ระบบกันสะเทือนแบบเหล็กสามารถทำให้อาคารสูงปลอดภัยยิ่งขึ้นในระหว่างเกิดแผ่นดินไหว และลดการ-พัดที่เกิดจากลม-โดยไม่ต้องใช้พื้นที่อันมีค่า
ในขณะที่เมืองต่างๆ ขยายตัวและราคาอสังหาริมทรัพย์ทั่วโลกยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง นักพัฒนาก็กำลังสร้างโครงสร้างที่สูงขึ้น บางลง และเบาลงมากขึ้นเรื่อยๆ ในตลาดที่มีต้นทุนสูง- เช่น ลอนดอน ฮ่องกง นิวยอร์ก โทรอนโต เวลลิงตัน และมะนิลา ความต้องการที่อยู่อาศัยและทำงานในย่านศูนย์กลางธุรกิจยังคงแข็งแกร่ง- ซึ่งเป็นแรงผลักดันให้เกิดแนวโน้มไปสู่การก่อสร้างอาคารสูง-
วิธีการก่อสร้างสมัยใหม่ช่วยให้ตึกระฟ้าสูงขึ้นได้บนพื้นที่ที่แคบมากขึ้น ทำให้เกิดรูปแบบทางสถาปัตยกรรมที่ทันสมัย แม้ว่าหอคอยเรียวเล็กเหล่านี้จะสนองความต้องการที่พัก แต่ก็ไวต่อ-การเคลื่อนไหวที่เกิดจากลมมากกว่า
"การเปลี่ยนแปลงนี้จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนยิ่งขึ้นเมื่ออยู่บนชั้นที่สูงขึ้น" Michael Montgomery, CTO และผู้บริหารระดับสูงของ Kinetica Dynamics อธิบาย “แม้ว่าจะไม่เป็นอันตรายต่อความปลอดภัย แต่ก็อาจทำให้ผู้โดยสารมีอาการเมารถได้ ด้วยเหตุนี้ นักพัฒนาจึงเรียกร้องให้วิศวกรพัฒนาแดมเปอร์ที่ช่วยลดการเคลื่อนไหวนี้มากขึ้น”
ความท้าทายกับแดมเปอร์แบบดั้งเดิม
ปัจจุบัน มีการติดตั้งแดมเปอร์ยอดนิยมสองประเภทที่ส่วนบนของอาคาร ได้แก่ แดมเปอร์มวลแบบปรับ (ระบบกลไกที่ดูดซับแรงสั่นสะเทือน) และแดมเปอร์ถังน้ำ- (ซึ่งใช้มวลเพิ่มเพื่อป้องกันการแกว่ง)
Both solutions are bulky-often exceeding two full floors (>100 ตร.ม.) ในตลาดเมืองที่มีพื้นที่-จำกัดและมีมูลค่าสูง- ต้นทุนเชิงพื้นที่นี้มีความสำคัญ
โซลูชันแบบครบวงจรสำหรับเหล็กกล้า-: แดมเปอร์ข้อต่อแบบยืดหยุ่นหนืด (VCD)
เพื่อแก้ไขข้อจำกัดเหล่านี้ Kinetica Dynamics ในโตรอนโต-ได้ร่วมมือกับผู้ผลิตวัสดุ 3M และผู้ผลิตเหล็ก Nippon Steel & Sumitomo Metal Engineering เพื่อพัฒนาแดมเปอร์ที่ระงับ-แรงสั่นสะเทือนที่เหนี่ยวนำให้เกิดการแกว่งและแผ่นดินไหวโดยไม่ต้องใช้พื้นที่พื้นระดับพรีเมียม
Viscoelastic Coupling Damper (VCD) ที่พัฒนาขึ้นใหม่ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีโพลีเมอร์ยืดหยุ่นหนืดของ 3M- ซึ่งใช้คุณสมบัติต้านทานแรงเฉือน ต้านทานความเครียด และคุณสมบัติหน่วยความจำยืดหยุ่น-ประกบระหว่างชั้นของเหล็กโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง- (เทียบเท่ากับ SM490A / Q345)
Nippon Steel และ Sumitomo Metal Engineering ออกแบบโมดูล VCD โดยการเคลือบชั้นยืดหยุ่นหนืดหลายชั้นระหว่างแผ่นเหล็กคาร์บอนที่มีโครงสร้าง ทำให้เกิดหน่วยลดแรงสั่นสะเทือนประสิทธิภาพสูง-
การติดตั้งที่คล่องตัวด้วยส่วนประกอบเหล็กมาตรฐาน
