Een nieuwe methode voor het verbinden van prefab balken en kolommen maakt het mogelijk om betonnen gebouwen die zijn beschadigd door extreme gebeurtenissen zoals aardbevingen en orkanen, snel te herstellen.

De gepatenteerde technologie, ontwikkeld aan de South Dakota State University, kan ook de hoeveelheid schade die een gebouw oploopt, verminderen, volgens uitvinder Mostafa Tazarv, een assistent-professor bij de afdeling Civiele en Milieutechniek.

Typisch, de wapeningsstaven die prefab liggers en kolommen met elkaar verbinden, zijn ingebed in de betoncomponenten. Daarom, wanneer de schade zo groot is dat de verbindingsstaven knikken of scheuren, het gebouw zal meestal gesloopt moeten worden, Tazarv uitgelegd. "Ons idee is om gebouwen meer op auto's te laten lijken, zodat we beschadigde componenten kunnen vervangen wanneer dat nodig is."

In het gepatenteerde ontwerp, de prefab ligger schuift in de kolom en de knikarme wapening verbindt de liggerwapening met de kolomwapening. "De wapeningsstaven zijn zichtbaar en verbinden met de ligger en kolomstaven met behulp van een koppeling, "Zei Tazarv. "Omdat de tralies zichtbaar zijn bij de verbinding, ze kunnen gemakkelijk worden vervangen als ze beschadigd zijn."

Testen op halfgrote straalkolommonsters toonden aan dat het gepatenteerde ontwerp bestand is tegen extreme eisen die zelfs "groter zijn dan welke aardbeving dan ook die de Verenigde Staten tot nu toe heeft getroffen ... met slechts hier en daar kleine scheuren. Geen enkele typische gewapende betonconstructie kan dit doen , " zei Tazarv. Bovendien, de balk-kolomverbinding heeft een minstens twee keer grotere vervormbaarheid dan conventionele constructies, waardoor de componenten beter in staat zijn om energie op te nemen zonder schade op te lopen.

Naast het minimaliseren van schade, de nieuwe technologie vermindert ook de reparatietijd. "Door de staven buiten het beton te plaatsen in de kritieke gebieden van gebouwen, betekent dit dat na een evenement, je kunt een pijptang nemen, draai de moeren los en vervang de beschadigde staven en uw gebouw is zo goed als nieuw, ' zei Tazarv.

Hoewel er nog geen economische analyse is gedaan, Tazarv schat dat de implementatie van het nieuwe verbindingsontwerp een minimale impact op de bouwkosten zal hebben. "Dat is het mooie ervan. Je betaalt vooraf een paar procenten, maar je kunt je hele gebouw redden, " hij zei.

Een promovendus en een masterstudent werkten ook aan het project, die mogelijk werd gemaakt door afdelingsfinanciering en materiële donaties in natura van Headed Reinforcement Corporation en SAES Smart Materials.

De volgende stap zal zijn om grootschalige testen op component- en systeemniveau uit te voeren, volgens Tazarv. Daarom, universiteitsfunctionarissen willen samenwerken met bedrijven die geïnteresseerd zijn in de verdere ontwikkeling en commercialisering van de technologie, volgens Rick Swatloski van TreMonti Consulting, die helpt bij de overdracht en commercialisering van technologie voor SDSU.

"Een eenvoudig gesprek met het faculteitslid zou kunnen uitgroeien tot gesponsord onderzoek, die net zo waardevol kan zijn als een licentieovereenkomst, " zei Swatloski. "Het belangrijkste voor ons is om relaties met externe belanghebbenden en potentiële financiers aan te moedigen en te laten groeien."

In aanvulling, Tazarv zei, "We testen nu de nieuwe verbindingsmethode voor bruggen." Hij verwacht dat deze technologie ook kan leiden tot aanzienlijke besparingen voor transportbedrijven.