Forskning trækker på Formel 1-teknologi til konstruktion af skyskrabere

by, University London trækker på Formel 1-teknologi til konstruktion af "nålelignende" skyskrabere.

Forskerby, University of London udvikler nye vibrationskontrolenheder baseret på Formel 1-teknologi, så "nålelignende" højhuse skyskrabere, der stadig modstår kraftig vind, kan bygges

Nuværende enheder kaldet tunede massedæmpere (TMD'er) er monteret i de øverste etager af høje bygninger for at fungere som tunge pendler, der modvirker bygningsbevægelser forårsaget af vind og jordskælv. Men de vejer op til 1, 000 tons og spænder over fem etager i 100-etagers bygninger – hvilket føjer millioner til byggeomkostningerne og bruger premium-plads i trange bycentre.

Nyligt forskningsarbejde udgivet af Dr. Agathoklis Giaralis (en ekspert i strukturel dynamik hos City, University of London), og hans kolleger, udgivet i november 2019-udgaven af Tekniske strukturer journal (Optimalt afstemt massespjæld interdesign i vindbegejstrede høje bygninger for beboernes komfort servicevenlighed, præferencer og energihøst) fandt ud af, at lette og kompakte inertere, svarende til dem, der er udviklet til affjedringssystemerne i Formel 1-biler, kan reducere den nødvendige vægt af nuværende TMD'er med op til 70%.

Dr. Giaralis sagde:"Hvis vi kan opnå mindre, lettere TMD'er, så kan vi bygge højere og tyndere bygninger uden at forårsage søsyge for beboerne, når det blæser. Sådanne slanke strukturer vil kræve færre materialer og ressourcer, og så vil det koste mindre og være mere bæredygtigt, samtidig med at den fylder mindre og samtidig er æstetisk mere behagelig for øjet. I en by som London, hvor pladsen er en præmie, og jorden er dyr, den eneste rigtige mulighed er at gå op, så denne teknologi kan være en game-changer."

Test har vist, at der er behov for op til 30 % mindre stål i bjælker og søjler i typiske 20-etagers stålbygninger takket være de nye enheder. Computermodelanalyser for en eksisterende London-bygning, de 48-etagers Newington Butts i Elephant and Castle, Southwark, havde vist, at "gulvacceleration" - målet for beboernes komfort mod søsyge - kan reduceres med 30% med den nyligt foreslåede teknologi.

"Denne reduktion i gulvacceleration er betydelig, " tilføjede Dr. Giaralis. "Det betyder, at enhederne også er mere effektive til at sikre, at bygninger kan modstå kraftig vind og jordskælv. Selv moderat vind kan forårsage søsyge eller svimmelhed hos beboerne, og klimaændringer tyder på, at stærkere vinde vil blive hyppigere. Den inerter-baserede vibrationskontrolteknologi, vi tester, viser, at den kan reducere denne risiko betydeligt med lave forhåndsomkostninger i nye, endda meget slank, bygninger og med små strukturelle ændringer i eksisterende bygninger." Dr. Giaralis sagde, at der var en yderligere fordel:

"Ud over at opnå reducerede kulstofemissioner ved at kræve færre materialer, vi kan også høste energi fra vind-inducerede svingninger - jeg tror ikke på, at vi i øjeblikket er i stand til at have en bygning, der er fuldstændig selvbærende ved hjælp af denne teknologi, men vi kan helt sikkert høste nok til at drive trådløse sensorer, der bruges til indvendig bygnings klimakontrol."