โมดูลเหล่านี้จะถูกส่งไปยังไซต์งานและหล่อโดยตรงลงในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กของตึกระฟ้าควบคู่ไปกับส่วนเหล็กโครงสร้างมาตรฐาน (Q235/Q345) "ส่วนฝัง" นั้นประดิษฐ์ขึ้นโดยผู้ผลิตเหล็กในท้องถิ่นโดยใช้แบบหล่อธรรมดาเป็นตัวป้องกันความทนทาน จากนั้นยึดด้วยสลักเกลียวเหล็กที่มีความแข็งแรงสูง- (เทียบเท่า A490 / 50CrVA) ในระหว่างการประกอบขั้นสุดท้าย
“ซึ่งหมายความว่าผู้รับเหมาทั่วไปสามารถติดตั้งวีซีดีได้โดยไม่ต้องมีทีมงานผู้เชี่ยวชาญ” มอนต์โกเมอรี่อธิบาย "การใช้ส่วนเหล็กโครงสร้างมาตรฐานที่ผลิตในท้องถิ่นเป็นส่วนฝังทำให้กระบวนการตรงไปตรงมาและปรับขนาดได้"
ตลอดแปดปีของการพัฒนาและการทดสอบที่มหาวิทยาลัยโตรอนโต Kinetica Dynamics, 3M และ Nippon Steel มีเทคโนโลยี VCD ขั้นสูงสำหรับ-การใช้งานคอนกรีตเสริมเหล็กแนวสูง- และขณะนี้มีการนำไปใช้อย่างรวดเร็วทั่วโลก
การทดสอบที่เข้มงวดช่วยยืนยันประสิทธิภาพ
โปรโตคอลการทดสอบ VCD รวม-การทดลองแดมเปอร์แบบเต็มสเกลเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของทั้งซับสเตรตที่เป็นเหล็กและประสิทธิภาพของพอลิเมอร์ที่มีความหนืด ยืนยันประสิทธิภาพในการหน่วงและ-ความทนทานในระยะยาว ผลลัพธ์แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพการหน่วงที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับระบบโครงสร้างแบบเดิม- ไม่ว่าจะเป็นเหตุการณ์ลม/แผ่นดินไหวทั่วไป หรือสถานการณ์ที่รุนแรง เช่น พายุเฮอริเคนและแผ่นดินไหวใหญ่
“เราใช้เวลาหลายปีในการค้นคว้าและทดสอบวีซีดีเหล่านี้อย่างครอบคลุม” มอนต์โกเมอรี่ตั้งข้อสังเกต "โมดูล VCD ผลิตขึ้นโดยใช้เหล็กโครงสร้าง SM490A มาตรฐานของญี่ปุ่น พร้อมด้วยโพลีเมอร์ยืดหยุ่นหนืด 3M- ซึ่งเป็นส่วนผสมที่มีความทนทานสูง"
"ในระหว่างการทดสอบ เราพบว่าแดมเปอร์ทำงานได้ดีขึ้นโดยไม่ต้องมีชั้นกาวเพิ่มเติมระหว่างเหล็กและโพลีเมอร์ สลักเกลียวยึดเป็นสลักเกลียวเหล็กโครงสร้างหกเหลี่ยม A490 ของญี่ปุ่น ซึ่งให้แรงยึดจับที่ดีเยี่ยม"
ตำแหน่งเชิงกลยุทธ์เพื่อการปกป้องสูงสุด
การกระจายและการวางตำแหน่งแดมเปอร์รอบๆ หอคอยขึ้นอยู่กับการออกแบบทางวิศวกรรมโครงสร้างและแผ่นดินไหว ในบริเวณที่มีแผ่นดินไหวสูง- แผ่น VCD ไม่เพียงแต่ลดความรุนแรงของการสั่นสะเทือน แต่ยังลด-ข้อกำหนดในการซ่อมแซมหลังเหตุการณ์อีกด้วย
"เมื่อความจุของ VCD ได้รับการออกแบบสำหรับเกณฑ์โหลดที่กำหนดไว้ล่วงหน้า องค์ประกอบการเชื่อมต่อจะทำหน้าที่เป็น 'ฟิวส์โครงสร้าง'-ที่ปกป้องส่วนประกอบโครงสร้างที่อยู่ติดกันจากความเสียหาย" มอนต์โกเมอรีกล่าวเสริม "หลังจากเกิดเหตุการณ์แผ่นดินไหวครั้งใหญ่ มีเพียงฟิวส์เหล่านี้เท่านั้นที่ต้องตรวจสอบและเปลี่ยนใหม่ได้-เพื่อให้การกู้คืนง่ายขึ้น"
การใช้งานจริง-ทั่วโลก
Kinetica Dynamics, 3M และ Nippon Steel ได้ใช้เทคโนโลยี VCD ในการพัฒนาที่สำคัญซึ่งอยู่ในเขต-ลมแรงสูงและ-เขตแผ่นดินไหว:
