تُحدث تقنية الفولاذ تغييرًا جذريًا في تصميم المخمدات لتحقيق الأمان-في الارتفاعات العالية

يمكن لأنظمة التخميد الفولاذية أن تجعل المباني الشاهقة أكثر أمانًا أثناء الزلازل وتقلل من -التأثير الناجم عن الرياح-دون استهلاك مساحة أرضية قيمة.

مع توسع المدن واستمرار ارتفاع أسعار العقارات العالمية، يقوم المطورون بشكل متزايد ببناء هياكل أطول وأنحف وأخف وزنا. في الأسواق-عالية التكلفة مثل لندن وهونج كونج ونيويورك وتورنتو وويلنجتون ومانيلا، يظل الطلب على المعيشة والعمل في المناطق التجارية المركزية قويًا-مما يدفع الاتجاه نحو الإنشاءات الشاهقة-.

تتيح أساليب البناء الحديثة لناطحات السحاب أن ترتفع على مساحات ضيقة بشكل متزايد، مما يخلق أشكالًا معمارية أنيقة. على الرغم من أن هذه الأبراج الرفيعة تلبي احتياجات الإقامة، إلا أنها أيضًا أكثر عرضة لحركة الرياح-.

يوضح مايكل مونتغمري، مدير التكنولوجيا والمدير الإداري في شركة Kinetica Dynamics: "يكون هذا التأثير أكثر وضوحًا في الطوابق العليا". "على الرغم من أنه لا يشكل خطرًا على السلامة، إلا أنه يمكن أن يتسبب في إصابة الركاب بدوار الحركة. ولهذا السبب يدعو المطورون بشكل متزايد المهندسين إلى تطوير مخمدات تقلل من هذه الحركة."

التحدي مع المخمدات التقليدية

في الوقت الحالي، يتم تركيب نوعين شائعين من المخمدات على أسطح المباني: مخمدات جماعية مضبوطة (أنظمة ميكانيكية تمتص الاهتزازات) ومخمدات خزان الماء- (التي تستخدم الكتلة المضافة لمواجهة التأثير).

Both solutions are bulky-often exceeding two full floors (>100 م²). في الأسواق الحضرية-المحدودة الأراضي وذات{3}}القيمة العالية، تكون هذه التكلفة المكانية كبيرة.

حل متكامل-من الفولاذ: مخمدات الوصلات اللزجة المرنة (VCD)

ولمعالجة هذه القيود، عقدت شركة Kinetica Dynamics التي يقع مقرها في تورنتو- شراكة مع شركة إنتاج المواد 3M وشركة تصنيع الفولاذ Nippon Steel & Sumitomo Metal Engineering لتطوير مخمد يعمل على إخماد التأرجح الناجم عن الرياح- والاهتزازات الزلزالية دون شغل مساحة أرضية متميزة.

يعمل مخمد الاقتران اللزج المطاطي (VCD) الذي تم تطويره حديثًا على تعزيز تقنية البوليمر اللزج المطاطي من شركة 3M-باستخدام مقاومة القص، ومقاومة الإجهاد، وخصائص الذاكرة المرنة-الموجودة بين طبقات من الفولاذ الهيكلي عالي القوة- (مكافئ SM490A / Q345).

قامت شركة Nippon Steel & Sumitomo Metal Engineering بتصميم وحدة VCD من خلال تصفيح طبقات لزجة مرنة متعددة بين ألواح الفولاذ الكربوني الإنشائية، مما أدى إلى إنشاء وحدة تخميد مدمجة وعالية الأداء-.

تركيب مبسط باستخدام المكونات الفولاذية القياسية

يتم شحن هذه الوحدات إلى الموقع ويتم صبها مباشرة في الهيكل الخرساني المسلح لناطحة السحاب جنبًا إلى جنب مع المقاطع الفولاذية الهيكلية القياسية (Q235/Q345). يتم تصنيع "التضمينات" بواسطة مصنعي الصلب المحليين باستخدام قوالب صب بسيطة كواقيات للتسامح، ثم يتم تثبيتها بمسامير فولاذية عالية القوة - (ما يعادل A490 / 50CrVA) أثناء التجميع النهائي.

"وهذا يعني أن المقاولين العامين يمكنهم تركيب أقراص VCD بدون فرق متخصصة،" يوضح مونتغمري. "إن استخدام المقاطع الفولاذية الإنشائية القياسية المصنعة محليًا كتضمينات يجعل العملية واضحة وقابلة للتطوير."

من خلال ثماني سنوات من التطوير والاختبار في جامعة تورنتو، قامت شركة Kinetica Dynamics و3M وNippon Steel بتطوير تقنية VCD -لتطبيقات الخرسانة المسلحة عالية الارتفاع-ويتزايد الآن اعتمادها عالميًا.

