Kahnův systém - Kahn system

Kahnův systém
Logo značky Kahn logo.jpg
Ochranná známka
Typ procesuFyzický
Průmyslové odvětvíPozemní stavitelství
Hlavní technologie nebo dílčí procesyŽelezobeton
SurovinaBeton a ocel
VynálezceJulius Kahn
Rok vynálezuC. 1900
VývojářiSpolečnost Trussed Concrete Steel Company
Kahnův systém železobetonu, patent č. 736 602 ze dne 18. srpna 1903
Kahn příhradová tyč z katalogu firmy Trussed Concrete Steel Company z roku 1904
Do administrativní budovy Packard byla pomocí systému Kahn přidána dvě patra
Packard závod č. 10 modrý tisk 1905, zobrazující konstrukční systém Kahn

The Kahnův systém je průmyslová stavební technika pro vyztužení budov, která byla navržena a patentována společností Julius Kahn. Systém Kahn je průmyslová konstrukce využívající jako základnu příhradovou tyč Kahn. Tato ocelová tyč byla novým typem výztužné tyče používané v betonu a měla jedinečné konstrukční vlastnosti pro rozložení napětí.[1]

Na konci 19. století viděl Kahn problémy s betonovými výztužnými systémy používanými při stavbě budov. Stávající technikou konstrukce té doby bylo použití betonu s hladkou rovnou ocelí ve středu betonového nosníku. Ocel v betonu by sklouzla, kdyby mezi ztvrdlým betonem a ocelí byl i ten nejmenší prostor, a narušila by přilnavost. Na hlavní výztužné tyči byly pevně připevněny členy z ocelového nosníku. Toto diagonální napětí lomilo výztužné pruty, protože došlo k porušení adheze. To způsobilo slabost nosníku vyztuženého betonem / ocelí a poruchu, která by mohla způsobit katastrofické výsledky. Problém byl v tom, že ocelový nosník se oddělil od betonu a způsobil poruchu, protože oba materiály již nepracovaly na pevnosti.[2]

Popis

Vyztužená nosníková tyč na počátku 20. století sestávala z hladké přímé oceli ve středu tvarovaného betonu. Nosník by selhal podél linií hlavních napětí v betonu střihem. Obyčejná přímá ocel byla umístěna do zapouzdřené formy a byl nalit beton. Tato formulovaná směs oceli a betonu byla poté vytvrzena a stala se vyztuženou nosnou tyčí. V některých případech však mezi ocelí a ztvrdlým betonem byla malá vzduchová mezera, která umožňovala oceli pohybovat se a sklouzávat. To oslabilo vyztužený paprsek z jeho původní schopnosti plné pevnosti. To znamenalo, že tento oslabený zlomený paprsek mohl selhat a zlomit se pod velkým zatížením budovy, kterou podporoval.[3]

Kahn zjistil, že beton je mnohem silnější v tlaku než v tahu, proto vymyslel myšlenku rozložení napětí.[4] Provedl vědecké inženýrské experimenty a vytvořil koncept, že pokud byly hrany ocelového nosníku ohnuty dozadu pod úhlem 45 stupňů, vytvářející vyčnívající jazýčky nebo „křídla“ před přechodem do tvarované formy vedly k lepšímu rozložení napětí.[5] Okřídlené stříhané členy jsou vyříznuty a vytočeny nahoru, aby vytvořily úhel od tenkého okraje ocelové tyče, ale jsou stále trvale připojeny.[6] Když byla vlhká betonová směs nalita a vytvrzena, nedošlo k prokluzu ocelového nosníku, protože tahové napětí je rozloženo po celém nosníku.[7]

Tento nový styl postavený ocelový nosník se nazýval „Kahnova příhradová tyč“, někdy se zkrátil jen na „Kahnovu tyč“.[8] Vazená ocelová tyč měla na každé straně ohnutá „křídla“. „Křídla“ na ocelové tyči dodávala železobetonovému nosníku o 20–30% větší pevnost oproti staré technologii hladkých rovných hladkých ocelových tyčí nebo prutů.[3] Primární koncept tyče Kahn spočíval v tom, že poskytovala výztuž ve svislé i vodorovné rovině, zatímco zjednodušovala konstrukci.[9] Hlavní linie smykových napětí v paprsku mají průměr 45 stupňů, takže šikmá „křídla“ přenášela napětí dolů na hlavní výztužný ocelový nosník.[4]

Kahnova tyč je z vysoce kvalitní oceli s mezí pružnosti 42 000 liber a pevností v tahu 70 000 liber na čtvereční palec.[10] Kahn založil vlastní společnost v roce 1903 s názvem Společnost Trussed Concrete Steel Company (aka "Truscon Steel Company") se sídlem v Youngstown, Ohio, k výrobě těchto speciálních ocelových tyčí používaných ve železobetonových nosnících.[11]

