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May 28, 2023

강철 코어 시스템은 오피스 타워 건설을 변화시킬 수 있습니다

콘크리트 충전 전의 결합 강판 시험체는 크로스 타이와 전단 스터드의 간격과 양이 다양합니다. 사진 제공: AISC 근본적으로 다른 전단벽

콘크리트 충전 전의 결합 강판 시험체는 크로스 타이와 전단 스터드의 간격과 양이 다양합니다.

사진 제공: AISC

철골 구조의 고층 사무실 건물을 보다 간단하고 신속하게 건설하기 위한 근본적으로 다른 전단벽 코어 시스템이 곧 출시될 예정입니다. 강화 강철을 제거한 콘크리트로 채워진 판 샌드위치인 결합된 강판 복합 벽 시스템은 철근 콘크리트 코어의 강도, 강성, 안전성 및 서비스 가능성을 제공하지만 철근 정체 및 복잡한 거푸집 공사로 인한 부담을 주지 않는다고 구조 엔지니어가 테스트했습니다. 시스템.

MKA(Magnusson Klemencic Associates)의 회장 겸 CEO이자 이 기술의 사용을 개척한 구조 엔지니어인 Ron Klemencic은 지진이나 풍하중이 만연한 곳에 적합한 샌드위치 벽이 "근본적으로 판도를 바꿉니다"라고 말합니다. MKA는 이 시스템이 상부 구조물 건설 시간을 절반으로 단축할 수 있을 것으로 예측합니다.

철근을 설치하는 데 시간이 낭비되지 않습니다. 플레이트가 해당 기능을 수행합니다. 거푸집은 없습니다. 플레이트도 그 기능을 수행합니다. 콘크리트에 대한 거푸집 공사, 철근 및 경화 시간이 없으면 코어와 주변 강철이 더 빠른 강철을 선도하고 지연시키는 느린 코어보다 함께 상승할 수 있다고 Klemencic은 말합니다.

또 다른 장점은 코어 벽 섹션이 모듈로 조립식으로 제작되어 플레이트와 전단 스터드를 분리하는 타이 로드가 완비되어 있다는 것입니다. 그리고 모듈형 벽은 콘크리트 충전이 추가되기 전에 건축 하중에 대한 거짓 작업으로 삼중 임무를 수행합니다.

기존의 하이브리드 시스템(주변 강철 기둥이 있는 철근 콘크리트 코어와 복합 금속 데크를 지지하는 강철 빔의 바닥 시스템)은 빔이 코어에 연결되는 경우 공차 문제도 발생시킵니다. 미국 철강 건설 협회(AISC)에서 설정한 강철 공차는 미국 콘크리트 협회에서 설정한 콘크리트 공차보다 엄격합니다. 강판 시스템에서는 강철과 강철이 연결되어 공차 문제와 중복 무역 문제가 제거됩니다.

종합적으로 말하면, 하이브리드 시스템을 사용하는 것보다 건설이 더 빠르고 간단하며 안전하다고 Klemencic은 말합니다. “성공한다면 새로운 접근 방식이 시장을 변화시킬 것입니다.”라고 그는 예측합니다.

Charles Pankow 재단과 AISC가 공동으로 후원하는 600,000달러 규모의 연구가 진행 중입니다. 복합 강철 벽은 사실상 뚫을 수 없기 때문에 미국에서 처음으로 원자력 발전소 분야에 사용된 복합 강철 벽을 고층 건물에 적용하기 위한 것입니다.

핵 구조물은 전단력이 지배적인 긴 벽을 갖고 있고, 고층 건물은 굴곡이 지배적인 크고 가느다란 벽을 갖고 있기 때문에 상업용 응용을 위한 테스트가 필요했다고 Robert L. 및 Terry L. Bowen 연구소 소장인 Amit H. Varma는 말합니다. 퍼듀 대학교는 버팔로 대학교와 협력하여 3년 간의 연구 프로그램을 진행하고 있습니다. 2005년에 원자력 발전소에 대한 시스템 테스트를 시작한 Varma는 UB의 Michel Bruneau와 협력하여 현재 연구의 주요 조사관입니다.

이 연구에서는 6개의 시편에 축력과 주기적 측면 하중을 가하고 강성, 강도 및 드리프트 용량을 포함한 구조적 거동을 평가하고 있습니다. 시편에는 간격, 크로스 로드 및 전단 스터드의 수와 같은 다양한 변수가 있습니다.

결합된 강판 복합 전단벽 시편에 대한 6번의 물리적 시험 중 첫 번째 예비 결과는 우수한 거동과 반복 성능을 나타냅니다. 사진 제공: AISC

목표는 시스템 동작에 대한 통찰력을 제공하고 지진 및 바람 설계 규정을 개발할 수 있는 실험 데이터와 수치 모델을 생성하는 것입니다. "우리는 비용 효율성을 높이기 위해 설계를 최적화하려고 노력하고 있습니다."라고 Varma는 말합니다.

팀은 지난달 말 첫 번째 신체검사를 완료했다. 예비 결과는 "시편의 우수한 거동과 주기적 성능"을 나타냅니다.라고 Varma는 말합니다.

한계 상태는 예상한 대로이지만 시편 강도는 간단한 방법, 코드 방정식 또는 유한 요소 모델을 사용하여 계산된 것보다 훨씬 더 크다고 덧붙였습니다.