Süsinikkiu modulaarses ja ettevalmistatud ehituses

Süsinikkiu modulaarses ja ettevalmistatud ehituses: rakendused ja inseneri eelised

Süsinikkiu on liikunud lennundushangarist ehitustööstuse tehasepõrandale. Modulaarse ja ettevalmistatud ehituse kasvuga vajavad projektimeeskonnad struktuurimaterjale, mis on piisavalt kerged tõstmiseks ja transportimiseks, piisavalt jäik, et ulatuda, ja piisavalt stabiilne, et hoida tehase tolerantsid kogu tee kohani. Süsinikkiuduga tugevdatud polümeer (CFRP) vastab kõigile kolmele nõudele korraga, mistõttu ilmub see nüüd eelvalmistatud ehitusprojektide kandvates paneelides, ühendusraamides, fassaadilemendides ja tugevdussüsteemides. See artikkel vaatab süsinikkiu reaalseid rakendusi modulaarses ja ettevalmistatud ehituses ja inseneriprobleeme, mida see lahendab.

1. Miks ettevalmistamine muudab materjalinõudeid

Traditsiooniline kohapeal ehitatud ehitus talub raskeid materjale, sest struktuur on paigaldatud kohapeal, üks tükk korraga. Modulaarne ehitus toimib erinevalt: iga moodul ehitatakse kontrollitud tehases, seejärel tõstetakse, virustatakse, transporditakse ja ühendatakse kohapeal. See järjestus karistab kaalu ja tasub mõõtmete täpsust.

20 protsenti kergem moodul vajab väiksemaid kraane, madalamaid transpordikulusid ja lihtsamaid tõsteraame. Moodul, mille struktuur ei laiene ega keera tehase ja koha vahel, hoiab oma fassaadi liigesed, aknaraamid ja teenuste joondamine puutumatuna. Need ei ole väikesed eelised; nad otsustavad, kas ettevalmistatud projekt jääb eelarvesse.

2. Süsinikkiu põhirakendused modulaarses ehituses

CFRP ei ole üks toode, vaid vormide perekond. Iga vorm kaardistab loomulikult ettevalmistatud hoonesüsteemi erinevale osale.

2.1 Koormustavad paneelid ja põrandakassetid

Süsinikkiudaplaadid ja võileibapaneelid moodustavad õhukesi, kõrge jäikusega põranda- ja seinakassette. CFRP-poolega võileibapaneel võib asendada palju paksamat terast või betoonielementi, kandes samal ajal võrreldavaid painutamiskoormusi, vabastades kasutatavaid põrandapindasid ja vähendades surnud koormust, mida vundament peab toetama. Puhumeetriliste modulaarsete üksuste puhul tähendab see rohkem üksusi transpordikoormuse kohta ja vähem kohapealset kraanimist.

2.2 Struktuuriraamid ja ühendamissõlmed

Moodulite vaheline ühendus on ettevalmistatud konstruktsiooni kõige pingelisem ja kõige tolerantsitundlikum osa. Süsinikkiuprofiilid, pultrudeeritud sektsioonid ja töödeldud plaadid toodavad jäike, korrosioonivabaid ühenduskindlusi ja momentiraamid, mis korduvalt kokku polditakse. Kuna CFRP-masinad on puhtad, saab keerulist sõlmegeomeetriat joonistada keevitusmoonutuseta - terase modulaaraamides on püsiv kvaliteediprobleem.

2.3 Fassaadi katted ja arhitektuuriprofiilid

Süsinikkiudast valmistatud fassaadipaneelid ja aknaraamid ühendavad õhukesi elegantseid sektsioone kõrge jäikusega, võimaldades suured klaasitud avangud ilma suurte mullioniteta. Materjal on ka vastupidav soojusringlusele, mis põhjustab metalliraamide laienemist ja tihendiühendite ebaõnnestumist, säilitades hoone ümbriku eluiga ilmastikukindluse.

2.4 Olemasolevate konstruktsioonide tugevdamine ja uuendamine

Kui hoone laiendatakse, ümberkujundatakse või laaditakse väljaspool selle algset projekteerimist, lisavad betoonile või müürile sidutud süsinikkiudkangas ja laminaatribad painumis- ja lõikevõimet, millele on lisatud osa terasplaadi liimimise lisakaalust. See on ühine täiendus mooduliprojektidele, kus uued üksused peavad olema seotud olemasoleva raamiga.

3. Süsinikkiu insenerijuhtum

CFRP kasu ehituses tuleneb otseselt mõõdetud materjali omadustest, mitte turunduskeelest.

3.1 Kõrge spetsiifiline tugevus ja jäikus

Süsinikkiukomposiitide tihedus on ligikaudu 1,6 g/cm³, terase puhul ligikaudu 7,8 g/cm³. Kui tõmbemoodul on kaalu suhtes palju suurem kui teras, võib CFRP-liige vastata terasekvivalenti jäikusele osa massist.

3.2 Korrosioonikindlus

Erinevalt terasest ei roosta polümeeri maatriks. Ranniku arendustes, parkimiskohtades, veepuhastusrajatistes ja mis tahes niiskes keskkonnas väldib süsinikkiudu tugevdamine kaitsekate hooldust, mida teras nõuab, vähendades kogu eluiga kulusid.