اختبار صارم للتحقق من صحة الأداء

تضمنت بروتوكولات اختبار VCD تجارب مخمدات -كاملة النطاق للتحقق من أداء كل من الركيزة الفولاذية والبوليمر اللزج المرن، مما يؤكد فعالية التخميد ومتانتها على المدى الطويل-. أظهرت النتائج تحسنًا ملحوظًا في أداء التخميد مقارنةً بالأنظمة الهيكلية التقليدية-سواء بالنسبة لأحداث الرياح/الزلزال الشائعة أو السيناريوهات الشديدة مثل الأعاصير والزلازل الكبرى.

"لقد أمضينا سنوات في البحث والاختبار الشامل لأقراص الفيديو المدمجة هذه،" يلاحظ مونتغمري. "تم تصنيع وحدة VCD باستخدام الفولاذ الهيكلي الياباني القياسي SM490A مع بوليمر لزج مرن 3M-تركيبة متينة للغاية."

"أثناء الاختبار، وجدنا أن المخمد يعمل بشكل أفضل بدون طبقات لاصقة إضافية بين الفولاذ والبوليمر. مسامير التثبيت هي مسامير فولاذية هيكلية يابانية قياسية A490 سداسية، مما يوفر قوة تثبيت استثنائية."

التنسيب الاستراتيجي لأقصى قدر من الحماية

يعتمد توزيع المخمدات وتحديد مواقعها حول البرج على التصميم الهندسي الهيكلي والزلازل. في المناطق شديدة الزلازل-، لا تعمل أقراص VCD على تقليل شدة الاهتزاز فحسب، بل تقلل أيضًا من متطلبات الإصلاح بعد-الحدث.

ويضيف مونتغمري: "عندما يتم تصميم سعة VCD لحدود تحميل محددة مسبقًا، تعمل عناصر الاتصال بمثابة 'صمامات هيكلية'-تحمي المكونات الهيكلية المجاورة من التلف". "بعد وقوع زلزال كبير، تحتاج هذه الصمامات فقط إلى الفحص والاستبدال المحتمل-لتسهيل عملية الاسترداد."

عمليات النشر العالمية-الحقيقية

لقد قامت Kinetica Dynamics و3M وNippon Steel بالفعل بنشر تقنية VCD في مشاريع تطوير مهمة تقع في مناطق الرياح العالية-والرياح العالية-:

• برج سنترال بارك، مانيلا: برجان (267 مترًا و217 مترًا) في منطقة معرضة للإعصار-، ويقعان على بعد كيلومترات من خطوط الصدع الرئيسية. يشتمل كل برج على 32 قرص VCD-يعمل بشكل فعال على تخميد أحمال الرياح والزلازل عبر الهيكل بأكمله.
• Y+C Condominiums، تورونتو: مشروع تطوير مكون من 62 طابقًا يضم 42 قرص VCD يحل محل عوارض التوصيل الفولاذية التقليدية في القلب المركزي للمبنى.

لماذا يعد الفولاذ ضروريًا لأداء أقراص VCD

يعتمد نجاح تقنية VCD على الاختيار الدقيق للمواد:

>رؤى حول اختيار المواد: بالنسبة للتخميد الزلزالي -والتطبيقات الهيكلية عالية الارتفاع التي تتطلب مقاومة الكلال، وقابلية اللحام، ومتانة دورة الحياة:

• الفولاذ الكربوني الإنشائي (Q235/Q345/Q355 / SM490A / ASTM A572): مثالي لعلب المخمدات والتضمينات والإطارات
• مسامير من سبائك الصلب (A490/50CrVA/42CrMo): ضرورية لوصلات قوة -المشبك- العالية في التحميل الديناميكي
• الفولاذ المقاوم للصدأ (304/316L): يوصى به للأجهزة في البيئات الساحلية أو ذات الرطوبة العالية-
• تدعم جميع الدرجات شهادة المطاحن EN 10204 3.1 والقطع المخصص والتصدير-التعبئة الجاهزة للمشروعات العالمية.

نظرًا لأن ناطحات السحاب أصبحت على نحو متزايد الحل المفضل للحياة والعمل في المناطق الحضرية، فإن تقنية التخميد المتكاملة للفولاذ-مثل VCD تقدم مزيجًا قويًا: سلامة محسنة، وراحة محسنة للركاب، وزيادة المساحة القابلة للتأجير. إمكانات النمو كبيرة.

هل تحتاج إلى فولاذ كربوني هيكلي، أو مسامير من سبائك الصلب، أو-فولاذ مقاوم للصدأ مقاوم للتآكل للتخميد الزلزالي، أو-الإنشاءات الشاهقة، أو التطبيقات الصناعية؟

>توفر شركة Jiangsu Cunrui الفولاذ الكربوني (Q235/Q345/Q355/SM490A)، وسبائك الفولاذ (50CrVA/30Mn2/42CrMo/A490)، والفولاذ المقاوم للصدأ (304/316L/310S/2205) في شكل ألواح وقضبان ولفائف وأشكال قطع -مخصصة-مع شهادة مطحنة كاملة (EN 10204 3.1)، ودقة المعالجة والدعم اللوجستي للتصدير.