Система Кана - Kahn system

Система Кана
Логотип бренда Kahn System.jpg
Торговая марка
Тип процессаФизический
Промышленный сектор (ы)Строительная инженерия
Основные технологии или подпроцессыЖелезобетон
СырьеБетон и сталь
ИзобретательЮлиус Кан
Год изобретенияc. 1900
Разработчики)Компания Trussed Concrete Steel
Система Кана из железобетона, патент № 736602 от 18 августа 1903 г.
Ферменный стержень Kahn из каталога 1904 года компании Trussed Concrete Steel Company
К административному зданию Packard добавляются два этажа с использованием системы Kahn
Завод Паккард № 10 чертеж 1905 года, показывающий конструкцию системы Кана

В Система Кана это технология промышленного строительства для усиления зданий, которая была разработана и запатентована Юлиус Кан. Система Kahn - это промышленная конструкция, в основе которой лежит балка Kahn Trussed Bar. Этот стальной стержень был новым типом арматурного стержня, используемого в бетоне, и обладал уникальными конструктивными особенностями для распределения напряжений.[1]

Кан увидел проблемы с системами армирования бетона, используемыми в строительстве в конце 19 века. Существовавшая в то время технология строительства заключалась в использовании бетона с простой прямой сталью в центре бетонной балки. Сталь в бетоне соскользнет, ​​если между затвердевшим бетоном и сталью останется хотя бы крошечное пространство, и это нарушит адгезию. К основному арматурному стержню жестко прикреплялись гладкие стальные балки. Это диагональное растяжение сломало балки арматурного стержня, так как сцепление было нарушено. Это вызвало ослабление армированной бетоном / сталью балки и разрушение, которое могло привести к катастрофическим результатам. Проблема заключалась в том, что простая стальная балка отделилась от бетона, что привело к разрушению, поскольку два материала больше не работали вместе для обеспечения прочности.[2]

Описание

Армированная балка в начале 1900-х годов состояла из простой прямой стали в центре формованной бетонной формы. Балка разрушится по линиям главных напряжений в бетоне из-за сдвига. Простая прямая сталь была помещена в замкнутую форму и залита бетон. Эта смесь стали и бетона затем затвердела и стала армированной балкой. Но в некоторых случаях между сталью и затвердевшим бетоном был крошечный воздушный зазор, который позволял стали двигаться и скользить. Это ослабило армированную балку от ее первоначальной полной прочности. Это означало, что эта ослабленная сломанная балка могла выйти из строя и сломаться под большой нагрузкой здания, которое она поддерживала.[3]

Кан обнаружил, что бетон намного прочнее при сжатии, чем при растяжении, поэтому разработал идею распределения напряжений.[4] Он провел научные инженерные эксперименты и создал концепцию, согласно которой, если края стальной балки изгибаются под углом 45 градусов, образующие выступающие выступы или «крылья» перед переходом в формованную форму приводят к лучшему распределению напряжений.[5] Крылатые срезанные элементы разрезаются и загибаются вверх, образуя угол с тонким краем стального стержня, но при этом остаются постоянно прикрепленными.[6] При заливке и затвердевании влажной бетонной смеси не было проскальзывания стальной балки, так как напряжение растяжения распределяется по всей балке.[7]

Эта стальная балка, построенная в новом стиле, называлась «балка с фермами Кана», иногда сокращалась до «балки Кана».[8] Связанный стальной стержень имел с каждой стороны загнутые вверх «крылья». «Крылья» на стальном стержне обеспечивали на 20–30% дополнительную прочность железобетонной балке по сравнению со старой технологией использования простых прямых гладких стальных стержней или стержней.[3] Первичная концепция стержня Кана заключалась в том, что он давал усиление как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости, одновременно упрощая конструкцию.[9] Основные линии касательных напряжений в балке в среднем составляют угол 45 градусов, поэтому наклонные «крылья» передавали напряжение вниз на основную стальную арматуру.[4]

Штанга Kahn изготовлена ​​из высококачественной стали с пределом упругости 42 000 фунтов и пределом прочности на разрыв 70 000 фунтов на квадратный дюйм.[10] Кан основал свою собственную компанию в 1903 году под названием Компания Trussed Concrete Steel (также известна как «Стальная компания Трускон»), расположенный в Янгстаун, Огайо, для изготовления этих специальных стальных стержней, используемых в железобетонных балках.[11]