3.3 madal soojuslaienemine

CFRP-l on madalad soojuslaienemiskoefitsiendid, eriti piki kiudude suunda. Seetõttu liiguvad fassaad ja konstruktsioonilised elemendid talve ja suve vahel väga vähe, mis kaitseb ettevalmistatud ümbrikus olevaid tihendeid, klaasid ja täpseid liigeseid.

3.4 Väsimus ja vastupidavus

Komposiitkonstruktsioonid taluvad korduvat tsüklilist koormust hästi, mis on põrandakassettide, sillatekkide ja mis tahes liikluse või vibratsiooni all olevate elementide eelis. Väsimus on metallkonstruktsioonide sageli esinev rikke ja nõrk punkt, mida CFRP suuresti väldib.

4. Praktilised rakendusmärkused

Süsinikkiu täidab oma lubadust ainult siis, kui see on õigesti määratletud. Need on punktid, mida tõstatame ehitusklientidele materjalivaliku ajal.

4.1 Tuletõrje tulemuslikkuse varajaseks käsitlemiseks

Orgaanilised polümeerimaterjalid nõuavad hoonete tulekahju eeskirjade täitmiseks kaitsemeetmeid. Vajaliku tulekahju saavutamiseks kasutatakse intumestsentseid katteid, mineraalidega täidetud vaigusüsteeme ja tulekahju mittekuuluvaid kihti ning eeloksüdeeritud kiud ja aramiidi vilt on tulekahju mittekuuluvate komplektide tõhusad tulekahju mittekuuluvad takistusmaterjalid. Tulekahjustrateegia tuleks kindlaks määrata enne, kui ehitusosad on valmis tehtud, mitte pärast seda.

4.2 Metallliidesete galvanilise korrosiooni vältimine

Kui süsinikkiu puutub kokku alumiiniumi või terasest kinnitusseadmetega, takistavad isoleerivad pesurid, bussid või õhuke isolatsioonikiht galvaanilist korrosiooni niiskuses. See väike detail avaldab suurt mõju vastupidavusele.

4.3 Mõtle jäikust, mitte ainult tugevust

Ehituselemendites reguleerib tavaliselt kujundust, mitte lõplikku tugevust. Kuna CFRP jäikus on suunatud, peab paigaldamine olema suunatud tegelikule koormuse teele; vale kiudude suunatusega sektsioon võib olla nii raskem kui ka paindlikum kui vajalik.

4.4 Projekteerige ühenduste elastsus

CFRP on tugev ja jäik, kuid haper võrreldes terasega. Ühenduse üksikasjalikud üksikasjad, mis jaotavad koormust läbi liimitud varrukate, sisendite või hübriidterase komposiitilihendite, takistavad punkti koormust, mis võib põhjustada äkilist rikkumist.

5. Kui süsinikkiu sobib tootevalikusse

Järgmises tabelis on kaardistatud tavaliselt kasutatava süsinikkiutu toote vormiga ühised ettevalmistatud konstruktsioonielementid.

6. Lühike rakenduse näide

Arendaja, kes ehitas madala suurusega elamisprojekti jaoks virustatud mahumooduleid, asendas iga üksuse terasest põrandakasseti CFRP-poolse võileibapaneliga, mis on samaväärne jäikus. Vähendatud enesekaal vähendas paigaldamiseks vajalikku kraana klassi ja võimaldas veoauto tarnimise kohta kaks täiendavat moodulit. Kuna paneelid olid tehases lõigatud joonistamiseks, joonistasid fassaadiühendused virustatud üksuste vahel kohapealse reguleerimata, lühendades kuivamisperioodi ja vähendades tihendite ümbertöötlemist.

7. Täiendavad materjalid samast allikast

Valmistatud ehitusprojektides kasutatakse harva ainult süsinikkiut ja täieliku tekstiilipaketti hankimine ühelt tarnijalt lihtsustab hankimist.

• Aramiidkangas ja lõng löökikindlate fassaadide vooderite ja kaitsekihtide jaoks suure liiklusega piirkondades.

• Eelaksüdeeritud kiudude vilt ja kangas tuletõkete ja kõrgtemperatuuri isolatsiooni jaoks teenindusüdametes.

• Süsinikkiust kangast märga paigaldamise remondi, kohaliku tugevdamise ja prototüüpi paneelide tootmiseks.

8. Miks töötada Tanchain

Shanghai Tanchain New Material Technology tarnib süsinikkiust kangast, prepregist, plaatidest, torudest ja valmistoodetest koos aramiidi- ja eeloksüdeeritud kiudimaterjalidega, andes modulaarsetele ja ettevalmistatud ehitusklientidele ühe allika struktuurilise ja tulekaitse tekstiilisisalduse jaoks. Tooted valmistatakse kontrollitud kvaliteedijuhtimissüsteemi alusel ja mõõtmed lepitakse kokku projektijoonistega enne tootmist, mitte pärast tarnimist.

Õigesti määratletud süsinikkiud muudab ettevalmistuse kaalu ja taluvuse rõhu konkurentsieeliseks: kergemad moodulid, madalamad transpordi- ja tõstmiskulud ning ümber, mis hoiab oma joondamist hoone eluiga.

Modulaarse või ettevalmistatud projekti planeerimine ja materjalide võrdlemine? Vaata meie süsinikkiu toodete valikut võiVõta ühendust meie meeskonnaga arutada paneele, profiile ja tugevdamist teie ehitussüsteemi jaoks.