Ny metode til at forbinde præfabrikerede betonbjælker og søjler

En ny metode til at forbinde præfabrikerede bjælker og søjler vil gøre det muligt hurtigt at reparere betonbygninger, der er beskadiget af ekstreme begivenheder som jordskælv og orkaner.

Den patenterede teknologi, udviklet ved South Dakota State University, kan også reducere mængden af ​​skader, som en bygning lider, ifølge opfinderen Mostafa Tazarv, en adjunkt ved Institut for Byggeri og Miljø.

Typisk, armeringsstålstængerne, der binder præfabrikerede bjælker og søjler sammen, er indlejret i betonkomponenterne. Derfor, når skaden er så omfattende, at forbindelsesstængerne spænder eller brister, bygningen vil normalt skulle rives ned, forklarede Tazarv. "Vores idé er at gøre bygninger mere som biler, så vi kan udskifte beskadigede komponenter, når det er nødvendigt."

I det patenterede design, den præfabrikerede bjælke glider ind i søjlen og den knækfaste armering forbinder bjælkearmeringen med søjlearmeringen. "Armeringsstængerne er blotlagte og forbindes til bjælke- og søjlestængerne ved hjælp af en kobling, " sagde Tazarv. "Da stængerne er blotlagte ved forbindelsen, de kan nemt udskiftes, hvis de er beskadigede."

Test på halvskala stråle-søjleprøver viste, at det patenterede design kan modstå ekstreme krav, der er endnu "større end noget jordskælv, der har ramt USA indtil videre ... med kun mindre revner hist og her. Ingen typisk armeret betonkonstruktion kan gøre dette , " sagde Tazarv. Desuden, bjælke-søjleforbindelsen har mindst to gange større deformerbarhed end konventionelle strukturer, hvilket betyder, at komponenterne er bedre i stand til at absorbere energi uden at tage skade.

Ud over at minimere skader, den nye teknologi reducerer også reparationstiden. "At placere stængerne uden for betonen i bygningers kritiske områder betyder, at efter en begivenhed, du kan tage en rørtang, Skru møtrikkerne af og udskift de beskadigede stænger, og din bygning er så god som ny, " sagde Tazarv.

Selvom der endnu ikke er lavet en økonomisk analyse, Tazarv skønner at implementere det nye forbindelsesdesign vil have en minimal indvirkning på byggeomkostningerne. "Det er det smukke ved det. Du betaler et par procenter på forhånd, men du kan gemme hele din bygning, " han sagde.

En ph.d.-studerende og en kandidatstuderende arbejdede også på projektet, som blev muliggjort gennem afdelingsfinansiering samt materialedonationer i naturalier fra Headed Reinforcement Corporation og SAES Smart Materials.

Det næste skridt vil være at udføre storskala komponent- og systemniveautest, ifølge Tazarv. For det, universitetsembedsmænd ønsker at samarbejde med virksomheder, der er interesserede i at videreudvikle og kommercialisere teknologien, ifølge TreMonti Consultings Rick Swatloski, der hjælper med teknologioverførsel og kommercialisering for SDSU.

"En simpel samtale med fakultetsmedlemmet kunne udvikle sig til sponsoreret forskning, hvilket kan være lige så værdifuldt som en licensaftale, Swatloski sagde. "Det vigtigste for os er at opmuntre og udvikle relationer med eksterne interessenter og potentielle finansiører."

Ud over, Tazarv sagde, "Vi tester nu den nye forbindelsesmetode for broer." Han forventer, at denne teknologi også kan resultere i betydelige besparelser for transportbureauer.