- หอคอยเซ็นทรัลพาร์ค มะนิลา: หอคอย 2 หลัง (267 ม. และ 217 ม.) ในพื้นที่เสี่ยงต่อพายุไต้ฝุ่น- ซึ่งอยู่ห่างจากแนวรอยเลื่อนหลักหลายกิโลเมตร อาคารแต่ละหลังประกอบด้วยวีซีดี 32 แผ่น- ซึ่งช่วยลดแรงลมและแผ่นดินไหวทั่วทั้งโครงสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ
- Y+C Condominiums, Toronto: การพัฒนาสูง 62 ชั้นประกอบด้วย VCD 42 แผ่น ซึ่งมาแทนที่คานเชื่อมต่อเหล็กทั่วไปในแกนกลางของอาคาร
เหตุใดเหล็กจึงมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพของ VCD
ความสำเร็จของเทคโนโลยี VCD ขึ้นอยู่กับการเลือกใช้วัสดุที่แม่นยำ:
| ส่วนประกอบ | ข้อกำหนดวัสดุ | การทำงาน |
| ที่อยู่อาศัยโมดูล | เหล็กกล้าคาร์บอนโครงสร้าง SM490A / Q345 | ให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ความสามารถในการเชื่อม และความต้านทานความล้า |
| สลักเกลียวเชื่อมต่อ | เหล็กโลหะผสม A490 / 50CrVA | ให้แรงจับยึดสูงและต้านทานโหลดแบบไซคลิก |
| ส่วนการฝัง | ส่วนเหล็กโครงสร้าง Q235 / Q345 | ช่วยให้สามารถบูรณาการเข้ากับการก่อสร้างคอนกรีตในท้องถิ่นได้อย่างราบรื่น |
| ป้องกันการกัดกร่อน | เคลือบสังกะสี-หรือฮาร์ดแวร์สแตนเลส 304/316L | รับประกันความทนทานในระยะยาว-ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือชายฝั่ง |
>ข้อมูลเชิงลึกในการเลือกใช้วัสดุ: สำหรับการหน่วงแผ่นดินไหวและการใช้งานโครงสร้างสูง-ที่ต้องการความต้านทานความล้า ความสามารถในการเชื่อม และความทนทานตลอดอายุการใช้งาน:
- เหล็กกล้าคาร์บอนโครงสร้าง (Q235/Q345/Q355 / SM490A / ASTM A572): เหมาะสำหรับตัวเรือนแดมเปอร์ การฝัง และการทำกรอบ
- โบลท์โลหะผสมเหล็ก (A490/50CrVA/42CrMo): จำเป็นสำหรับการเชื่อมต่อที่มีแรงยึดสูง-แคลมป์-ในการโหลดแบบไดนามิก
- สแตนเลส (304/316L): แนะนำสำหรับฮาร์ดแวร์ในสภาพแวดล้อมชายฝั่งทะเลหรือ-สภาพแวดล้อมที่มีความชื้นสูง
- ทุกเกรดรองรับการรับรองโรงงาน EN 10204 3.1 การตัดตามสั่ง และส่งออก-บรรจุภัณฑ์สำเร็จรูปสำหรับโครงการระดับโลก
ในขณะที่ตึกระฟ้ากลายเป็นทางออกยอดนิยมสำหรับการใช้ชีวิตและการทำงานในเมืองมากขึ้นเรื่อยๆ -เทคโนโลยีลดแรงสั่นสะเทือนที่ผสานรวมเหล็กกล้า เช่น VCD นำเสนอการผสมผสานที่ทรงพลัง: ความปลอดภัยที่เพิ่มขึ้น ความสะดวกสบายของผู้อยู่อาศัยที่ดีขึ้น และเพิ่มพื้นที่เช่าได้สูงสุด ศักยภาพในการเติบโตมีนัยสำคัญ
ต้องการเหล็กกล้าคาร์บอนที่มีโครงสร้าง สลักเกลียวโลหะผสม หรือเหล็กกล้าไร้สนิม-ที่ทนต่อการกัดกร่อนสำหรับการลดแรงแผ่นดินไหว การก่อสร้าง{1}}อาคารสูง หรือการใช้งานทางอุตสาหกรรม
>Jiangsu Cunrui จำหน่ายเหล็กกล้าคาร์บอน (Q235/Q345/Q355/SM490A) เหล็กโลหะผสม (50CrVA/30Mn2/42CrMo/A490) และเหล็กสเตนเลส (304/316L/310S/2205) ในรูปแบบแผ่น ท่อน ม้วน และ-รูปแบบการตัดตามสั่ง{- พร้อมใบรับรองโรงงานเต็มรูปแบบ (EN 10204 3.1) ความเที่ยงตรง การประมวลผลและการสนับสนุนด้านลอจิสติกส์การส่งออก