτο χάλυβα (304/316L/310S/2205) σε πλάκες, ράβδους, πλάκες, μπάρες, προσαρμοσμένες{1} έντυπα-με πλήρη πιστοποίηση ελαιοτριβείου (EN 10204 3.1), επεξεργασία ακριβείας και υποστήριξη εφοδιαστικής εξαγωγής.