Еще одна новая разработка Кана - стальные формы, построенные с «нервюрами» вместо «крыльев». Это была производная от патента Кана 1903 года. Эта передовая технология была продана компанией Trussed Concrete Steel Company под торговой маркой Hy-Rib продукты.[12] Система Kahn из железобетона - это первая постройка автомобильного завода; это было для Автозавод Паккард корпус завода № 10 разработан в 1903–05 гг.[13][14][15][16] К 1907 году система арматурных изделий Kahn использовалась в более чем 1500 зданиях в США.[17]

Анкерные балки Kahn

Запатентованное изобретение Кана представляет собой стальной стержень с диагональными «крыльями» под углом 45 градусов в виде нескольких второстепенных элементов, жестко прикрепленных к основному элементу.[18] Идея техники «крыло» состоит в том, что напряжения распределяются по всей основной армированной балке.[2] Таким образом, сталь не скользит по затвердевшему бетону.[2]

  • Отсутствие стальной арматуры в бетоне вызывает поломку, как кусок мела

  • Прямая стальная горизонтальная арматура вызывает отрыв стержня от бетона

  • Только незакрепленные стальные хомуты вызывают неравномерное распределение напряжений

  • Испытание арматуры по Кану на разрушение, показывающее идеальное распределение напряжений

Еще одной важной особенностью армированной балки Kahn Trussed Bar и системы Kahn была ее огнестойкость.[19]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ Буччи 2002 С. 31–33.
  2. ^ а б c Шор, Джордж Г .; Шор, Элизабет Ноубл; Spiess, Фред Ноэль (1979). «Мемориальная морская биологическая лаборатория Джорджа Х. Скриппса Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего». Ссылка SIO. Океанографический институт Скриппса (79–26): 8–9.
  3. ^ а б Матуз 2002, п. 47.
  4. ^ а б Седлар, Франк (24 июня 2013 г.). «Инженерная промышленная архитектура: Альберт Кан и компания по производству железобетонных конструкций» (PDF). 2012–2013 годы Премия MLibrary за исследования в области бакалавриата Кукуруза за одноразовые проекты. Университет Мичигана.
  5. ^ Буччи 2002, п. 31; Скиннер 1997, п. 13.
  6. ^ Уэбб и Гибсон, 1916 г., п. 48.
  7. ^ Паром 1970, п. 11.
  8. ^ Буччи 2002, п. 31.
  9. ^ Буччи 2002, п. 31; Buel 1904, п. 337.
  10. ^ Компания Trussed Concrete Steel, 1910 г., п. 8.
  11. ^ Матуз 2002, п. 47; Паром 1970, п. 10.
  12. ^ Хьюз, Аллен и Хехт 2001, п. 142.
  13. ^ Хильдебранд 1974, п. 31. «Таким образом, завод номер десять явился явным шагом вперед в строительстве завода для Packard и для автомобильной промышленности в целом, поскольку это был первый автомобильный завод, построенный из железобетона».
  14. ^ Седлар 2013, п. 31. «Здание Packard # 10 было первым, в котором использовался железобетон с балкой Kahn Bar Юлиуса Кана, а также, как уже говорилось ранее, весь спектр стальных строительных изделий от компании Trussed Concrete Steel Company».
  15. ^ Кан, Альберт (14 января 2004 г.). Бунд, Салли Линвилл (ред.). "Документы Альберта Кана". Историческая библиотека Bentley. университет Мичигана. Получено 30 июля, 2014. Первым заводом Кана, построенным из железобетона в Детройте, было здание № 10 для Packard Motor Company (1905).
  16. ^ Нельсон 1939, п. 10. «Первый завод по производству железобетона в стране, спроектированный Альбертом Каном, появился в 1903 году».
  17. ^ Коди 2005, п. 38.
  18. ^ Коди 2005, п. 37.
  19. ^ Компания Trussed Concrete Steel, 1910 г. С. 12–13.

Список используемой литературы

дальнейшее чтение

  • Сири, Джозеф. «Архитектура сопротивления землетрясениям: компания Truscon Юлиуса Кана и отель Imperial Фрэнка Ллойда Райта». J. Soc. Archit. Hist., Март 2008 г., стр. 78–105.
  • Structurae. «Роберт Майярт». Международная база данных и галерея структур. Интернет. 20 апреля 2013 г.
  • TRUSCON. «TRUSCON: Первые пятьдесят лет, 1907–1957». Апрель 1957 г.
  • Компания Trussed Concrete Steel Co. "Kahn Building Products". 1913 г.
  • Компания Trussed Concrete Steel Co. "Система железобетона Кан". Июнь. 20, 1904 г.
  • Компания Trussed Concrete Steel Co. "United Steel Sash". 1912 г.

внешние ссылки