受蜥蜴启发的西班牙设计允许建造防灾超级建筑

有时一个小错误就足以导致 彻底的灾难,就像多米诺骨牌的倒塌最终会拖累其余部分。 大多数基础设施的设计都是为了抵抗地震运动、山体滑坡或抵抗任何外部或内部的侵袭,例如火灾,尽管如果最初的损坏是灾难性的,即使是最坚固的建筑也可能会倒塌。 但由何塞·米格尔·亚当 (José Miguel Adam) 领导的瓦伦西亚理工大学的一组工程师发现了一种在发生灾难时可以挽救数千人生命的公式。

他的想法值得 自然杂志封面, 它的灵感来自蜥蜴的行为和水力发电厂的安全系统。 对于新建建筑物来说,采用几乎零成本的解决方案,可以通过隔离最初的损坏来避免建筑物的完全倒塌。 这是该科学出版物首次发表建筑设计和施工领域的研究文章。

“正如蜥蜴折断尾巴以逃避捕食者一样,我们提出了一种系统,将破坏仅限于最初未能保护建筑物其余部分的区域。 Adam 与 Nirvan Makoond、Andri Setiawan 和 Manuel Buitrago 共同撰写该出版物,他们均是民事人员,他向美国广播公司 (ABC) 解释说:“我们阻止了未能保护人类生命的情况的蔓延,并最大限度地减少了结构完全倒塌可能造成的损失。”该研究所的工程师。 研究 易迅科技 来自巴伦西亚理工大学。

为了实现这一较小的危害,该建筑物的建造与其他建筑物一样,但结构组件之间的连接准备好更快地断裂,并避免对整个建筑物产生传染效应。 电力网络通过使用电熔断器连接网络的不同部分来保护自身免受电力过载,这与电力网络使用的概念相同。 «我们的保险丝是结构性的。 它们使建筑物在正常运行条件下具有结构连续性,但当损坏蔓延不可避免时就会被分段。 为此我们定义一个 伤害等级 其中梁和柱之间的连接首先失效,而后者保持站立。 虽然有部分损坏,但我们避免了结构的完全倒塌。”何塞·米格尔·亚当 (José Miguel Adam) 解释道。

工程师何塞·米格尔·亚当 (José Miguel Adam) 正在建造试管,全面测试施工技术

ABC

当前的设计通过重新分配初始冲击力来防止倒塌。 它是一个有效的系统,可以在第一次撞击后保持完好的结构的所有组件之间重新分配失效区域的载荷。 但它并不完美,因为同样的保护可能会引起多米诺骨牌效应并摧毁整个结构。 Icitech 研究所的解决方案将增加额外的安全性,作为最后一道防线,确保区域安全,以方便救援居民,或避免灾后重建从头开始。

用试管建筑进行全面测试

该项目于七年前开始成形,其中一项由 BBVA 基金会颁发的莱昂纳多奖学金用于资助像这位工程师这样激进的想法。 何塞·米格尔·亚当坚持建造试管建筑,在那里他可以真实地测试他的建筑理论。 最初,他专注于角柱,因为对这些柱子的冲击会使整个建筑面临风险。

这只是一个开始。 由于第一笔拨款,为新的研究领域播下了种子,其中还包括与欧洲委员会具有竞争力的援助。 “通过这些研究,我们了解了故障传播背后的隐藏机制,我们想到解决方案是将它们分段。 我们受到 9/11 五角大楼袭击的启发。 当飞机撞向大楼时,并没有发生全局故障,因为大楼有伸缩缝。 它会影响飞机,但不会扩散崩溃。 “这激发了我们现在手中的解决方案,”他说。


UPV工程师建造了

在真实规模上,两座建筑物

排练他的施工技术

防震、防洪、

爆炸或任何严重损坏

水力学

他们允许在

进行实验来模拟如果建筑物的一根或多根柱子发生故障会发生什么情况

设计的关键是放置一些

结构性“保险丝” 这意味着在发生损坏时,倒塌的构件不会拖拽其余部分,以避免建筑物完全倒塌

板坯

肺泡

混凝土的

横梁

支撑

独立的

支柱

预制的

具体的。 是

孤立和锚定

到鞋子

居中

柱子

合页

角落

基础

有支撑基脚

具有更强的抗震能力

资料来源:UPV / P. SANCHEZ / ABC

UPV工程师建造了

在真实比例的两座建筑中,他们测试了建筑技术

防止地震、洪水、爆炸或任何

极度伤害

水力学

他们允许在

进行实验来模拟如果建筑物的一根或多根柱子发生故障会发生什么情况

设计的关键是放置一些 结构性“保险丝” 当发生过载时,其作用方式与电网中相同:如果发生损坏,

倒塌构件不会拖拽其余部分,避免建筑物完全倒塌

由空心混凝土板制成的分隔板。 防止下沉

拖动到其他元素

结构性的

空心板

混凝土的

横梁

支撑

独立的

支柱

预制的

具体的。 是

孤立和锚定

到鞋子

居中

柱子

合页

角落

基础

有支撑基脚

一个更大的

抗震能力

资料来源:UPV / P. SANCHEZ / ABC

为了测试现已发表在《自然》杂志上的设计,他们使用预制钢筋混凝土建造了一座 15 × 12 m 的两层楼、高 2.6 m 的建筑。 在此过程中,亚当和他的同事对该结构进行了两个阶段的测试。 第一阶段模拟了一个小的初始故障,其中建筑物一个角落两侧的两根柱子被拆除,确认该设计提供了传统的结构支撑并完全满足当前的设计要求。

在第二阶段,模拟了更为极端的初始故障,其中剩余的角柱被移除。 通过这些测试,研究人员证明,基于层次结构的倒塌隔离成功地防止了整个结构倒塌,并且只有建筑物的一部分发生了倒塌。

两年后成为现实

该理论已经得到证实,但现在该项目的实施还需要两年的时间。 该系统可用于中等高度(最高15或20层)的新建建筑,已成为许多公司感兴趣的焦点。 下一步将是设计一种新技术,为已建成的关键建筑增加坚固性,这是瓦伦西亚理工大学的研究小组已经在开展的一项新研究。

1715878944
#受蜥蜴启发的西班牙设计允许建造防灾超级建筑
2024-05-15 15:00:09

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

近期新闻​

编辑精选​