Další nově vyvinutou inovací Kahna byly ocelové formy vyrobené s „žebry“ místo „křídly“. Jednalo se o derivát z Kahnova patentu z roku 1903. Tuto pokročilou technologii uvedla na trh společnost Trussed Concrete Steel Company se značkou Hy-Rib produkty.[12] Kahnův systém železobetonu je poprvé, co byla postavena automobilová továrna; bylo to pro Packard automobilka továrna budova číslo 10 navrženo v letech 1903–05.[13][14][15][16] Kahnov systém výztužných výrobků byl do roku 1907 použit ve více než 1 500 budovách ve Spojených státech.[17]

Kahn příhradové tyče aplikace

Kahnovým patentovaným vynálezem je ocelová tyč se 45 ° úhlopříčnými „křídly“ jako několik menších členů, které jsou pevně připevněny k hlavnímu členu.[18] Myšlenka techniky „křídla“ spočívá v tom, že napětí jsou rozložena po hlavním vyztuženém nosníku.[2] Ocel pak neklouzá dovnitř ztvrdlého betonu.[2]

  • Žádná ocelová výztuž v betonu nezpůsobuje poškození jako kousek křídy

  • Rovná ocelová vodorovná výztuž způsobuje oddělení tyče od betonu

  • Pouze uvolněné ocelové výztuhy třmenu způsobují nerovnoměrné rozložení napětí

  • Zkouška výztuže Kahnovy tyče k destrukci ukazující ideální rozložení napětí

Dalším významným rysem železobetonového systému Kahn Trussed Bar and Kahn System byla jeho odolnost vůči ohni.[19]

Viz také

Reference

  1. ^ Bucci 2002, s. 31–33.
  2. ^ A b C Shor, George G .; Shor, Elizabeth Noble; Spiess, Fred Noel (1979). „The George H. Scripps Memorial Marine Biological Laboratory of the Scripps Institution of Oceanography, University of California, San Diego“. Reference SIO. Scripps Institution of Oceanography (79–26): 8–9.
  3. ^ A b Matuz 2002, str. 47.
  4. ^ A b Sedlar, Frank (24. června 2013). „Inženýrská průmyslová architektura: Albert Kahn a společnost Trussed Concrete Steel Company“ (PDF). Cena 2012–2013 MLibrary Undergraduate Research Award Cena kukuřice pro jednorázové projekty. Michiganská univerzita.
  5. ^ Bucci 2002, str. 31; Skinner 1997, str. 13.
  6. ^ Webb a Gibson 1916, str. 48.
  7. ^ Trajekt 1970, str. 11.
  8. ^ Bucci 2002, str. 31.
  9. ^ Bucci 2002, str. 31; Buel 1904, str. 337.
  10. ^ Společnost Trussed Concrete Steel 1910, str. 8.
  11. ^ Matuz 2002, str. 47; Trajekt 1970, str. 10.
  12. ^ Hughes, Allen & Hecht 2001, str. 142.
  13. ^ Hildebrand 1974, str. 31. „Závod číslo deset tak představoval jasný pokrok v konstrukci továrny pro Packard a pro automobilový průmysl obecně, protože to byl první automobilový závod postavený ze železobetonu.“
  14. ^ Sedlar 2013, str. 31. „Budova Packard # 10 byla první, která použila železobeton s barem Kahn od Juliusa Kahna, ale také, jak již bylo řečeno, celou řadu ocelových stavebních výrobků od společnosti Trussed Concrete Steel Company.“
  15. ^ Kahn, Albert (14. ledna 2004). Bund, Sally Linvill (ed.). „Papíry Alberta Kahna“. Historická knihovna Bentley. Michiganská univerzita. Citováno 30. července 2014. Kahnova první továrna postavená ze železobetonu v Detroitu byla budova číslo 10 pro společnost Packard Motor Company (1905).
  16. ^ Nelson 1939, str. 10. „První železobetonová továrna v zemi, kterou navrhl Albert Kahn, se objevila v roce 1903.“
  17. ^ Cody 2005, str. 38.
  18. ^ Cody 2005, str. 37.
  19. ^ Společnost Trussed Concrete Steel 1910, s. 12–13.

Bibliografie

Další čtení

  • Siri, Joseph. "Architektura odporu proti zemětřesení: Truscon Company od Julia Kahna a Imperial Hotel Franka Lloyda Wrighta." J. Soc. Of Archit. Hist., Březen 2008. pp PP. 78–105.
  • Structurae. „Robert Maillart.“ Mezinárodní databáze a galerie struktur. Web. 20. dubna 2013
  • TRUSCON. „TRUSCON: Prvních padesát let, 1907–1957.“ Duben 1957.
  • Trussed Concrete Steel Co. „Kahn Building Products.“ 1913.
  • Trussed Concrete Steel Co. „Kahnův systém železobetonu.“ Červen. 20, 1904.
  • Trussed Concrete Steel Co. „United Steel Sash.“ 1912.

externí odkazy