Сталь является краеугольным камнем строительной индустрии. Принятие в эксплуатацию стальных балок облегчило строительство более амбициозных зданий и инфраструктуры, но сама процедура возведения оставалась относительно неизменным за последнее столетие.
Теперь отмеченная наградами инновация обещает новую эру инноваций в архитектуре и технике.
В 1953 году немецкий архитектор Конрад Вахсманн представил конструкционный компонент, который можно было бы изготовить в промышленности и повсеместно использовать в качестве основы для любого строительного проекта. Он хотел стандартизировать основные строительные блоки строительной отрасли, такие как детали LEGO, которые могли бы вписаться в любой проект.
«Баланс между упругими свойствами и структурной прочностью стали можно точно рассчитать и контролировать с помощью численного анализа».
Идея универсального структурного компонента на протяжении многих лет привлекала воображение других архитекторов и инженеров, но найти подходящий материал или дизайн оказалось непросто.
Вдохновленный этим вызовом, Джин Янг Сонг, доцент Университета Буффало, начал экспериментировать со взаимосвязанными стальными компонентами. Он использовал цифровые модели и 3D-печатные прототипы, чтобы получить модуль с четырьмя крючками, которые соединялись друг с другом.
Каждый модуль имеет четыре соединительные ножки и центральный слот. Два модуля сдвигаются вместе, чтобы создать форму двойной оси с восемью точками соединения. Каждая из этих точек соединяется с ножкой другого модуля, что позволяет легко собирать простые прочные конструкции.
Модульная система Snap-Lock (SIMS) демонстрирует замечательную долговечность и достаточно гибкая, чтобы создавать бесконечные геометрии. Главное это так просто, что может быть собрано одним рабочим.
Сонг рассматривал ряд различных материалов для создания модулей, но в конечном счете надежность стали сделала его идеальным для его системы.
«Баланс между упругими свойствами и структурной прочностью стали можно точно рассчитать и контролировать с помощью численного анализа», - подчеркивает Сонг.
«Достижения в области производства стали с использованием многоосевой резки с помощью параметрических инструментов, робототехники и аддитивного производства ускоряют новые применения стали».
Простота SIMS в сочетании с прочностью стали может значительно снизить сложность строительных проектов. В отличие от обычных стальных балок и методов последующей постройки, строительство с использованием SIMS не требует сварки или болтов.
Новые конструкции могут быть быстро протестированы, а временные конструкции могут быть собраны, и после их завершения модули могут быть снова упакованы для использования в будущем проекте.
SIMS открывает целый новый мир возможностей для архитекторов и инженеров. Он потенциально может быть применен при строительстве перегородок, конструкций и ограждений. Но для Песни о самом захватывающем приложении, вероятно, еще даже не думали.
«Мы изучаем пару интересных идей, таких как использование SIMS для создания конвертов для солнечных батарей или экранов от дождя. Но на самом деле, потому что система основана на простоте сборки и идее модульного хранения, самое интересное то, как ее будут использовать другие люди. Сборка настолько проста, что на заднем дворе можно построить одноэтажный стальной павильон, и это изменит правила игры».
