Visoke zgrade mogu biti potpuno konstrukcijski bezbedne, a da njihovo pomeranje pod dejstvom vetra ipak stvara ozbiljne probleme korisnicima. Ljuljanje nebodera otežava koncentraciju, negativno utiče na raspoloženje i kod pojedinih ljudi može izazvati mučninu, naročito tokom oluja i zemljotresa.
.jpg)
Ilustracija (Foto: AI generated)
Liang Cao, docent građevinarstva na Univerzitetu Misisipija, ukazao je da prekomerne vibracije mogu onemogućiti boravak i rad u visokoj zgradi čak i kada njena konstrukcija nije ugrožena. U takvoj situaciji vlasnici se suočavaju sa ekonomskim gubicima jer prostor više ne može normalno da se koristi.
Ovaj problem ublažavaju prigušivači vibracija, uređaji čija je uloga u zgradama slična funkciji amortizera u automobilima. Kao što amortizeri omogućavaju vozilu da se stabilnije kreće preko neravnina, prigušivači u visokim objektima, mostovima i drugim velikim konstrukcijama apsorbuju energiju vibracija.
Oglas
Smanjivanjem pomeranja i naprezanja konstrukcije mogu se ublažiti posledice jakog vetra, seizmičkih aktivnosti i drugih nepovoljnih uticaja. Time se produžava životni vek objekta i smanjuju potencijalno veliki troškovi nastali zbog prekida rada, popravki ili zamene oštećenih delova.
Pesak umesto viskoznih tečnosti
Uobičajeni prigušivači, međutim, imaju nekoliko nedostataka. Za stvaranje hidrauličkog pritiska koriste viskozne tečnosti, slično sistemu kočenja u automobilima, zbog čega su skupi za proizvodnju, nabavku i održavanje. Njihova zamena takođe može biti složena i dugotrajna.
Studija objavljena u časopisu ASCE Journal of Structural Engineering ukazuje na mogućnost da se ovi problemi reše pomoću jednog od najjeftinijih i najrasprostranjenijih prirodnih materijala – peska.
Cao je objasnio da građevinski inženjeri primenjuju već poznati princip automobilskih amortizera na savremene konstrukcije. Dok tradicionalni uređaji koriste ulje ili složene mehanizme, novi prigušivač oslanja se na pesak, koji je pristupačan, jednostavan za održavanje i prihvatljiviji za životnu sredinu.
Novi sistem projektovan je na Južnom metodističkom univerzitetu, u saradnji sa istraživačima sa Univerziteta Misisipija i Univerziteta Lehigh u Pensilvaniji. Prema rezultatima istraživanja, prigušivači sa peskom pokazali su bolje performanse od hidrauličnih uređaja čak i pri ekstremnim temperaturama.
Toplota predstavlja problem za hidraulične uređaje
Otpornost na temperaturne promene posebno je značajna jer zagrevanje predstavlja jednog od glavnih neprijatelja klasičnih hidrauličnih prigušivača. Kostas Kalfas, profesor na Državnom univerzitetu Teksasa, objasnio je da neprekidno opterećenje može zagrejati tečnost unutar uređaja i oštetiti zaptivke koje sprečavaju curenje.
Jednostavna zamena silikonskog ulja često nije dovoljna. Zbog složene konstrukcije viskozni prigušivači uglavnom moraju potpuno da se uklone i pošalju proizvođaču na servisiranje ili zamenu. Dok uređaji nisu postavljeni, objekti ostaju bez zaštite od vibracija izazvanih čak i uobičajenim vetrom, slično automobilu bez kočnica.
Kod prigušivača sa peskom pod pritiskom, razvijenih u okviru istraživanja Univerziteta Misisipija, popravka nakon oštećenja mogla bi da bude završena za svega nekoliko sati. Prema navodima istraživača, uređaj bi uz pomoć fizičke snage mogao da popravi i tehničar bez posebne obuke, pa njegovo slanje proizvođaču ne bi bilo neophodno.
Ispitivanja od 5,6 do 60 stepeni
Kako bi proverili ponašanje novog sistema u različitim uslovima, istraživači su prigušivače izložili temperaturama od 5,6 do 60°C.
U ispitivanjima su učestvovali Liang Cao i Kostas Kalfas, profesor građevinarstva James Ricles sa Univerziteta Lehigh, kao i profesori građevinskog i ekološkog inženjerstva Usama El Shamy i Nicos Makris sa Južnog metodističkog univerziteta.
Rezultati su pokazali da prigušivač zadržava stabilnost pri različitim temperaturama i u promenljivim uslovima. Dodatna prednost ogleda se u tome što uređaj nastavlja da funkcioniše čak i kada se usled povećane vlažnosti u njegovoj unutrašnjosti formira vlaga.
Sledeća faza istraživanja obuhvatiće optimizaciju i ispitivanje prigušivača u dinamičkim uslovima. Naučnici nameravaju da provere njegovu efikasnost i način rada u konstrukcijskom sistemu pune veličine.
