Researchers City, University of London utvecklar nya vibrationsreglerande enheter baserade på formel 1-teknik så att 'nålliknande' höghusskyskrapor som fortfarande tål hård vind kan byggas. höga byggnader för att fungera som tunga pendlar som motverkar byggnadsrörelser orsakade av vindar och jordbävningar. Upphovsman:Stad, University of London
Stad, University London använder sig av Formel 1-teknik för konstruktion av "nålliknande" skyskrapor.
Researchers City, University of London utvecklar nya vibrationsstyrande enheter baserade på formel 1-teknik så att "nålliknande" höghusskyskrapor som fortfarande tål hård vind kan byggas
Nuvarande enheter som kallas tuned mass dempare (TMD) är monterade i de översta våningarna i höga byggnader för att fungera som tunga pendlar som motverkar byggnadsrörelser orsakade av vindar och jordbävningar. Men de väger upp till 1, 000 ton och sträcker sig över fem våningar i 100-våningshus-vilket lägger till miljoner i byggnadskostnader och utnyttjar premiumutrymme i trånga stadskärnor.
Nyligen forskningsarbete publicerat av Dr Agathoklis Giaralis (expert på strukturell dynamik på City, University of London), och hans kollegor, publicerad i november 2019 -upplagan av Tekniska strukturer journal (Optimal inställd massdämpare interdesign i vindpirerade höga byggnader för åkarnas bekvämlighet, preferenser och energiupptagning) fann att lätta och kompakta inertrar, liknande dem som utvecklats för fjädringssystemen i Formel 1 -bilar, kan minska den vikt som krävs för nuvarande TMD med upp till 70%.
Ett diagram som visar adaptiva vibrationsdämpande enheter för passagerarnas komfort och energihämtning i vindpirerade, smala höga byggnader. Upphovsman:Dr Agathoklis Giaralis
Dr Giaralis sa:"Om vi kan uppnå mindre, lättare TMD, då kan vi bygga högre och tunnare byggnader utan att orsaka sjösjuka för de boende när det blåser. Sådana smala strukturer kommer att kräva färre material och resurser, och så kommer det att kosta mindre och vara mer hållbart, samtidigt som den tar mindre plats och är estetiskt mer tilltalande för ögat. I en stad som London, där platsen är till en överlägsen pris och marken är dyr, det enda riktiga alternativet är att gå upp, så denna teknik kan vara en spelväxlare. "
Tester har visat att upp till 30% mindre stål behövs i balkar och pelare i en typisk 20-vånings stålbyggnad tack vare de nya enheterna. Datormodellanalyser för en befintlig Londonbyggnad, Newington Butts med 48 våningar i Elephant and Castle, Southwark, hade visat att "golvacceleration" - måttet på passagerarnas komfort mot sjösjuka - kan minskas med 30% med den nyligen föreslagna tekniken.
"Denna minskning av golvacceleration är betydande, "tillade Dr. Giaralis." Det betyder att enheterna också är mer effektiva för att säkerställa att byggnader tål hård vind och jordbävningar. Även måttliga vindar kan orsaka sjösjuka eller yrsel för passagerarna och klimatförändringar tyder på att starkare vindar kommer att bli mer frekventa. Den inerterbaserade vibrationskontrolltekniken vi testar visar att den kan avsevärt minska denna risk med låga kostnader i förskott i nya, även mycket smal, byggnader och med små strukturella förändringar i befintliga byggnader. "Dr Giaralis sa att det fanns en ytterligare fördel:
"Förutom att uppnå minskade koldioxidutsläpp genom att kräva färre material, vi kan också skörda energi från vindinducerade svängningar-jag tror inte att vi för närvarande kan ha en byggnad som är helt självbärande med denna teknik, men vi kan definitivt skörda tillräckligt för att driva trådlösa sensorer som används för inre byggnadsklimatkontroll. "
