Un nuovo metodo di collegamento di travi e pilastri prefabbricati consentirà di riparare rapidamente edifici in calcestruzzo danneggiati da eventi estremi come terremoti e uragani.

La tecnologia brevettata, sviluppato presso la South Dakota State University, può anche ridurre la quantità di danni che un edificio subisce, secondo l'inventore Mostafa Tazarv, professore a contratto presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale.

Tipicamente, le barre di rinforzo in acciaio che collegano tra loro travi e pilastri prefabbricati sono annegate nei componenti in calcestruzzo. Perciò, quando il danno è così esteso che le barre di collegamento si piegano o si rompono, l'edificio dovrà di solito essere demolito, Tazarv ha spiegato. "La nostra idea è rendere gli edifici più simili alle automobili, così possiamo cambiare i componenti danneggiati ogni volta che è necessario."

Nel design brevettato, la trave prefabbricata scorre nel pilastro e l'armatura vincolata a instabilità collega l'armatura della trave all'armatura della colonna. "Le barre d'armatura sono esposte e si collegano alle barre della trave e della colonna mediante un accoppiatore, " ha detto Tazarv. "Dal momento che le sbarre sono esposte alla connessione, possono essere facilmente sostituiti se danneggiati."

I test su campioni di trave-colonna a mezza scala hanno mostrato che il design brevettato può resistere a richieste estreme che sono persino "maggiori di qualsiasi terremoto che ha colpito gli Stati Uniti finora ... con solo piccole crepe qua e là. Nessuna tipica struttura in cemento armato può farlo , " disse Tazarv. Inoltre, il collegamento trave-pilastro ha una deformabilità almeno doppia rispetto alle strutture convenzionali, il che significa che i componenti sono in grado di assorbire meglio l'energia senza subire danni.

Oltre a ridurre al minimo i danni, la nuova tecnologia riduce anche i tempi di riparazione. "Mettere le barre al di fuori del calcestruzzo nelle zone critiche degli edifici significa che dopo un evento, puoi prendere una chiave a tubo, svita i dadi e sostituisci le barre danneggiate e il tuo edificio è come nuovo, " Disse Tazarv.

Sebbene non sia stata ancora effettuata un'analisi economica, Tazarv stima che l'implementazione del nuovo progetto di connessione avrà un impatto minimo sui costi di costruzione. "Questo è il bello. Paghi qualche percentuale in anticipo, ma puoi salvare l'intero edificio, " Egli ha detto.

Al progetto hanno lavorato anche uno studente di dottorato e uno studente di master, che è stato reso possibile grazie al finanziamento del dipartimento e alle donazioni di materiale in natura da Headed Reinforcement Corporation e SAES Smart Materials.

Il prossimo passo sarà eseguire test su larga scala a livello di componenti e sistema, secondo Tazarv. Per quello, i funzionari universitari vogliono collaborare con aziende interessate a sviluppare ulteriormente e commercializzare la tecnologia, secondo Rick Swatloski di TreMonti Consulting, che assiste con il trasferimento di tecnologia e la commercializzazione per SDSU.

"Una semplice conversazione con il docente potrebbe trasformarsi in una ricerca sponsorizzata, che può essere prezioso quanto un contratto di licenza, " Ha detto Swatloski. "La cosa più importante per noi è incoraggiare e far crescere le relazioni con le parti interessate esterne e potenziali finanziatori".

Inoltre, Tazarv ha detto, "Stiamo testando il nuovo metodo di connessione per i ponti". Prevede che questa tecnologia potrebbe anche comportare risparmi significativi per le agenzie di trasporto.