Modular Building System with Rocking Cross-Laminated Timber Panels for Reusable Construction
В ходе исследования была рассмотрена модульная система, в которой поперечно-клееные деревянные панели являются основными несущими элементами. Стеновые и напольные модули соединены металлическими компонентами и демпферными устройствами на основе трения.
Во время землетрясения система позволяет контролировать раскачивание деревянных панелей вместо того, чтобы полностью полагаться на жесткость, предотвращающую перемещение. Гравитационные нагрузки на полы помогают вернуть конструкцию в исходное положение и ограничить необратимую боковую деформацию.
Фрикционный демпфер рассеивает сейсмическую энергию за счет контролируемого скольжения между металлическими компонентами. Когда здание подвергается боковому перемещению, демпфер частично компенсирует деформацию и помогает защитить деревянные панели.
Испытанная система концентрирует неупругую деформацию в относительно дешевых металлических компонентах, которые можно проверить и заменить. Этот подход сопоставим с предоставлением зданию сменных защитных элементов.
Должны быть спроектированы сопротивление демпфера, предварительное натяжение болтов и точность установки. Обычные металлические разъемы не могут быть заменены без оценки конструкции.
Исследовательская группа протестировала полномасштабный образец здания в Европейской лаборатории по оценке конструкций, используя кумулятивные гибридные испытания на землетрясения со все более сильным движением грунта.
Согласно резюме исследования, опубликованному Объединенным исследовательским центром ЕС:
Эти результаты относятся к тестируемой системе и условиям. Их не следует интерпретировать как эксплуатационные характеристики каждого деревянного модульного здания.
Обычная конструкция может сохранять постоянную боковую деформацию после сильного землетрясения. Даже если здание не обрушится, чрезмерный остаточный дрейф может сделать ремонт экономически нецелесообразным.
После окончания движения грунта рецентрирующая конструкция может вернуться в исходное вертикальное положение. Уменьшение остаточного дрейфа может снизить риск сноса и объем восстановительных работ после землетрясения.
По-прежнему следует учитывать рецентрирование вместе с несущей способностью, рассеиванием энергии, безопасностью соединения и защитой неструктурных компонентов.
Система построена по принципу «проектирование с целью деконструкции». Механические соединения можно демонтировать вместо того, чтобы полностью полагаться на неразъемные соединения, которые трудно разъединить.
При условии проверки конструкции и состояния материалов модули и компоненты могут быть повторно использованы после демонтажа здания. Это позволяет сократить количество строительных отходов и позволить одним и тем же конструктивным элементам служить в течение нескольких циклов эксплуатации здания.
Потенциальные области применения включают временные общественные объекты, здания для проведения крупных мероприятий, инфраструктуру после стихийных бедствий и проекты, требующие дальнейшего перемещения.
Не обязательно. Полномасштабное тестирование является важным доказательством технической осуществимости, но для выхода на рынок требуется дополнительная работа, в том числе:
Разные высоты зданий, нагрузки и сейсмические зоны требуют отдельных инженерных расчетов. Параметры испытаний нельзя копировать непосредственно в несвязанный проект.